油气储层岩心有效储集空间的树脂灌铸系统及其实现方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种油气储层岩心有效储集空间的树脂灌铸系统及其实现方法。
【背景技术】
[0002]常规孔隙铸体包括岩心切片、树脂灌铸和岩心制片，常规孔隙铸体的实验条件是:压力小于15MPa，温度100°C左右的介质四面充填饱和固结。也就是说，常规孔隙铸体所得到的油气储集空间结构及分布并不能反映油气在该油气藏中的实际储集情况和储集能力，尤其是地层压力大于15MPa，甚至高达30MPa或70MPa的高压油气藏。常规孔隙铸体将不能反映储层岩石的实际储集能力，这对油气储层的分类和评价将造成低估和遗漏，也将对油气勘探造成损失。
【发明内容】
[0003]针对上述技术不足，本发明提供了一种油气储层岩心有效储集空间的树脂灌铸系统及其实现方法，其灌铸得到的孔隙空间不但能反映不同油气藏储层的真实储集能力，而且能反映油气在储集空间中的实际流动情况。
[0004]为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下:
油气储层岩心有效储集空间的树脂灌铸系统，包括高温高压岩心室，输出端通过管道与该高温高压岩心室输入端连接的高压树脂容器和压力栗，以及与高温高压岩心室连接的温度控制器；所述高温高压岩心室与高压树脂容器连接的管道上分别设有阀门、单向阀和压力表；高温高压岩心室与压力栗连接的管道上也分别设有压力表和阀门；所述压力栗的输出端还与高压树脂容器的输入端连接。
[0005]进一步地，本发明还包括通过单向阀或阀门、透明观察柱与高温高压岩心室连接的超尚真空系统。
[0006]基于上述系统，本发明还提供了该油气储层岩心有效储集空间的树脂灌铸系统的实现方法，包括以下步骤:
(1)将岩心烘干，然后放入至高温高压岩心室中密封，密封压力维持在3.5MPa ;
(2)启动超高真空系统，并打开相应的阀门，对整个灌铸系统进行抽真空；
(3)关闭超高真空系统，并将高压树脂容器中的树脂持续注入至高温高压岩心室中，使岩心室中压力达到90%的设计压力时停栗停止注入，同时满足高温高压岩心室的内外压差维持在3.5MPa，所述的设计压力大于常压；
(4)分别开启压力栗和温度控制器，将高温高压岩心室中的内外压力和温度逐步提高至设计压力的状态，然后维持8?12小时后关闭所有电源；
(5)10小时后，打开连接高温高压岩心室的阀门，使高温高压岩心室内的压力逐渐降至常压状态，并启动压力栗，使围压降至常压，然后取出灌铸好的岩心，即可根据需要进行制片。
[0007]与现有技术相比，本发明具有以下有益效果: (I)本发明设置了高温高压岩心室、高压树脂容器、压力栗、温度控制器和超高真空系统，通过抽空并缓慢注入树脂、维持压力、升温升压、维持温度和压力、有机化合物聚会、固化、降温降压的方式，能很好地对岩心进行树脂饱和，使其在制片、镜下照相时得到实际有效的孔隙空间图象照片，能够真实地反映油气在油气藏中的实际储集情况、储集能力和流动情况，从而为相关的研究和模拟实验分析提供强有力的依据，并为油气储层的分类和评价提供可靠的参考，节约油气勘探的成本投入。
[0008](2)本发明在开始运行前还采用了超高真空系统对整个系统进行抽真空操作，充分保证了有效孔隙空间的灌铸和实验的准确性。
[0009](3)本发明设置了单向阀和阀门，阀门可实现岩心灌铸的顺序和操作方便，单向阀可确保流体在系统运行的过程中不发生回流；本发明还设置了压力表，可以令操作者实时掌握系统内部的压力情况，在确保安全操作的前提下，对系统、特别是高温高压岩心室内部的压力进行监测和调整，使系统满足实验条件和顺利运行工作。
[0010](4)本发明设计合理、操作便捷，具有广泛的应用前景，非常适合在油气的勘探和开发领域推广应用。
【附图说明】
[0011]图1为本发明的系统框图。
[0012]图2为页岩气储层的有效储集空间图像。
[0013]图3为超低孔渗致密岩心的储集空间图像。
[0014]其中，附图标记对应的零部件名称为:
1-高温高压岩心室，2-高压树脂容器，3-温度控制器，4-压力栗，5-超高真空系统，6、15-压力表，7-单向阀，9、10、11、12、13、14、16-阀门。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。
实施例
[0016]如图1所示，本发明提供了一种岩心的树脂灌铸系统，可在地层压力小于等于70MPa、地层温度小于150°C条件下、对不同类型(常规储层、页岩气储层和超低孔渗储层)岩心作有效储集空间复制。本发明包括高温高压岩心室1、高压树脂容器2、温度控制器3、压力栗4以及超高真空系统5。所述高温高压岩心室I用于装入岩心，其输入端分别通过管道与高压树脂容器2、压力栗4各自的输出端连接，压力栗4用于提供压力，其输出端还与高压树脂容器2输入端连接。另外，在高温高压岩心室I与高压树脂容器2以及高温高压岩心室I与压力栗4连接的管道上分别设有单向阀7、阀门10、11、14、16和压力表6、15。
[0017]所述超高真空系统5通过阀门、透明观察柱与高温高压岩心室I连接，用于对整个系统进行抽真空。
[0018]下面对本发明树脂灌铸岩心的流程进行介绍。
[0019]首先，将需要灌铸的岩心烘干，然后放入至高温高压岩心室I中。接着，开启超高真空系统5，关闭阀门12、13并打开相应的阀门9，利用超高真空系统5对整个系统进行抽真空操作。I小时后，打开高温高压岩心室I与高压树脂容器2连接管道上的阀门10和11，然后利用外部动力系统将高压树脂容器2中的树脂持续缓慢地注入到高温高压岩心室I中，在此过程中，维持高温高压岩心室I的内外压差在3.5MPa (或设计的内外压差值)。
[0020]继续注入树脂，直至高温高压岩心室I末端看到树脂时，关闭阀门9，停止抽空，继续注入树脂，直到高温高压岩心室压力达到设计的压力(设计压力大于常压)后关闭阀门10并停止注入，然后关闭栗4降低栗压至常态。开启温度控制器3，使高温高压岩心室I内的温度和压力逐渐升至设计的温度和压力(压力表实时显示系统的压力)，然后维持10?12小时后关闭所有电源。
[0021]10小时后，开放空阀门12和13，使高温高压岩心室I内的压力逐渐降至常压状态，然后取出灌铸好的岩心，即可根据需要进行制片，通过镜下照相从而得到孔隙空间图象，进而用以研究储层的真实有效储集空间。图2、图3均为采用本发明已灌铸好的岩心制片得到的岩心薄片在地层温度压力下的孔隙空间图像，其中，图2为页岩气储层(泥岩，Φ=5.1%、K=0.0351md的粒间微孔)的有效储集空间图像，图3为超低孔渗致密岩心(Φ=1.74、K=41.70md、面孔率3%的微孔，岩心净上覆压力为45MPa)的储集空间图像。
[0022]本发明通过设计一种储层有效储集空间复制技术装置，能够真实地反映油气在油气藏中的实际储集情况、储集能力和流动情况，从而为相关的模拟实验和研究分析提供依据。本发明相比现有技术而言，优势明显，具有突出的实质性特点和显著的进步。
[0023]上述实施例仅为本发明较佳的实现方式之一，不应当用以限制本发明的保护范围，凡在本发明的主体设计思想和精神下对本发明技术方案作出的改动或润色，或进行等同置换，其解决的技术问题实质上仍与本发明是一致的，均应当在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.油气储层岩心有效储集空间的树脂灌铸系统，其特征在于，包括高温高压岩心室(1)，输出端通过管道与该高温高压岩心室(I)输入端连接的高压树脂容器(2)和压力栗(4)，以及与高温高压岩心室(I)连接的温度控制器(3);所述高温高压岩心室(I)与高压树脂容器(2)连接的管道上分别设有阀门、单向阀和压力表；高温高压岩心室(I)与压力栗(4)连接的管道上也分别设有压力表和阀门；所述压力栗(4)的输出端还与高压树脂容器(2)的输入端连接。2.根据权利要求1所述的油气储层岩心有效储集空间的树脂灌铸系统，其特征在于，还包括通过单向阀或阀门、透明观察柱与高温高压岩心室(I)连接的超高真空系统(5)。3.—种权利要求2所述的油气储层岩心有效储集空间的树脂灌铸系统的实现方法，其特征在于，还包括以下步骤:(1)将岩心烘干，然后放入至高温高压岩心室中密封，密封压力维持在3.5MPa ; (2)启动超高真空系统，并打开相应的阀门，对整个灌铸系统进行抽真空； (3)关闭超高真空系统，并将高压树脂容器中的树脂持续注入至高温高压岩心室中，使岩心室中压力达到90%的设计压力时停栗停止注入，同时满足高温高压岩心室的内外压差维持在3.5MPa，所述的设计压力大于常压； (4)分别开启压力栗和温度控制器，将高温高压岩心室中的内外压力和温度逐步提高至设计压力的状态，然后维持8?12小时后关闭所有电源； (5)10小时后，打开连接高温高压岩心室的阀门，使高温高压岩心室内的压力逐渐降至常压状态，并启动压力栗，使围压降至常压，然后取出灌铸好的岩心，即可根据需要进行制片。
【专利摘要】本发明公开一种油气储层岩心有效储集空间的树脂灌铸系统及其实现方法，包括高温高压岩心室，输出端通过管道与高温高压岩心室输入端连接的高压树脂容器，以及与高温高压岩心室连接的温度控制器；高温高压岩心室与高压树脂容器以及高温高压岩心室与压力泵连接的管道上设有单向阀、阀门和压力表；压力泵的输出端同时通过阀门与高压树脂容器的输入端和提供岩心密封的环压输入端连接；高温高压岩心室出口通过阀门、透明观察柱与超高真空系统相连接。本发明可在地层压力小于等于70MPa、地层温度小于150℃条件下、对不同类型岩心作有效储集空间复制，从而不但能反映不同油气藏，还能反映油气藏在不同的开发时期油气在储集空间中的实际流动情况。
【IPC分类】G01N1/28
【公开号】CN105092334
【申请号】CN201510525566
【发明人】向丹, 向冬, 黄大志, 向阳, 孟祥豪
【申请人】成都理工大学
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2015年8月25日