[发明专利]用于泥浆动态污染实验的岩心夹持器

说明书

本发明公开了用于泥浆动态污染实验的岩心夹持器，包括套筒、可拆卸连接在套筒两端的第一堵头、第二堵头，所述套筒内设置膜片，所述膜片围绕成与套筒同轴的筒状结构，膜片围绕形成的中空区域为岩心夹持区，膜片外壁与套筒内壁之间为围压区，套筒表面设置与所述围压区连通的加压口。本发明的目的在于提供用于泥浆动态污染实验的岩心夹持器，以解决现有技术中泥浆动态污染实验的模拟存在误差较大、准确性有限的问题，实现为泥浆动态污染实验提供专用的岩心夹持器，提高模拟实验过程中客观参数的准确性的目的。

技术领域

本发明涉及油气田地层评价领域，具体涉及用于泥浆动态污染实验的岩心夹持器。

背景技术

岩心夹持器是实验室测定岩样渗流特性或进行驱替试验时用来夹持、保护岩样并密封柱面或端面(一般是留出流体进出口的端面)的器具，是开发实验仪器装置中不可缺少的重要辅助部件。现有的岩心夹持器，通过刚性的外壳来模拟施加围压，这对于常规的测量岩心渗透率、孔隙度等物性参数而言，能够模拟地层围压，因此满足需求。不过随着对地层了解的不断加深、对油气田开发规划的不断精细，钻井液(泥浆)对井筒周围地层的污染与损伤已经成为油气田增产的一个主要研究课题。其中，传统的表皮系数是通过公式计算而得；而现有的泥浆污染实验向全直径岩心施加刚性围压与静态井筒压力进行模拟。综合看来，现有技术中全直径岩心泥浆污染伤害机理研究的难点在于岩心夹持器尺寸大、密封及泥浆动循环模拟难度大，进而导致模拟的准确性有限。

发明内容

本发明的目的在于提供用于泥浆动态污染实验的岩心夹持器，以解决现有技术中泥浆动态污染实验的模拟存在误差较大、准确性有限的问题，实现为泥浆动态污染实验提供专用的岩心夹持器，提高模拟实验过程中客观参数的准确性的目的。

本发明通过下述技术方案实现：

用于泥浆动态污染实验的岩心夹持器，包括套筒、可拆卸连接在套筒两端的第一堵头、第二堵头，所述套筒内设置膜片，所述膜片围绕成与套筒同轴的筒状结构，膜片围绕形成的中空区域为岩心夹持区，膜片外壁与套筒内壁之间为围压区，套筒表面设置与所述围压区连通的加压口。

针对现有技术中泥浆动态污染实验的模拟存在误差较大、准确性有限的问题，本发明提出用于泥浆动态污染实验的岩心夹持器，套筒两端分别连接第一堵头、第二堵头，优选的通过螺纹进行可拆卸连接，便于快速装入与取出岩心进行实验。现有技术中，岩心夹持器通过其刚性的套筒，或称为外壳，为岩心提供模拟围压，这种模拟方式实质上是将储层围岩看做为趋近于纯刚体的完全致密岩性，然而，在泥浆动态污染实验中，需要以动态泥浆作用在岩心表面来测试其污染速率与程度，在此过程中，围压的实际大小是对泥浆在岩心中的渗透速率有影响的，而现有技术中均忽略了这一点。为此，本申请在套筒内设置膜片，膜片围绕成与套筒同轴的筒状结构，膜片外壁与套筒内壁之间为围压区。本申请在使用时，将岩心装入套筒内并使岩心位于膜片内部，通过加压口向围压区内加压，使得围压区内的压力达到实际储层围压，围压将膜片压在被测岩心表面，从而实现更加准确的模拟储层实际情况的目的，使得泥浆动态污染实验的准确性极大提高。本申请中的膜片具有延展性，因此能够确保在人工施加的围压作用下，将膜片紧密的贴靠在岩心表面，实现通过膜片将围压传递至被测岩心上的效果。优选的，所述膜片采用无孔隙、不透水的橡胶片或硅胶片。优选的，本申请中膜片围绕形成的筒状结构的内径，与所使用的取芯筒的取芯内径相一致。

进一步的，所述套筒两端均设置朝向套筒内部方向凸出的环形凸台，所述膜片固定在环形凸台上。本方案通过套筒两端向内伸出的环形凸台，为膜片提供安装工位，确保膜片与套筒之间的相对固定。同时通过两端的环形凸台，为第一堵头、第二堵头也提供更加稳定的安装工位，避免堵头与膜片之间的相互干扰。