[发明专利]测量多孔介质中流体饱和压力和渗流能力的装置及方法

说明书

本发明提供了一种测量多孔介质中流体饱和压力和渗流能力的装置及方法，该装置包括：高温高压岩心夹持器、双向活塞泵、体积调节装置、压力采集装置及压差采集装置；其中，体积调节装置包括腔室及活塞，活塞一侧为有效腔室，活塞能够在腔室内移动，调节有效腔室的体积；其中，待测液经由有效腔室流入双向活塞泵，双向活塞泵使待测液流经高温高压岩心夹持器内的岩心样品；压力采集装置用于采集待测液所受的实时压力，压差采集装置的压力采集端设置于高温高压岩心夹持器的两侧，用于检测待测液流经岩心样品前后的压力差。该装置能够准确测量多孔介质中流体饱和压力和渗流能力。

技术领域

本发明属于石油天然气勘探开发领域，更具体地，涉及一种测量多孔介质中流体饱和压力和渗流能力的装置及方法。

背景技术

在油气藏开发领域，流体饱和压力指地层条件下，当压力下降到使气体开始从液相中分离出来时的压力。对于油藏而言，饱和压力通常称为泡点压力，对于凝析气藏，饱和压力通常称为露点压力。饱和压力是流体物性发生变化的转折点，在饱和压力前后，流体的气油比、体积系数、压缩系数、粘度等都会发生明显变化，从而影响流体在多孔介质中的流动能力。另外饱和压力还是单相流动或多相流动的分界点，不考虑水的流动，低于饱和压力，会由油或气单相流动变为油气两相渗流，增加渗流阻力，所以饱和压力的确定是油气藏流体相态实验的重要测定内容。通常，油气藏烃类流体的饱和压力测定大多是在没有多孔介质的PVT筒中或通过PV关系实验获得的，有人认为多孔介质对相态的影响是可以忽略的。但严格意义上讲，渗流过程发生在地下多孔介质中，流体与储层介质间会发生相互作用。所以也有学者研究认为多孔介质的存在肯定会对多孔介质的相态产生影响。Terbni和Zadorasl的研究结果表明，有多孔介质存在时，凝析气的露点压力比常规PVT筒中测得的露点压力高l％-15％；Tindy和Ryanal用实验研究原油在多孔介质中的饱和压力时发现，有多孔介质比无介质时原油的饱和压力高百分之几。严格地讲，凝析油气体系相平衡过程和渗流过程发生在地下多孔介质中，流体与储层介质问会发生相互作用。由于储层颗粒细、孔隙小，使储层介质具有巨大的比面积，流体与储层介质间存在多种界面，界面现象极为突出。进而界面张力、吸附、润湿、毛细管压力等作用均会对流体在储层孔隙介质中的分布、渗流产生巨大影响。所以测定多孔介质中流体的饱和压力和由于发生相态变化对流体流动的影响对于油气藏开发具有重要意义。

目前有学者对流体在多孔介质中的饱和压力和相态特征的测定方法进行了研究。有研究者在实验室采用在常规PVT筒中填充微玻璃球、石英砂以及石英砂和粘土、高岭石混配多孔介质等方法，重点研究了多孔介质对烃类流体初始凝析压力、反凝析油量的影响以及气态单烃的吸附等问题。但本方法的缺点在于定性的结论多，定量化的结果少，其原因在于对饱和压力等关键参数测定的准确性不够。用于介质中凝析油气流体相态测试的新方法的研究与应用十分活跃，主要包括：微波技术、核磁共振技术、伽马射线技术、超声波测试技术和其它各种CT技术等。但这些方法都存在分辨率低、测试精度差，仪器设备昂贵，操作复杂等不足，所以均未得到推广应用。

从发展趋势看，有关多孔介质中流体相态特征研究的进一步发展方向是使研究条件更接近于油气藏地层条件，以使其能更好地为油气藏工程服务，同时寻求新的实验观察手段，把多孔介质与相态变化(饱和压力)及流体流动结合起来。

因此，有必要研发一种可以快速地对石油天然气等油气藏流体在岩石等多孔介质中的饱和压力等相态行为参数进行测定，并同时评价流体在多孔介质中的渗流能力的测量多孔介质中流体饱和压力和渗流能力的装置及方法。

发明内容