[发明专利]岩心气测渗透率的测量方法

说明书

技术领域

本发明属于石油工程技术领域，涉及岩心渗透率的测量技术，尤其涉及一种岩心气测渗透率的测量方法。

背景技术

在石油行业中，渗透率是表征油气通过储层岩石能力的重要参数，通常采用气体或者液体作为介质对岩心渗透率进行测量。在室内实验中，气测渗透率的实验介质可为氦气或者氮气，在实验精度要求不高的情况下也可采用空气测量岩石渗透率；液测渗透率的实验介质一般为水或者原油。

通常情况下，实验室岩心测试结果比较准确，但是实验设备庞大，对环境要求高，不便于野外携带，在野外采用便携式岩样钻取设备取出露头岩样，或者在现场采用取芯钻头取出储层岩样后，需要将样品送交实验室进行分析，该过程耗费时间周期长，无法实时的认识地层参数，等到实验室测量时岩石的性质已经发生改变，因此无法反映真实的岩心气测渗透率。

目前，岩心渗透率的测量方法主要有两种，稳态法和非稳态法。稳态法是指在测试过程中流体形成稳定渗流，流动处于稳定状态，测出岩心两端的压力以及通过岩心的流量，利用达西公式计算岩心渗透率。该方法相对可靠，应用较多，但是操作比较复杂，测量时间长且数据的稳定性受到较多因素的影响。在稳态法中，对于流体流量的测量，特别是低渗岩石微小流量的测量是很困难的，并且也不够精确。

稳态法气测渗透率是目前常见的岩心渗透率测量方法，主要有以下不足：设备庞大，不仅需要装备氮气或者氦气气源，还需要庞大的恒压室和恒压控制装置，不方便野外测量；不能严格控制上下游恒压室压差，需要在上下游之间安装压力反馈控制装置来保证岩心入口和出口压力差恒定，达到平衡所需时间太长；气体流量计一般用皂泡流量计或小球上升高度测量，由于气体具有压缩性和粘性，上述设备所测得的数据的准确性较低。

非稳态法是指在测试过程中不要求流体形成稳定渗流，流动处于非稳定状态，只要测出压力随时间的变化曲线，就可以利用微积分的方法计算出岩心渗透率。非稳态法具有操作方便、测量速度快、数据的统一性较好等优点。更为重要的是它避开了气体流量的测量。

非稳态法通过测量压力随时间的变化来计算岩心渗透率，避免了气体流量测量不准确的缺点，但是由于需要气源，其设备比较庞大，不适宜野外作业，并且需要连续测量足够长的时间，才能计算岩心渗透率，如果气体流量不稳定，则该装置的测量效果也不好。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种岩心气测渗透率的测量方法，包括以下步骤：

(1)调试岩心气测渗透率测量装置，并检查测量装置的气密性；

(2)测量岩心的直径和长度，将测量值输入计算芯片；

(3)将岩心放置于橡胶套内，通过液压泵给岩心施加围压；

(4)将活塞推至内腔最小标定位置，关闭放空阀；

(5)压力传感器测量起始时刻内腔中的压力，设定活塞运动速度，开启活塞驱动装置，压力传感器记录内腔压力变化和活塞运动时间，并将数据实时输入计算芯片，活塞驱动装置将活塞移动至内腔最大标定位置时停止工作，计算芯片计算岩心气体表观渗透率，进而计算岩心气测渗透率并储存，完成第一次测量过程；

在活塞运动过程中，计算芯片计算每一个计算区间的岩心气体表观渗透率，进而计算岩心气测渗透率。

(6)打开放空阀，平衡内腔压力后，关闭放空阀，重复步骤(5)，活塞驱动装置将活塞移动至内腔最小标定位置，进行第二次测量；

(7)计算芯片计算两次测量值的平均值，即为最终的岩心气测渗透率，并通过液晶显示器显示出来；

所述活塞做匀速运动。所述岩心气测渗透率测量装置在内腔体积匀速变化时可测量岩心气测渗透率。

目前的非稳态气测渗透率方法需要保证定容室(内腔)的容积不变，并且通过空气压缩机或者抽真空设备制造压差，故设备庞大，不适宜在野外测量。本发明的主要原理为在目前非稳态气测渗透率方法的基础上，匀速改变内腔的大小，制造压差，无需携带庞大的气瓶和增压装置，使渗透率测试仪体积减小，从而达到小型化、便携式的目的。通过记录活塞匀速运动过程中，内腔的压力随时间的变化，进而测量出岩心气测渗透率。

本发明的测量方法在活塞往返运动过程中可以测量两次岩心气测渗透率，测量效率高，速度快。测量方法上使用精密的压力传感器记录压力随时间的变化，避免因气体流量变化而导致测量不准确的缺陷。另外，通过本发明的岩心气体表观渗透率计算公式计算所得的结果更可靠。对于野外采集岩样快速评价具有重要意义。