一种岩心孔喉驱替设备及岩心孔喉驱替效率测量方法与流程

本发明涉及岩心驱替领域，特别是涉及一种岩心孔喉驱替设备及岩心孔喉驱替效率测量方法。

背景技术：

1、石油资源是能源重要的组成部分，在油田开发中，采用岩心驱替实验来研究驱替原理是提高原油采收率的一个重要研究方向，通过模拟不同地层条件进行驱替实验研究油水在地层中的渗流规律，可为油气勘探与开发提供科学指导。

2、核磁共振检测技术是一种优秀成熟的检测技术，基于核磁对氢信号优秀的捕捉能力，核磁共振在石油能源领域能做到快速、准确、无伤检测，搭配多场耦合配件，可以模拟地层真实高温高压环境。岩心不同尺寸孔隙中的油水信号在核磁t2谱中对应的弛豫时间不同，随着驱替实验的进行，核磁t2谱随着岩心内部油水相态的变化而发生变化，可以定量研究地层的油气开采过程。通过核磁共振室内岩心分析，可以有效定量表征驱替过程中油水在岩心微观孔隙内的运动分布情况。

3、现有技术中的一种方案是在核磁共振成像和核磁共振t2谱结合的基础上，将饱和煤油岩心浸没在40％浓度氯化锰溶液中，饱和进岩心孔隙内的煤油会随时间慢慢地通过孔喉与氯化锰溶液进行置换，没有核磁信号的氯化锰溶液通过孔喉进入岩心孔隙内，置换出有核磁信号的煤油，通过测试不同梯度时间段内致密砂岩渗吸后核磁共振成像，得到岩心内剩余煤油分布情况，对岩心渗吸过程进行可视化分析；对核磁共振t2谱测试结果处理分析，得到煤油在不同口径孔隙内与氯化锰的交换速率。

4、另一种方案也是以核磁共振技术为基础，通过离心的方式实现水驱油以及油驱水这一过程。实验选取不同渗透率的岩心，对现场取样岩心进行洗油洗盐等一系列预处理后饱和煤油，测试饱和岩心t2谱。将饱和岩心放入离心杯中，确保地层水没过岩心，配平重量后进行水驱油阶段离心测试(逐渐增大离心力)，每次离心结束后对岩心进行核磁共振测试，得到不同渗透率类型的岩样水驱油核磁t2谱。通过数据处理可以从t2谱上很直观地看到水驱油时岩心不同孔隙内油水信号的变化，结合各阶段离心后的谱线，掌握不同离心力下水驱油的离心规律。

5、现有技术存在的缺点如下：

6、①在测量岩石的孔隙度、测试采油性能时常常会运用到驱替实验和核磁共振技术来测定验证，通过用水驱油的方式最后得到岩心束缚油饱和度及驱替效率。常规的蒸馏水驱替实验中，在用到核磁共振测试的同时需要记录驱替液的体积，并须以称重法等方式相互印证，操作繁琐。一维核磁共振测试结果虽能明显看到随着水侵入岩心后油峰谱线的变化趋势，但侵入的蒸馏水本身是有信号的，此时的核磁测试结果无法有效地区分哪种孔隙中的油被驱出。

7、②利用重水(d2o)驱替可以有效规避测试结果中油水信号界限模糊无法分辨的风险，本质是因为核磁共振检测不到重水中氢离子的信号，但其高昂的价格却在无形中提高了试验成本。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种岩心孔喉驱替设备及岩心孔喉驱替效率测量方法，可提高驱替效率，并且驱替过程可视化，降低驱替的复杂度。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种岩心孔喉驱替设备，包括：第一平流泵、第二平流泵、第一六通阀、第二六通阀、水样中间容器、夹持器、单向阀及量筒；

3、所述第一平流泵、所述第一六通阀及所述夹持器依次连接；所述第二平流泵、所述第二六通阀、所述水样中间容器及所述夹持器依次连接；所述夹持器、所述单向阀及所述量筒依次连接；

4、所述水样中间容器内盛有驱替液；

5、所述夹持器用于夹持岩心样品；

6、所述第一平流泵用于通过所述第一六通阀为所述夹持器提供围压；

7、所述第二平流泵用于通过所述第二六通阀为所述水样中间容器提供驱替压力，将所述水样中间容器内的驱替液注入所述夹持器，以对所述岩心样品进行驱替；

8、所述量筒用于回收并计量从所述岩心样品驱出的流体。

9、可选地，所述岩心孔喉驱替设备还包括第一卸压阀及第二卸压阀；

10、所述第一卸压阀与所述第一六通阀连接；所述第一卸压阀用于卸掉所述第一平流泵施加给所述夹持器的围压；

11、所述第二卸压阀与所述第二六通阀连接；所述第二卸压阀用于卸掉所述第二平流泵施加给所述水样中间容器的驱替压力。

12、可选地，所述驱替液为氯化锰溶液。

13、为实现上述目的，本发明还提供了一种岩心孔喉驱替效率测量方法，包括：

14、测量待测岩心的初始体积；

15、对所述待测岩心进行饱和煤油处理，得到饱和岩心，并测量所述饱和岩心的核磁信号量以及所述饱和岩心孔隙内的煤油体积；

16、采用上述的岩心孔喉驱替设备对所述饱和岩心进行多次驱替，直至夹持器尾端不再有煤油驱出，得到最终的驱替岩心，并测量每次驱替结束时驱替岩心的核磁信号量；所述饱和岩心为夹持器夹持的岩心样品；

17、测量不同煤油体积对应的核磁信号量，绘制以煤油体积为横坐标，核磁信号量为纵坐标的散点图，并确定煤油标线斜率；

18、根据所述待测岩心的初始体积、所述饱和岩心的核磁信号量及所述煤油标线斜率，计算岩心总孔隙度；

19、根据每次驱替结束时驱替岩心的核磁信号量、所述煤油标线斜率及所述饱和岩心孔隙内的煤油体积，计算每次驱替结束时岩心剩余含油饱和度；

20、根据最终的驱替岩心的核磁信号量、所述煤油标线斜率及所述饱和岩心孔隙内的煤油体积，计算岩心束缚油饱和度；

21、根据每次驱替结束时岩心剩余含油饱和度及所述饱和岩心的含油饱和度，计算每次驱替的岩心驱替效率。

22、可选地，对所述待测岩心进行饱和煤油处理，得到饱和岩心，具体包括：

23、将所述待测岩心放入中间容器，并向所述中间容器内倒入煤油，直至煤油浸没所述待测岩心；

24、通过真空泵对所述中间容器抽真空，抽真空结束后，将中间容器与盛有煤油的容器连通，以得到饱和岩心。

25、可选地，采用公式计算岩心总孔隙度；其中，为岩心总孔隙度，s饱为饱和岩心的核磁信号量，k为煤油标线斜率，v样为待测岩心的初始体积。

26、可选地，采用公式sor＝sn/(k*v油)*100％计算第n次驱替结束时岩心剩余含油饱和度；其中，sor为第n次驱替结束时岩心剩余含油饱和度，sn为第n次驱替结束时驱替岩心的核磁信号量，k为煤油标线斜率，v油为饱和岩心孔隙内的煤油体积。

27、可选地，采用公式so束＝(sf/(k*v孔))*100％计算岩心束缚油饱和度；其中，so束为岩心束缚油饱和度，sf为最终的驱替岩心的核磁信号量，k为煤油标线斜率，v孔为岩心孔隙总体积，与饱和岩心孔隙内的煤油体积相等。

28、可选地，采用公式e＝sor/so*100％计算第n次驱替的岩心驱替效率；其中，e为第n次驱替的岩心驱替效率，sor为第n次驱替结束时岩心剩余含油饱和度，so为饱和岩心的含油饱和度。

29、根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：本发明通过第一平流泵、第二平流泵、第一六通阀以及第二六通阀的配合，能够控制驱替进度，并且能够夹持器末端的出油量判断岩心含油饱和度，驱替过程可视化，岩心孔喉驱替设备简单、便于拆卸安装，降低了驱替的复杂度，并提高了驱替的效率。