[发明专利]一种用于模拟岩心中油气散失的实验装置及方法

说明书

本发明提供一种用于模拟岩心中油气散失的实验装置及方法，该装置中的称重装置布置在高压容器上。加热装置、流体源和压力测量装置分别与高压容器连接，温度测量装置布置在加热装置上。处理单元分别与温度测量装置、压力测量装置和称重装置连接。流体源与高压容器之间的连接管路上和高压容器的出口处均设有控制阀门，控制阀门能够控制流体源进入或排出高压容器。流体源包括油气和钻井液。本发明提供的实验装置及方法，能够获得岩心在由井底提升到井口过程中烃类物质散失的实验数据，以及岩心出筒之后烃类物质在常温常压下的逸散损失实验数据，为岩心中烃类物质损失恢复研究提供了新的研究方法，有助于地层含油气性和可流动的评价研究。

技术领域

本发明涉及油气地质勘探开发技术领域，具体涉及一种用于模拟岩心中油气散失的实验装置及方法。

背景技术

岩心作为最宝贵的地层样品蕴含大量地质信息。岩心出筒后进行含油气性检测和分析，是综合评价研究的基础工作之一。由于油气具有突出的易流动性、易扩散性，因此，在岩心由井底提升到井口以及出筒后，其中的烃类物质的损失(散失)具有普遍性，同时也具有明显的差异性。而这种差异性对于地层含油气性的准确评价具有重要意义。生产和科研实践中，众多学者对于岩石样品在采集、保存、处理、测试过程中轻烃的损失问题都很关注，采取一些技术措施和手段，并研究建立了一些岩心轻烃损失的补偿(或恢复)及含油气性测试方法。

现有技术中公开的方法及装置，具有一定的先进性和实用性。然而，岩心在由井底提升到井口的过程中，伴随着降压脱气及烃类物质的散失，这种散失的规律及其影响因素等研究有待深化，特别是缺乏相应的实验装置和方法，是亟待解决的关键技术问题之一。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种用于模拟岩心中油气散失的实验装置及方法，能够获得岩心在由井底提升到井口过程中烃类物质散失的实验数据，以及岩心出筒之后岩心中烃类物质在常温常压下的逸散损失实验数据，为岩心中烃类物质损失恢复研究提供了新的研究方法，有助于地层含油气性和可流动的评价研究。

为了解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种用于模拟岩心中油气散失的实验装置，包括用于布置岩心样品的高压容器、称重装置、加热装置、流体源、温度测量装置、压力测量装置以及处理单元。其中，称重装置布置在高压容器上。加热装置、流体源和压力测量装置分别与高压容器连接，温度测量装置布置在加热装置上。处理单元分别与温度测量装置、压力测量装置和称重装置连接。流体源与高压容器之间的连接管路上和高压容器的出口处均设有控制阀门，控制阀门能够控制流体源进入或排出高压容器。流体源包括油气和钻井液。

根据本发明的模拟实验装置，可以在对岩心样品进行处理的基础上，在设定的温度条件下，用增压注入的方式将烃类物质(第一种流体源)注入到岩心样品的孔隙系统中，待注入平衡之后，将第一种流体源置换为第二种流体源(钻井液、清水等)。之后，以降压排出的方式将第二种流体源(钻井液、清水等)退出岩心样品的孔隙系统。实验过程中，既要获得注入过程中压力、温度和样品质量数据，也要获得流体源置换后样品的初始质量数据，以及第一种流体源(油气)排出过程中压力、温度和样品质量数据，为岩心由井底提升到井口过程中烃类物质损失规律研究提供数据支撑。结束第一阶段的实验之后，排空高压容器中的第二种流体源(钻井液、清水等)，使得高压容器的压力和温度处于常压常温状态，预设时间间隔或连续测定岩石样品的质量随时间的变化，同时，通过气体样品在高压容器中气态烃的浓度变化数据监测，为岩心样品在常温常压下逸散气态烃的散失规律研究提供数据支撑。

对于上述技术方案，还可进行如下所述的进一步的改进。

根据本发明的用于模拟岩心中油气散失的实验装置，在一个优选的实施方式中，称重装置为磁悬浮天平。其中，高压容器内设有用于布置岩心样品的盛样装置，盛样装置与磁悬浮天平的永磁铁连接。磁悬浮天平的电磁铁位于高压容器的上方且与磁悬浮天平的永磁铁相对布置。磁悬浮天平的天平主体与磁悬浮天平的电磁铁连接且位于其上方。