專利名稱：陣列式半滲透隔板毛管壓力－電阻率聯(lián)測(cè)儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種陣列式半滲透隔板毛管壓力-電阻率聯(lián)測(cè)儀，屬于地球(巖石)物理領(lǐng)域。適用于已知油藏潤(rùn)濕性的膠結(jié)巖石的毛管壓力曲線和電阻率飽和度指數(shù)的測(cè)定。
背景技術(shù)：
為了獲得近似地層條件下的流體分布和孔隙大小，確定石油天然氣儲(chǔ)量計(jì)算中的諸多參數(shù)，需要測(cè)定油(氣)-水兩相在多孔介質(zhì)中的毛細(xì)管壓力-飽和度關(guān)系曲線和電阻率-飽和度關(guān)系曲線。在二十世紀(jì)七十年代以前曾用半滲透隔板測(cè)量過毛細(xì)管壓力與飽和度關(guān)系曲線，由于驅(qū)替壓力低，測(cè)量速度慢，一度被壓汞法和離心法取代，但經(jīng)過較長(zhǎng)時(shí)間的應(yīng)用發(fā)現(xiàn)這些方法的缺點(diǎn)壓汞法雖能測(cè)定微孔隙，但汞-空氣系統(tǒng)畢竟與油氣-水系統(tǒng)有很大差別，特別是將資料用于油氣田勘探、開發(fā)儲(chǔ)量計(jì)算時(shí)，得到的束縛水飽和度明顯偏低；汞對(duì)環(huán)境污染大，不利于環(huán)保；離心機(jī)法由于轉(zhuǎn)速不高、不穩(wěn)定和讀數(shù)不準(zhǔn)使測(cè)量誤差太大。隨著半滲透隔板驅(qū)替壓力的提高，又重新考慮用半滲透隔板測(cè)量毛管壓力曲線，以獲得更真實(shí)和準(zhǔn)確的資料。目前，測(cè)量電阻率-飽和度關(guān)系曲線時(shí)主要采用氣吹法或油驅(qū)法，這些方法在測(cè)量巖電參數(shù)存在邊緣效應(yīng)和活塞現(xiàn)象。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的就是提供一種陣列式半滲透隔板毛管壓力-電阻率聯(lián)測(cè)儀，以克服常規(guī)驅(qū)替法測(cè)量巖電參數(shù)存在邊緣效應(yīng)和活塞現(xiàn)象，以及用單個(gè)半滲透隔板儀測(cè)量毛管壓力費(fèi)時(shí)的缺點(diǎn)。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是包括巖心夾持器、液壓系統(tǒng)、氣壓系統(tǒng)、參數(shù)測(cè)量控制系統(tǒng)，液壓系統(tǒng)與巖心夾持器的活塞下行進(jìn)油孔和活塞上行進(jìn)油孔連接；氣壓系統(tǒng)與巖心夾持器底座的進(jìn)氣接頭連接；參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)的各測(cè)量電極安裝在巖心夾持器底座的支架上、電容式流量計(jì)的電極安裝在夾持器底座和玻璃計(jì)量管上、壓力傳感器安裝在氣壓系統(tǒng)中，這些測(cè)量參數(shù)通過導(dǎo)線與多路采集控制板連接；多路采集控制板安裝在機(jī)柜內(nèi)，通過導(dǎo)線和計(jì)算機(jī)連接，所述的巖心夾持器有多個(gè)，并與所述液壓系統(tǒng)、氣壓系統(tǒng)、參數(shù)測(cè)量控制系統(tǒng)并聯(lián)，形成陣列式結(jié)構(gòu)。
本實(shí)用新型的各個(gè)系統(tǒng)可采用計(jì)算機(jī)控制，所測(cè)得的參數(shù)可采用計(jì)算機(jī)處理。
本實(shí)用新型采用半滲透隔板，在氣-水兩相的介質(zhì)中，用氮?dú)鈿獯捣ㄊ箮r心減飽和，同時(shí)測(cè)量與飽和度有關(guān)的毛細(xì)管壓力和巖石電阻率兩個(gè)參數(shù)，減小了常規(guī)驅(qū)替法測(cè)量巖電參數(shù)的邊緣效應(yīng)，提高了測(cè)量精度，在同樣條件下測(cè)量的參數(shù)便于分析對(duì)比。由于采用陣列設(shè)計(jì)，由原來的單個(gè)巖心夾持器改為多個(gè)夾持器，用同樣的時(shí)間一次可以測(cè)量多個(gè)樣品，克服了用單個(gè)半滲透隔板儀測(cè)量毛管壓力費(fèi)時(shí)的缺點(diǎn)。


圖1是本實(shí)用新型的總裝圖；圖2是圖1的A-A剖視圖；圖3是本實(shí)用新型本實(shí)用新型單個(gè)巖心夾持器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是圖3的B-B剖視圖。
圖中標(biāo)記說明巖心夾持器1、機(jī)柜面板2、氣壓調(diào)整閥3、供氣閥4、放氣閥5、液壓鎖定閥6、手動(dòng)測(cè)量電阻率接線陣列7、接線口8、巖心室上行開關(guān)9、下行開關(guān)10、觸點(diǎn)式壓力表11、高精度氣壓表12、中間容器13、液壓總成14、多路采集控制板15、壓力傳感器16、機(jī)柜17、高壓氮?dú)馄?8。固定板1-1、立柱1-2、油缸1-3、油缸下堵頭1-4、壓緊彈簧1-5、橡膠壓墊1-6、帶自動(dòng)鎖緊功能的活塞缸1-7、電極支架1-8、測(cè)量電極滑塊1-9、密封橡膠套1-10、半滲透隔板1-11、電容法玻璃計(jì)量管1-12、巖心室底座1-13、四個(gè)高壓密封接線柱1-14、下供電電極1-15、巖心1-16、上供電電極1-17、活塞下行進(jìn)油孔1-18、活塞上行進(jìn)油孔1-19、巖心室進(jìn)氣孔1-20、計(jì)量管液位調(diào)節(jié)閥1-21。
具體實(shí)施方式
參見圖1～圖4，本實(shí)用新型包括巖心夾持器1、機(jī)柜面板2、氣壓調(diào)整閥3、供氣閥4、放氣閥5、液壓鎖定閥6、手動(dòng)測(cè)量電阻率接線陣列7、接線口8、巖心室上行開關(guān)9、下行開關(guān)10、觸點(diǎn)式壓力表11、高精度氣壓表12、中間容器13、液壓總成14、多路采集控制板15、壓力傳感器16、機(jī)柜17、高壓氮?dú)馄?8。共有三個(gè)機(jī)柜17，機(jī)柜17內(nèi)包括液壓控制系統(tǒng)、氣壓系統(tǒng)(含氣壓穩(wěn)定系統(tǒng))、供電系統(tǒng)、參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)。所述的巖心夾持器1分兩層安裝在所述機(jī)柜面板2的上部，在該機(jī)柜17的內(nèi)部安裝所述的液壓系統(tǒng)、氣壓系統(tǒng)和參數(shù)測(cè)量控制系統(tǒng)。液壓控制系統(tǒng)與巖心夾持器上的活塞下行進(jìn)油孔1-18和油缸下堵頭1-4上的活塞上行進(jìn)油孔1-19連接；氣壓系統(tǒng)與巖心夾持器底座1-13上的進(jìn)氣接頭1-20連接；參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)與巖心夾持器底座1-13上四個(gè)高壓接線柱1-14連接。巖心夾持器陣列由六組巖心夾持器1組成，每組有三個(gè)巖心夾持器1。本實(shí)用新型的各個(gè)系統(tǒng)均采用手動(dòng)和自動(dòng)兩套方式運(yùn)行，手動(dòng)測(cè)量采用人工從壓力表上讀取壓力值、將數(shù)字電橋連接到接線陣列17上讀取電阻值、從溫度計(jì)上讀取室溫、從電容式玻璃計(jì)量管上直接讀取出水體積；自動(dòng)測(cè)量將上述四個(gè)測(cè)量參數(shù)由計(jì)算機(jī)分時(shí)測(cè)量，所測(cè)得的參數(shù)可采用計(jì)算機(jī)處理。
所述的夾持器包括固定板1-1、立柱1-2、油缸1-3、油缸下堵頭1-4、壓緊彈簧1-5、橡膠壓墊1-6、帶自動(dòng)鎖緊功能的活塞缸1-7、電極支架1-8、測(cè)量電極滑塊1-9、密封橡膠套1-10、半滲透隔板1-11、電容法玻璃計(jì)量管1-12、巖心室底座1-13、四個(gè)高壓密封接線柱1-14、下供電電極1-15、巖心1-16、上供電電極1-17、活塞下行進(jìn)油孔1-18、活塞上行進(jìn)油孔1-19、巖心室進(jìn)氣孔1-20、計(jì)量管液位調(diào)節(jié)閥1-21，油缸1-3安裝在上固定板上，巖心室底座1-13安裝在下固定板上，上下固定板通過四根立柱1-2支撐后安裝在機(jī)柜的面板2上，半滲透隔板1-11通過密封橡膠套1-10安裝在巖心室底座1-13上，下供電電極1-15放置在半滲透隔板上，巖心1-15放置在下供電電極上，活塞缸1-7下行時(shí)活塞內(nèi)壁擠壓測(cè)量電極滑塊1-9，使測(cè)量電極與巖心能很好接觸，同時(shí)安裝在橡膠壓墊1-6上的上供電電極1-17隨活塞缸下行，在彈簧1-5的作用下使上下供電電極與巖心能很好接觸，上下供電電極和測(cè)量電極通過導(dǎo)線與四個(gè)高壓密封接線柱1-14連接。
活塞缸1-7的內(nèi)壁是口大內(nèi)細(xì)的喇叭型結(jié)構(gòu)，隨著活塞缸的下行，活塞缸內(nèi)壁擠壓測(cè)量電極滑塊1-9，使左右兩個(gè)測(cè)量電極向中間擠壓。使嵌裝在測(cè)量電極滑塊1-9上的銀電極與巖心柱表面能很好接觸，達(dá)到將巖心動(dòng)鎖緊功能(參見圖3)。
所述的液壓系統(tǒng)包括液壓總成14、液壓鎖定閥6、巖心室上行開關(guān)9和下行開關(guān)10、觸點(diǎn)式壓力表11。巖心室上行開關(guān)9和下行開關(guān)10通過導(dǎo)線控制液壓總成14中泵和電磁閥，給巖心室的活塞缸1-7的上下運(yùn)動(dòng)提供動(dòng)力，液壓總成14通過管線與觸點(diǎn)式壓力表11以及18個(gè)巖心室的液壓鎖定閥6連接。
所述的氣壓系統(tǒng)包括高壓氮?dú)馄?8、中間容器13、壓力表12、壓力傳感器16、氣壓調(diào)整閥3、供氣開關(guān)4和放氣開關(guān)5，氮?dú)馄?8與中間容器、壓力表、壓力傳感器之間通過高壓管線連接，氮?dú)馄?8中的氣體通過中間容器的加濕到達(dá)供氣開關(guān)4、氣壓調(diào)整閥3由巖心室進(jìn)氣孔1-18進(jìn)入巖心室，為巖心驅(qū)替提供穩(wěn)定的壓力。
所述的參數(shù)測(cè)量控制系統(tǒng)包括壓力表12、壓力傳感器16、電容法玻璃計(jì)量管1-12、多路采集控制板15、手動(dòng)測(cè)量電阻率接線陣列7、接線口8、數(shù)字電橋和計(jì)算機(jī)，壓力表12、手動(dòng)測(cè)量電阻率接線陣列7和接線口8安裝在機(jī)柜面板2上，壓力傳感器16和多路采集控制板15安裝在機(jī)柜里，通過接線口8將計(jì)算機(jī)串口與數(shù)字電橋連接，計(jì)算機(jī)并口與多路采集控制板15連接，壓力傳感器16通過導(dǎo)線與多路采集控制板15連接、數(shù)字電橋的輸入端分別與巖心室底座上的四個(gè)高壓密封接線柱1-14和電容法玻璃計(jì)量管1-12連接。
本實(shí)用新型的工作過程是將飽和好的巖心放入巖心室，按下面板2上巖心室下行開關(guān)10，用注射器插入計(jì)量管液位調(diào)節(jié)閥1-21的孔中，調(diào)節(jié)計(jì)量管中液面的高低，同時(shí)排空安裝過程中進(jìn)入的空氣，打開測(cè)量程序，計(jì)算機(jī)對(duì)系統(tǒng)自檢后設(shè)置采集間隔。系統(tǒng)采用3個(gè)巖心夾持器1為一組，提供相同的毛管壓力，進(jìn)行并列測(cè)量，形成一個(gè)陣列，目前該陣列中有18個(gè)巖心夾持器1。如果需要在設(shè)計(jì)上可以擴(kuò)展到60個(gè)巖心夾持器1，通過分時(shí)自動(dòng)記錄和計(jì)算達(dá)到壓力平衡后的巖心飽和度、壓力值、電阻值。在一個(gè)測(cè)量系統(tǒng)中同時(shí)采用多個(gè)巖心夾持器，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了18個(gè)夾持器并聯(lián)工作，采用分時(shí)自動(dòng)記錄每個(gè)夾持器中的數(shù)據(jù)；毛管壓力達(dá)到平衡后計(jì)算機(jī)提示，只有當(dāng)一組(三個(gè)巖心室)都達(dá)到平衡后，才可以加壓，系統(tǒng)能向每組夾持器提供穩(wěn)定的氣體壓力。
權(quán)利要求1.一種陣列式半滲透隔板毛管壓力-電阻率聯(lián)測(cè)儀，包括巖心夾持器、液壓系統(tǒng)、氣壓系統(tǒng)、參數(shù)測(cè)量控制系統(tǒng)，液壓系統(tǒng)與巖心夾持器的活塞下行進(jìn)油孔和活塞上行進(jìn)油孔連接；氣壓系統(tǒng)與巖心夾持器底座的進(jìn)氣接頭連接；參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)的各測(cè)量電極安裝在巖心夾持器底座的支架上，電容式流量計(jì)的電極安裝在夾持器底座和玻璃計(jì)量管上，壓力傳感器安裝在氣壓系統(tǒng)中，這些測(cè)量參數(shù)通過導(dǎo)線與多路采集控制板連接；多路采集控制板安裝在機(jī)柜內(nèi)，通過導(dǎo)線和計(jì)算機(jī)連接，其特征在于所述的巖心夾持器有多個(gè)，并與所述液壓系統(tǒng)、氣壓系統(tǒng)、參數(shù)測(cè)量控制系統(tǒng)并聯(lián)，形成陣列式結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陣列式半滲透隔板毛管壓力-電阻率聯(lián)測(cè)儀，其特征在于所述的巖心夾持器陣列、液壓系統(tǒng)、氣壓系統(tǒng)和參數(shù)測(cè)量控制系統(tǒng)均安裝在三個(gè)機(jī)柜內(nèi)，巖心夾持器陣列由六組巖心夾持器組成，每組有三個(gè)巖心夾持器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陣列式半滲透隔板毛管壓力-電阻率聯(lián)測(cè)儀，其特征在于所述的巖心夾持器陣列分兩層安裝在所述機(jī)柜面板的上部，在該機(jī)柜內(nèi)安裝所述的液壓系統(tǒng)、氣壓系統(tǒng)、參數(shù)測(cè)量控制系統(tǒng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陣列式半滲透隔板毛管壓力-電阻率聯(lián)測(cè)儀，其特征在于所述的夾持器包括固定板、立柱、油缸、油缸下堵頭、壓緊彈簧、橡膠壓墊、帶自動(dòng)鎖緊功能的活塞缸、電極支架、測(cè)量電極滑塊、密封橡膠套、半滲透隔板、電容法玻璃計(jì)量管、巖心室底座、四個(gè)高壓密封接線柱、下供電電極、巖心、上供電電極、活塞下行進(jìn)油孔、活塞上行進(jìn)油孔、巖心室進(jìn)氣孔、計(jì)量管液位調(diào)節(jié)閥，油缸安裝在上固定板上，巖心室底座安裝在下固定板上，上下固定板通過四根立柱支撐后安裝在機(jī)柜的面板上，半滲透隔板通過密封橡膠套安裝在巖心室底座上，下供電電極放置在半滲透隔板上，巖心放置在下供電電極上，活塞缸下行時(shí)活塞內(nèi)壁擠壓測(cè)量電極滑塊，使測(cè)量電極與巖心能很好接觸，同時(shí)安裝在橡膠壓墊上的上供電電極隨活塞缸下行，在彈簧的作用下使上下供電電極與巖心能很好接觸，上下供電電極和測(cè)量電極通過導(dǎo)線與四個(gè)高壓密封接線柱連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陣列式半滲透隔板毛管壓力-電阻率聯(lián)測(cè)儀，其特征在于所述的液壓系統(tǒng)包括液壓總成、液壓鎖定閥、巖心室上行開關(guān)和下行開關(guān)、觸點(diǎn)式壓力表，巖心室上行開關(guān)和下行開關(guān)通過導(dǎo)線控制液壓總成中泵和電磁閥，給巖心室的活塞缸的上下運(yùn)動(dòng)提供動(dòng)力，液壓總成通過管線與觸點(diǎn)式壓力表以及個(gè)巖心室的液壓鎖定閥連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陣列式半滲透隔板毛管壓力-電阻率聯(lián)測(cè)儀，其特征在于所述的氣壓系統(tǒng)包括高壓氮?dú)馄?、中間容器、壓力表、壓力傳感器、氣壓調(diào)整閥、供氣開關(guān)和放氣開關(guān)，氮?dú)馄颗c中間容器、壓力表、壓力傳感器之間通過高壓管線連接，氮?dú)馄恐械臍怏w通過中間容器的加濕到達(dá)供氣開關(guān)、氣壓調(diào)整閥由巖心室進(jìn)氣孔進(jìn)入巖心室，為巖心驅(qū)替提供穩(wěn)定的壓力。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陣列式半滲透隔板毛管壓力-電阻率聯(lián)測(cè)儀，其特征在于所述的參數(shù)測(cè)量控制系統(tǒng)包括壓力表、壓力傳感器、電容法玻璃計(jì)量管、多路采集控制板、手動(dòng)測(cè)量電阻率接線陣列、接線口、數(shù)字電橋和計(jì)算機(jī)，壓力表、手動(dòng)測(cè)量電阻率接線陣列和接線口安裝在機(jī)柜面板上，壓力傳感器和多路采集控制板安裝在機(jī)柜里，通過接線口將計(jì)算機(jī)串口與數(shù)字電橋連接，計(jì)算機(jī)并口與多路采集控制板連接，壓力傳感器通過導(dǎo)線與多路采集控制板連接、數(shù)字電橋的輸入端分別與巖心室底座上的四個(gè)高壓密封接線柱和電容法玻璃計(jì)量管連接。
專利摘要一種陣列式半滲透隔板毛管壓力－電阻率聯(lián)測(cè)儀，包括巖心夾持器、液壓系統(tǒng)、氣壓系統(tǒng)、參數(shù)測(cè)量控制系統(tǒng)，所述的巖心夾持器有多個(gè)，并與所述液壓系統(tǒng)、氣壓系統(tǒng)、參數(shù)測(cè)量控制系統(tǒng)并聯(lián)，形成陣列式結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型采用半滲透隔板，在氣－水兩相的介質(zhì)中，用氮?dú)鈿獯捣ㄊ箮r心減飽和，同時(shí)測(cè)量與飽和度有關(guān)的毛細(xì)管壓力和巖石電阻率兩個(gè)參數(shù)，減小了常規(guī)驅(qū)替法測(cè)量巖電參數(shù)的邊緣效應(yīng)，提高了測(cè)量精度，在同樣條件下測(cè)量的參數(shù)便于分析對(duì)比。由于采用陣列設(shè)計(jì)，由原來的單個(gè)巖心夾持器改為多個(gè)夾持器，用同樣的時(shí)間一次可以測(cè)量多個(gè)樣品，克服了用單個(gè)半滲透隔板儀測(cè)量毛管壓力費(fèi)時(shí)的缺點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01N27/12GK2872359SQ20062000377
公開日2007年2月21日 申請(qǐng)日期2006年3月6日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月6日
發(fā)明者趙江青 申請(qǐng)人:趙江青