專利名稱：采用等壓變?nèi)莘y(cè)量巖心孔隙度的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種采用等壓變?nèi)莘y(cè)量巖心孔隙度的方法及裝置，適用于石油、地
質(zhì);r業(yè)領(lǐng)域在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行巖心孔隙度測(cè)量，特別適用于超高孔隙壓力狀況下的巖心孔隙
二背景技術(shù)：
孔隙度測(cè)量方法多種多樣，使用最多最廣泛的是氣體法，它是利用氣體等溫變換 原理(玻馬定律)，并采用等容(對(duì)比室容積恒定)變壓(壓力在擴(kuò)散前后變化)的方法進(jìn) 行測(cè)量的，方法簡(jiǎn)單，操作方便。測(cè)試過程中孔隙壓力基本都是在lMPa以內(nèi)。隨著石油工 業(yè)的發(fā)展，超低滲油氣藏、超深油氣藏越來越被重視，在低孔隙壓力下測(cè)孔隙度數(shù)據(jù)已經(jīng)不 太適合，原因是1、氣體在低壓下很難進(jìn)入超低滲巖心的內(nèi)部孔隙，造成測(cè)試結(jié)果的不準(zhǔn)； 2、超深油氣藏往往伴隨著超高的孔隙壓力(例如60MPa甚至更高)，在低孔隙壓力下測(cè)得的 孔隙度數(shù)據(jù)不足以代表實(shí)際情況；3、如果一味提高氣體壓力會(huì)造成一系列的問題，特別是 安全問題。因?yàn)橐霛M足60MPa孔隙壓力，需要有120MPa左右的初始?jí)毫?，初始?jí)毫χ?的壓力源又要更高。
三
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種采用等壓變?nèi)莘y(cè)量巖心孔隙度的方法及裝置，可以在超 寬孔隙壓力范圍內(nèi)準(zhǔn)確測(cè)量巖心孔隙度，而且是在初始?jí)毫涂紫秹毫ο嗤那闆r下實(shí) 現(xiàn)，解決了超高初始?jí)毫淼陌踩珕栴}。
本發(fā)明的測(cè)試方法至少包括如下步驟 1、測(cè)量巖心的直徑、長(zhǎng)度，計(jì)算巖心的總體積。在測(cè)量孔隙體積時(shí)將巖心放入巖心 夾持器，并加載上覆壓力；在測(cè)量顆粒體積時(shí)將巖心放入巖心室； 2、調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)室容積，在測(cè)量孔隙體積時(shí)要大于巖心孔隙體積+隔離閥與巖心之間 的管路體積；在測(cè)量顆粒體積時(shí)要大于巖心室體積+隔離閥與巖心室之間的管路體積；
3、關(guān)閉隔離閥和放空閥，打開氣源閥向標(biāo)準(zhǔn)室注氣至所需的孔隙壓力后關(guān)閉氣源
閥； 4、打開隔離閥，氣體向巖心內(nèi)擴(kuò)散，然后減小標(biāo)準(zhǔn)室體積以壓縮氣體使其升壓至
設(shè)定的孔隙壓力值并保持穩(wěn)定一段時(shí)間； 5、記錄標(biāo)準(zhǔn)室容積減少值A(chǔ)V ; 6、計(jì)算Vp = AV-V。
Vg = AV-V0-VS ①=(Vp/V) X100X或者①={Vp/(Vp+Vg)} | X100% 式中V為巖心總體積
V。為管路死體積
l為巖心室容積



Vp為巖心孔隙體積 vg為巖心顆粒體積
AV為標(biāo)準(zhǔn)室減小容積 ①為巖心孔隙度 7、打開放空閥泄壓，取出巖心，實(shí)驗(yàn)結(jié)束。 —種采用等壓變?nèi)莘y(cè)量巖心孔隙度的方法及裝置，主要由精密柱塞、氣源管、氣 源控制閥、標(biāo)準(zhǔn)室、壓力傳感器、放空閥、隔離閥、夾持器和巖心組成，其特征在于標(biāo)準(zhǔn)室設(shè) 為圓柱形，內(nèi)部設(shè)有中心腔，精密柱塞插在中心腔內(nèi)，在標(biāo)準(zhǔn)室下部周側(cè)設(shè)有一個(gè)氣源接口 和一個(gè)壓力傳感器接口 ，氣源接口通過氣源管和氣源控制閥與高壓氣源連接，在標(biāo)準(zhǔn)室的 底部或周側(cè)設(shè)有一個(gè)出氣接口 ，通過氣管與夾持器的兩端接頭分別連接，兩端接頭之間夾 有巖心，外周套有膠筒，夾持器用螺栓把接頭、巖心和膠筒緊緊夾住，兩接頭的通氣孔緊貼 巖心的兩端面，或出氣口通過氣管與巖心室接通，在接通夾持器或巖心室的氣管上設(shè)有隔 離閥和放空閥；壓力傳感器接口直接與壓力傳感器連接。 本發(fā)明解決超低滲透油氣藏和超深油氣藏巖心孔隙度測(cè)量問題適應(yīng)壓力高安全。
四

圖1-用等壓變?nèi)莘y(cè)量巖心孔隙度裝置測(cè)量巖心孔隙體積的結(jié)構(gòu)示意圖
圖2_用等壓變?nèi)莘y(cè)量巖心孔隙度裝置測(cè)量巖心顆粒體積的結(jié)構(gòu)示意圖
圖中l(wèi)-精密柱塞2-氣源管3-氣源控制閥4-標(biāo)準(zhǔn)室5-壓力傳感器6-放 空閥7、8-隔離閥9-夾持器10-膠筒11-巖心12-巖心室
五具體實(shí)施方式

實(shí)驗(yàn)步驟如下 1、測(cè)量巖心11的直徑、長(zhǎng)度，計(jì)算巖心11的總體積V。然后放入巖心夾持器9，并 加載上覆壓力； 2、控制精密柱塞1在標(biāo)準(zhǔn)室4內(nèi)的長(zhǎng)度來調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)室4的容積，使其大于巖心孔 隙體積Vp和隔離閥7和8與巖心11之間的管路死體積V。之和，由于孔隙體積Vp未知，按 經(jīng)驗(yàn)可取巖心11的總體積V的40%來代替； 3、關(guān)閉隔離閥7和8和放空閥6，打開氣源閥3向標(biāo)準(zhǔn)室4注氣，由壓力傳感器5 檢測(cè)壓力變化至所需的孔隙壓力后關(guān)閉氣源閥3。記錄精密柱塞1的初始位置；
4、打開隔離閥7和8，氣體通過兩端向巖心11內(nèi)擴(kuò)散，然后推動(dòng)精密柱塞l以減小 標(biāo)準(zhǔn)室4的體積并壓縮氣體使其升壓至設(shè)定的孔隙壓力值并保持穩(wěn)定一段時(shí)間。記錄精密 柱塞1的最終位置； 5、計(jì)算精密柱塞1進(jìn)入標(biāo)準(zhǔn)室4的體積即標(biāo)準(zhǔn)室4容積減少值A(chǔ) V，； 6、計(jì)算Vp = AV-V。 ①=(Vp/V) X100% 式中V為巖心總體積 V。為管路死體積 Vp為巖心孔隙體積
A V為標(biāo)準(zhǔn)室減小容積 ①為巖心孔隙度 7、打開放空閥6泄壓，取出巖心ll，孔隙體積實(shí)驗(yàn)結(jié)束。 如圖2所示實(shí)施例，標(biāo)準(zhǔn)室4上裝有精密柱塞1，通過調(diào)節(jié)精密柱塞1的位置控制 標(biāo)準(zhǔn)室容積的大小，測(cè)量精密柱塞1在標(biāo)準(zhǔn)室內(nèi)長(zhǎng)度的變化來確定標(biāo)準(zhǔn)室容積的變化。標(biāo) 準(zhǔn)室通過管線分別連接氣源閥3、放空閥6、壓力傳感器5、隔離閥7，隔離閥7連接巖心室 12。 實(shí)驗(yàn)步驟如下 1、測(cè)量巖心11的直徑、長(zhǎng)度，計(jì)算巖心11的總體積V。然后放入巖心室12 ;
2、控制精密柱塞1在標(biāo)準(zhǔn)室4內(nèi)的長(zhǎng)度來調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)室4的容積，使其大于巖心室 體積Vs與隔離閥與巖心室之間的管路體積V。之和； 3、關(guān)閉隔離閥7和放空閥6，打開氣源閥3向標(biāo)準(zhǔn)室4注氣，由壓力傳感器5檢測(cè)
壓力變化至所需的孔隙壓力后關(guān)閉氣源閥3。記錄精密柱塞1的初始位置； 4、打開隔離閥7，氣體向巖心11內(nèi)擴(kuò)散，然后推動(dòng)精密柱塞l以減小標(biāo)準(zhǔn)室4的體
積并壓縮氣體使其升壓至設(shè)定的孔隙壓力值并保持穩(wěn)定一段時(shí)間。記錄精密柱塞1的最終
位置； 5、計(jì)算精密柱塞1進(jìn)入標(biāo)準(zhǔn)室4的體積即標(biāo)準(zhǔn)室4容積減少值A(chǔ) V ; 6、計(jì)算Vg = AV-V。-VS ①={(V-Vp) /V} X 100 % 式中V為巖心總體積 V。為管路死體積 l為巖心室容積 Vg為巖心顆粒體積 A V為標(biāo)準(zhǔn)室減小容積 ①為巖心孔隙度 7、打開放空閥6泄壓，取出巖心ll，顆粒體積實(shí)驗(yàn)結(jié)束。
權(quán)利要求
一種采用等壓變?nèi)莘y(cè)量巖心孔隙度的方法及裝置，其特征在于該方法至少包括如下步驟1)測(cè)量巖心的直徑、長(zhǎng)度，計(jì)算巖心的總體積；在測(cè)量孔隙體積時(shí)將巖心放入巖心夾持器，并加載上覆壓力；在測(cè)量顆粒體積時(shí)將巖心放入巖心室；2)調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)室容積，在測(cè)量孔隙體積時(shí)要大于巖心孔隙體積+隔離閥與巖心之間的管路體積；在測(cè)量顆粒體積時(shí)要大于巖心室體積+隔離閥與巖心室之間的管路體積；3)關(guān)閉隔離閥和放空閥，打開氣源閥向標(biāo)準(zhǔn)室注氣至所需的孔隙壓力后關(guān)閉氣源閥；4)打開隔離閥，氣體向巖心內(nèi)擴(kuò)散，然后減小標(biāo)準(zhǔn)室體積以壓縮氣體使其升壓至設(shè)定的孔隙壓力值并保持穩(wěn)定一段時(shí)間；5)記錄標(biāo)準(zhǔn)室容積減少值ΔV；6)計(jì)算Vp＝ΔV-V0Vg＝ΔV-V0-VsФ＝(Vp/V)×100％或者Ф＝{Vp/(Vp+Vg)}|×100％式中V為巖心總體積V0為管路死體積Vs為巖心室容積Vp為巖心孔隙體積Vg為巖心顆粒體積ΔV為標(biāo)準(zhǔn)室減小容積Ф為巖心孔隙度7)打開放空閥泄壓，取出巖心，實(shí)驗(yàn)結(jié)束。
2. —種采用等壓變?nèi)莘y(cè)量巖心孔隙度的裝置，主要由精密柱塞、氣源管、氣源控制 閥、標(biāo)準(zhǔn)室、壓力傳感器、放空閥、隔離閥、夾持器或巖心組成，其特征在于標(biāo)準(zhǔn)室設(shè)為圓柱 形，內(nèi)部設(shè)有中心腔，精密柱塞插在中心腔內(nèi)，在標(biāo)準(zhǔn)室下部周側(cè)設(shè)有一個(gè)氣源接口和一個(gè) 壓力傳感器接口 ，氣源接口通過氣源管和氣源控制閥與高壓氣源連接，在標(biāo)室的底部或周 側(cè)設(shè)有一個(gè)出氣接口 ，通過氣管與夾持器的兩端接頭分別連接，兩端接頭之間夾有巖心，外 周套有膠筒，夾持器用螺栓把接頭、巖心和膠筒緊緊夾住，兩接頭的通氣孔緊貼巖心的兩端 面，或出氣口通過氣管與巖心室接通，在接通夾持器或巖心室的氣管上設(shè)有隔離閥和放空 閥；壓力傳感器接口直接與壓力傳感器連接。
全文摘要
一種采用等壓變?nèi)莘y(cè)量巖心孔隙度的方法及裝置，主要由精密柱塞、氣源管、氣源控制閥、標(biāo)準(zhǔn)室、壓力傳感器、放空閥、隔離閥、夾持器和巖心組成，標(biāo)準(zhǔn)室設(shè)為圓柱形，內(nèi)部設(shè)有中心腔，精密柱塞插在中心腔內(nèi)，在標(biāo)準(zhǔn)室下部周側(cè)設(shè)有一個(gè)氣源接口和一個(gè)壓力傳感器接口，氣源接口通過氣源管和氣源控制閥與高壓氣源連接，在標(biāo)準(zhǔn)室的底部或周側(cè)設(shè)有一個(gè)出氣接口，通過氣管與夾持器的兩端接頭分別連接，兩端接頭之間夾有巖心，外周套有膠筒，夾持器用螺栓把接頭、巖心和膠筒緊緊夾住，兩接頭的通氣孔緊貼巖心的兩端面，或出氣口通過氣管與巖心室接通，在接通夾持器或巖心室的氣管上設(shè)有隔離閥和放空閥；壓力傳感器接口直接與壓力傳感器連接。
文檔編號(hào)G01N15/08GK101701898SQ20091022993
公開日2010年5月5日 申請(qǐng)日期2009年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月4日
發(fā)明者李曉東, 趙希春, 邵東亮 申請(qǐng)人:青島石大石儀科技有限責(zé)任公司