專(zhuān)利名稱(chēng)：高溫高壓條件下巖樣內(nèi)流體流動(dòng)的監(jiān)測(cè)裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及石油工程領(lǐng)域高溫高壓條件下滲析/自吸/驅(qū)替試驗(yàn)過(guò)程中巖樣內(nèi)流體流動(dòng)的監(jiān)測(cè)裝置及方法。
背景技術(shù)：
石油工業(yè)中室內(nèi)滲析/自吸/驅(qū)替試驗(yàn)對(duì)于研究巖石內(nèi)部流體流動(dòng)規(guī)律并對(duì)其做定量評(píng)價(jià)具有重要價(jià)值。滲析/自吸/驅(qū)替試驗(yàn)都需要監(jiān)測(cè)流體流動(dòng)速度、水進(jìn)前緣位置變化和含水飽和度變化及其分布，但在室內(nèi)試驗(yàn)中想要準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)難度很大。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)滲析/自吸/驅(qū)替試驗(yàn)中這些重要參數(shù)的監(jiān)測(cè)主要有以下三種方法利用滲析/自吸/驅(qū)替過(guò)程中壓力變化進(jìn)行監(jiān)測(cè)；用光刻技術(shù)在玻璃板上刻蝕出孔隙網(wǎng)絡(luò)，用圖像分析方法來(lái)監(jiān)測(cè)整個(gè)滲析/自吸/驅(qū)替過(guò)程；利用X-ray或核磁共振技術(shù)對(duì)滲析過(guò)程進(jìn)行監(jiān)測(cè)。但是上述方法都有各自的缺陷(1)第一種辦法利用壓力變化只能間接得到部分參數(shù)，不能監(jiān)測(cè)到流體分布狀況
等重要參數(shù)，信息量有限。(2)第二種方法用的不是真實(shí)巖心材料不能反映其真實(shí)滲流過(guò)程，而且也不能完全反映巖心內(nèi)三維的滲析情況，必然會(huì)導(dǎo)致最終的數(shù)據(jù)記錄和分析產(chǎn)生誤差。(3)第三種方法雖然運(yùn)用的技術(shù)相對(duì)先進(jìn)，但卻直接導(dǎo)致試驗(yàn)成本的大幅增加，不能廣泛應(yīng)用，并且不利于操作。為了解決上述工程問(wèn)題，本發(fā)明提出了利用巖心滲析/自吸/驅(qū)替試驗(yàn)過(guò)程中巖樣沿長(zhǎng)度方向(軸線方向)的電阻率動(dòng)態(tài)變化來(lái)獲取滲析/自吸/驅(qū)替過(guò)程中重要參數(shù)的方法及其配套裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供高溫高壓條件下巖樣內(nèi)流體流動(dòng)的監(jiān)測(cè)裝置，該裝置將微電極技術(shù)應(yīng)用到石油工程領(lǐng)域，配以相應(yīng)軟硬件來(lái)監(jiān)測(cè)滲析/自吸/驅(qū)替試驗(yàn)過(guò)程中巖樣內(nèi)流體流動(dòng)的重要參數(shù)，原理可靠，操作方便。本發(fā)明的另一目的在于提供高溫高壓條件下巖樣內(nèi)流體流動(dòng)的監(jiān)測(cè)方法，利用該方法可監(jiān)測(cè)滲析/自吸/驅(qū)替試驗(yàn)中滲析速度、水進(jìn)前緣位置變化和含水飽和度變化及其分布，在模擬實(shí)際地層狀況及高溫高壓密閉的試驗(yàn)環(huán)境中，能獲取真實(shí)可靠的地下流體的流動(dòng)規(guī)律。為達(dá)到以上技術(shù)目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案。高溫高壓條件下巖樣內(nèi)流體流動(dòng)的監(jiān)測(cè)裝置及方法，是通過(guò)模擬地層高溫高壓條件，測(cè)試巖樣不同截面間的電阻率，得到巖樣內(nèi)部導(dǎo)電流體飽和度及其分布。沿巖樣長(zhǎng)度方向(軸線方向)等間距排列多條微電極，相鄰微電極將巖樣沿長(zhǎng)度方向劃分成若干等長(zhǎng)度的小巖柱(區(qū)域劃分越細(xì)，導(dǎo)電流體分布分辨率越高)，分別監(jiān)測(cè)各小巖柱的電阻率，獲取巖樣內(nèi)部的電阻率及流體分布。為方便在巖樣表面布置微電極并保證微電極間距確定，將各條微電極固定在絕緣材料片上。設(shè)任意測(cè)量點(diǎn)i得到的巖樣電阻率值為Rti (小巖柱電阻率)，根據(jù)下式可計(jì)算
權(quán)利要求
1.高溫高壓條件下巖樣內(nèi)流體流動(dòng)的監(jiān)測(cè)裝置，主要由微電極(3)、巖樣O)、絕緣材料片、巖樣夾持器(1)組成，其特征在于，所述絕緣材料片上固定且等間距排列至少三條微電極，所述巖樣被絕緣材料片包裹，巖樣表面與絕緣材料片布滿電極的一面接觸，每條電極彎曲成首尾相接的環(huán)，該環(huán)平面與巖樣軸線垂直，每個(gè)微電極環(huán)引出一條導(dǎo)線與外部測(cè)試電路相連接，所述外部測(cè)試電路由電極控制模塊G)、電阻率采集模塊(5)、計(jì)算機(jī)(6)組成，所述巖樣夾持器連有溫控儀(7)和圍壓泵(8)。
2.如權(quán)利要求1所述的監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述絕緣材料片為聚乙烯樹(shù)脂片，在聚乙烯樹(shù)脂片上固定且等間距排列16條銅箔電極。
3.利用如權(quán)利要求1所述的裝置監(jiān)測(cè)巖樣內(nèi)流體流動(dòng)的方法，依次包含以下步驟(1)將布滿微電極的絕緣材料片包裹在巖樣表面上，其布滿電極的一面與巖樣表面接觸，每條電極彎曲成首尾相接的環(huán)，該環(huán)平面與巖樣軸線垂直；(2)將包裹巖樣的絕緣材料片放入巖樣夾持器內(nèi)；(3)每個(gè)微電極環(huán)引出一條導(dǎo)線與電極控制模塊、電阻率采集模塊和計(jì)算機(jī)組成外部測(cè)試電路；(4)用溫控儀和圍壓泵模擬地層溫度和壓力施加于巖樣夾持器中的巖樣上；(5)電極控制模塊選擇測(cè)試區(qū)域，電阻率采集模塊將巖樣各測(cè)試區(qū)域的數(shù)據(jù)傳回計(jì)算機(jī)處理。
全文摘要
本發(fā)明涉及高溫高壓條件下巖樣內(nèi)流體流動(dòng)的監(jiān)測(cè)裝置及方法，該裝置主要由微電極、巖樣、絕緣材料片、巖樣夾持器組成，絕緣材料片上固定且等間距排列至少三條微電極，所述巖樣被絕緣材料片包裹，巖樣表面與絕緣材料片布滿電極的一面接觸，每條電極彎曲成首尾相接的環(huán)，每個(gè)微電極環(huán)引出導(dǎo)線與電極控制模塊、電阻率采集模塊、計(jì)算機(jī)組成外部測(cè)試電路。利用該裝置可測(cè)試巖樣不同截面間的電阻率，得到巖樣內(nèi)部導(dǎo)電流體飽和度及其分布。本發(fā)明將微電極技術(shù)應(yīng)用到石油工程領(lǐng)域，配以相應(yīng)軟硬件來(lái)監(jiān)測(cè)滲析/自吸/驅(qū)替試驗(yàn)過(guò)程中巖樣內(nèi)流體流動(dòng)的重要參數(shù)，原理可靠，操作方便，在模擬實(shí)際地層狀況及高溫高壓密閉環(huán)境中，能獲取真實(shí)可靠的地下流體的流動(dòng)規(guī)律。
文檔編號(hào)G01N27/12GK102175726SQ20111002807
公開(kāi)日2011年9月7日 申請(qǐng)日期2011年1月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月26日
發(fā)明者劉向君, 劉洪 , 楊超, 梁利喜, 王森, 陳一建 申請(qǐng)人:西南石油大學(xué)