專利名稱：一種夾持器和基于該夾持器的酸化刻蝕儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及對地層巖心酸化刻蝕設(shè)備以及操作過程，具體是指一種夾持器和基于該夾持器的酸化刻蝕儀以及酸化刻蝕儀的操作方法。
背景技術(shù)：
巖心酸化實驗作為最重要的油氣藏增產(chǎn)改造技術(shù)之一，在油氣藏的建產(chǎn)、投產(chǎn)、高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)方面扮演著重要的角色。酸巖反應(yīng)后巖面刻蝕形態(tài)與酸液類型、巖石類型、溫度、壓力、流速、酸液用量等有關(guān)，同時也是決定酸化效果的關(guān)鍵因素之一。酸巖刻蝕實驗及酸巖反應(yīng)機(jī)理是優(yōu)選酸液體系、優(yōu)化酸壓工藝的科學(xué)基礎(chǔ)。常規(guī)酸化靜態(tài)刻蝕實驗采用一定量酸液(通常為100ml)，在特定溫度和大氣壓下，與巖心反應(yīng)特定時間后取出照相，從而觀察酸液刻蝕后巖面形態(tài)；動態(tài)刻蝕實驗往往是在靜態(tài)刻蝕的基礎(chǔ)上以一定旋轉(zhuǎn)速度攪拌酸液或旋轉(zhuǎn)巖心，或者采用酸蝕裂縫導(dǎo)流能力儀進(jìn)行平板裂縫刻蝕，反應(yīng)一段時間后取出照相，觀察巖面刻蝕形態(tài)。顯然，常規(guī)酸化刻蝕實驗不能模擬深度地層環(huán)境，其缺乏壓力、溫度和環(huán)形裂縫形態(tài)等參數(shù)，因此不能真實反應(yīng)酸巖反應(yīng)過程。根據(jù)現(xiàn)有常規(guī)酸化靜態(tài)刻蝕實驗，所得到的酸液往往在真正實施時，效果不甚理想，重復(fù)實驗和重復(fù)施工現(xiàn)象嚴(yán)重?，F(xiàn)有技術(shù)的具體缺點如下:1.受實驗要求限制很難采用儲層實際巖心，實驗結(jié)果無法代表儲層實際情況，且?guī)r心制備難度大；2.實驗難度大，成本高，效率低；3.無法實時跟蹤裂縫壁面刻蝕形態(tài)的變化，不能真正實現(xiàn)液體和工藝優(yōu)化。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種能進(jìn)行實施觀察和記錄巖心和酸液反應(yīng)時的變化、標(biāo)準(zhǔn)的模擬地層環(huán)境的設(shè)備和操作方法，即一種夾持器和基于該夾持器的酸化刻蝕儀及其操作方法。本實用新型的目的通過下述技術(shù)方案實現(xiàn):—種夾持器，包括由中空封閉結(jié)構(gòu)構(gòu)成的可視化巖心夾持器，可視化巖心夾持器的上端開有上端通孔、下端開有下端通孔，上端通孔和下端通孔均與可視化巖心夾持器內(nèi)部導(dǎo)通。上述可視化巖心夾持器的上端內(nèi)部和下端內(nèi)部均設(shè)置有密封墊。密封墊用于密封夾持在可視化巖心夾持器內(nèi)的巖心兩端。因為。在實際刻蝕環(huán)境下。巖心兩端不被刻蝕，實際是刻蝕的巖心側(cè)面。而現(xiàn)有技術(shù)是進(jìn)行平板刻蝕。因此，巖心的所有面均遭受到刻蝕處理，因此后期的實驗數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，不能為后期的實際操作提高可靠的參數(shù)。可視化巖心夾持器為圓柱形或正方體或長方體或圓臺體。其形狀還可以根據(jù)具體的需求，完全仿真與地層裂縫形態(tài)制作?？梢暬瘞r心夾持器內(nèi)部還可以為凹凸不平整的表面?？筛颖普娴哪M地層裂縫形態(tài)。含有所述夾持器的酸化刻蝕儀，包括與可視化巖心夾持器上端通孔連通的排液管。還包括與可視化巖心夾持器下端通孔連通的穩(wěn)壓穩(wěn)溫定酸裝置。酸化刻蝕儀中，可視化巖心夾持器由透明材質(zhì)做成，可視化巖心夾持器為中空封閉結(jié)構(gòu)，可視化巖心夾持器的上端開有上端通孔、下端開有下端通孔，上端通孔和下端通孔均與可視化巖心夾持器內(nèi)部導(dǎo)通。上端通孔、下端通孔用于后期酸化反應(yīng)時通入酸液和排出酸化反應(yīng)后的流體。基于上述結(jié)構(gòu)，本實用新型采用透明材質(zhì)做成的可視化巖心夾持器作為夾持巖心的設(shè)備，相對與傳統(tǒng)酸化反應(yīng)設(shè)備而言，本實用新型中的可視化巖心夾持器為中空封閉結(jié)構(gòu)，僅在可視化巖心夾持器的上端開有上端通孔、下端開有下端通孔，上端通孔和下端通孔均與可視化巖心夾持器內(nèi)部導(dǎo)通。這樣，將柱狀形的巖心夾持在可視化巖心夾持器內(nèi)部，然后使得可視化巖心夾持器內(nèi)壁與巖心外壁保持間隙，形成環(huán)形裂縫導(dǎo)流層，同時保持下端通孔和上端通孔均與環(huán)形裂縫導(dǎo)流層連通，這樣可模擬巖心在地層的環(huán)境，同時可視化巖心夾持器為中空封閉結(jié)構(gòu)，當(dāng)一定壓力和一定溫度的酸液注入到環(huán)形裂縫導(dǎo)流層后，可模擬實際操作時對一定地層深度的壓力和溫度環(huán)境的模擬，可做到實驗調(diào)節(jié)的唯一性變化，即在實驗時，只需要改變酸液的成分即可觀察到什么參數(shù)的酸液能對巖心起到刻蝕的效果O具體操作時，一般由油氣藏施工方，即油氣生產(chǎn)商，提供油氣深度位置的巖心樣品，另外利用探測工具測量該油氣深度的壓力和溫度，并將這些參數(shù)提供給實驗方，實驗方根據(jù)巖心樣品，直接或作定形處理后將巖心樣品夾持在可視化巖心夾持器內(nèi)，調(diào)配若干種酸液，在調(diào)配酸液前可對巖心樣品成分分析，得出最合適該巖心樣品的酸液，當(dāng)然，隨著溫度和壓力的變化，該酸液對巖心樣品的刻蝕效果不一定最理想，最后借助于上述酸化刻蝕儀進(jìn)行試驗對比。試驗前對上述幾種預(yù)先設(shè)置的酸液進(jìn)行水浴加熱定溫到該油氣深度的溫度參數(shù)，同時對上述幾種預(yù)先設(shè)置的酸液進(jìn)行施壓操作，加壓到該油氣深度的壓力參數(shù)，最后將上述定壓定溫的酸液注入環(huán)形裂縫導(dǎo)流層。等候酸液與巖心外壁反應(yīng)，反應(yīng)時，由于可視化巖心夾持器為透明材質(zhì)做成，因此可實時的觀察到巖心外壁的刻蝕程度。通過其他記錄設(shè)備可實時的檢測和記錄到該反應(yīng)的過程變化。如攝像機(jī)、相機(jī)等。最后根據(jù)實驗數(shù)據(jù)確定最佳酸化刻蝕酸液參數(shù)。最后將該酸液應(yīng)用在實際的生產(chǎn)中。還包括與上端通孔連通的排液管。設(shè)置上述排液管可將可視化巖心夾持器內(nèi)反應(yīng)后的酸化液排出。還包括與下端通孔連通的穩(wěn)壓穩(wěn)溫定酸裝置。穩(wěn)壓穩(wěn)溫定酸裝置作為模擬一定地層的壓力溫度環(huán)境，其壓力值和溫度值，根據(jù)油氣生產(chǎn)商提供的參數(shù)設(shè)定為定值，作為不變量，僅僅改變酸液成分，達(dá)到統(tǒng)一環(huán)境下，不同酸液成分對巖心的刻蝕影響，以得到科學(xué)的數(shù)據(jù)。穩(wěn)壓穩(wěn)溫定酸裝置，以使得酸液定溫和定壓為準(zhǔn)。穩(wěn)壓穩(wěn)溫定酸裝置包括與下端通孔連通的多通閥，多通閥連通有儲液罐，儲液罐放置在恒溫水浴器中，儲液罐連通有壓力源。一般的，穩(wěn)壓穩(wěn)溫定酸裝置采用多通閥作為連接可視化巖心夾持器的連通結(jié)構(gòu)，采用儲液罐將預(yù)先調(diào)配好的酸液存貯，利用恒溫水浴器對儲液罐加熱，即對酸液加熱，加熱到與模擬的地層溫度一致，完成地層溫度環(huán)境模擬，壓力源一般以高壓氮氣沖壓，形成對儲液罐內(nèi)的酸液加壓。完成加壓后，打開可視化巖心夾持器與多通閥之間的閥門，即可形成與可視化巖心夾持器之間的連通。一般多通閥為六通閥，也可以為三通閥，也可以為四通閥或5通閥，可根據(jù)酸液的種類而定，采用六通閥后，則酸液的種類一般可以預(yù)先設(shè)置為3種，第一種酸液反應(yīng)觀察記錄完成后，再次取一塊巖心替換上次反應(yīng)后的巖心，然后重復(fù)進(jìn)行上述反應(yīng)過程，重復(fù)完成直至3種酸液反應(yīng)完成后，得出最佳刻蝕酸液種類。所述多通閥連接有壓力表。采用壓力表可實時的檢測壓力源的狀態(tài)，可有效的避免誤差和實驗條件單一性出錯。所述多通閥連接有排空管。排空管可將反應(yīng)完成后的余液排空，以免影響下次反應(yīng)。還包括設(shè)置在可視化巖心夾持器四周的攝像頭，所述攝像頭安裝在升降機(jī)上，且攝像頭通過信號線與處理器連接。攝像頭、升降機(jī)和處理器組成圖像信息監(jiān)視和采集結(jié)構(gòu)。方便試驗后仔細(xì)觀察整個反應(yīng)過程。還包括設(shè)置在可視化巖心夾持器四周的裂縫深度測試儀。裂縫深度測試儀可將刻蝕后的凹槽的實施變化記錄，方便后期查詢和調(diào)用分析。實際生產(chǎn)中的酸化施工時，酸液在儲層裂縫流動過程中將對裂縫壁面產(chǎn)生刻蝕，裂縫壁面刻蝕形態(tài)隨著注入酸液的類型、濃度、注入時間及巖石本身特性而變化，從而影響儲層裂縫的導(dǎo)流能力；本實用新型裝置主要用于流動過程中儲層巖心的刻蝕形態(tài)研究、環(huán)形裂縫導(dǎo)流能力研究；設(shè)備采用可視化巖心夾持器，實時拍攝注酸過程中巖心刻蝕形態(tài)的變化，同時通過改變裂縫寬度，研究環(huán)形裂縫導(dǎo)流能力的變化。此前該方面的研究手段局限于巖心端面刻蝕、平板裂縫壁面刻蝕，除了巖心制備難度較大外，由于巖心尺寸限制，無法采用儲層實際巖心進(jìn)行實驗研究。另外，本實用新型的在于研制一個將酸液刻蝕后巖面形態(tài)實時可視化的儀器，該儀器通過對酸液刻蝕巖面進(jìn)行實時高清攝像來評價不同酸液類型在不同溫度、壓力及流速等條件下對巖面的刻蝕形態(tài)，同時也可以來評價不同酸液類型在同溫度、壓力及流速等條件下對巖面的刻蝕形態(tài)，可有效解決現(xiàn)有酸化儀器在評價酸巖刻蝕形態(tài)時只能得到特定刻蝕時間內(nèi)的巖面形態(tài)、不能真實反應(yīng)酸巖反應(yīng)過程，以及難以采用儲層實際巖心進(jìn)行實驗研究的難題。同時可將酸巖反應(yīng)動力學(xué)參數(shù)和H+傳質(zhì)系數(shù)等的測定結(jié)合進(jìn)來研究。本實用新型裝置主要由控制部分和工作臺兩大部分組成；裝置采用微機(jī)及二次儀表實現(xiàn)半自動控制，對實驗溫度、壓力、流量實行監(jiān)控監(jiān)測，攝像頭對巖心刻蝕形態(tài)實行全程跟蹤拍攝；工作臺部分主要由可視化巖心夾持器(透明巖心夾持器)、儲液罐、恒溫箱、恒溫水浴器等組成，用高壓氮氣作為壓力源驅(qū)動實驗流體(酸液)。本實用新型裝置工作原理是模擬儲層酸化施工過程，在一定溫度、壓力條件下，驅(qū)動酸化工作液(酸液)在裂縫中流動，實時監(jiān)測酸化工作液在流動過程中對巖石的刻蝕形態(tài)及裂縫導(dǎo)流能力的變化；為優(yōu)選酸化工作液、優(yōu)化酸壓工藝提供科學(xué)依據(jù)。以往相關(guān)實驗大都米用露頭巖樣進(jìn)行研究，露頭巖樣與儲層巖樣存在較大差異，實驗結(jié)果只能作為參考；本實用新型裝置的特點是采用儲層實際巖心進(jìn)行研究，實驗結(jié)果更為真實可靠；同時打破以前平板裂縫的模式，本裝置采用環(huán)形裂縫(環(huán)形裂縫導(dǎo)流層)，在不影響實驗原理和實驗結(jié)果的前提下，大大降低了巖樣制備的難度，提高了工作效率，同時能獲得裂縫導(dǎo)流能力；裝置還采用透明巖心夾持器，從而實現(xiàn)了裂縫巖石刻蝕形態(tài)及表面反應(yīng)特征的實時動態(tài)監(jiān)測。酸化刻蝕儀的操作方法，包括巖心夾持步驟，取柱狀形的巖心，將巖心放置在可視化巖心夾持器內(nèi)部，使得巖心的上端面、下端面均通過密封層與可視化巖心夾持器的上端內(nèi)壁和下端內(nèi)壁密封夾持，并使得巖心的四周面與可視化巖心夾持器的四周內(nèi)壁保持間隙形成環(huán)形裂縫導(dǎo)流層，同時保持下端通孔和上端通孔均與環(huán)形裂縫導(dǎo)流層連通。巖心的上端面、下端面均通過密封層與可視化巖心夾持器的上端內(nèi)壁和下端內(nèi)壁密封夾持，即巖心的上端面、下端面緊貼可視化巖心夾持器的上端內(nèi)壁和下端內(nèi)壁，在進(jìn)行酸化反應(yīng)時，巖心的兩端不與酸液反應(yīng)。這樣可真實的模擬在實際酸化時，只酸化巖心的壁面，其最終的測量數(shù)據(jù)更加真實可靠。還包括酸液準(zhǔn)備步驟，根據(jù)巖心樣品配置對應(yīng)可刻蝕巖心的酸液，并將酸液導(dǎo)入儲液te中；還包括恒溫水浴步驟，啟動恒溫水浴器，對恒溫水浴器內(nèi)的液態(tài)加熱到預(yù)定溫度并保持該溫度；還包括給壓步驟，啟動壓力源，打開壓力源與儲液罐之間的閥門，觀察壓力表，當(dāng)壓力表到達(dá)預(yù)定壓力值后，打開多通閥與可視化巖心夾持器之間的閥門；還包括即時監(jiān)視步驟，通過處理器或手動控制升降機(jī)的移動，帶動攝像頭或\和裂縫深度測試儀在可視化巖心夾持器四周實時的監(jiān)測巖心的刻蝕效果；還包括排液測定步驟，打開排液管上的閥門，使得可視化巖心夾持器內(nèi)的液體排出，使用燒杯或其他測定容器接收排液管排出的液體，通過后續(xù)測定手段測定排液管排出的液體的數(shù)據(jù)。上述具體的操作過程為:1.按實驗要求將各類液體分別加入儲液罐；2.開啟電源、微機(jī)控制部分以及溫控系統(tǒng)。接好兩端接頭，開啟壓力調(diào)節(jié)器，控制驅(qū)替壓力在0.1MPa左右，驅(qū)替儲液罐液體經(jīng)過管線，排除各管線中的空氣；3.按選定的注液順序進(jìn)行驅(qū)替試驗，在一定的壓差下測定各種流體通過可視巖心夾持器的驅(qū)替壓力、壓差、溫度、流量；根據(jù)實驗需要，通過控制軟件可進(jìn)行液體流動過程及巖心刻蝕形態(tài)的攝像跟蹤。4.實驗結(jié)束后關(guān)閉儀器電源，取出巖心、清洗儲液罐；5.微機(jī)控制部分輸出實驗過程中驅(qū)替壓力、巖心兩端壓差、出口端流體重量以及一定時間間隔攝像頭拍下的巖心表面照片。綜上所述，本實用新型的有益效果是:本裝置采用一英寸柱狀巖心，易加工且可采用儲層實際巖心進(jìn)行實驗研究；對巖心刻蝕形態(tài)能實時跟蹤；且真實反應(yīng)酸巖反應(yīng)全部過程，同時能進(jìn)行環(huán)形裂縫導(dǎo)流能力的變化研究，實現(xiàn)優(yōu)化酸液體系、酸化工藝目的。

圖1是本發(fā)酸化原理示意圖。附圖中標(biāo)記及相應(yīng)的零部件名稱:1、壓力源；2、恒溫水浴器；3、儲液罐；4、六通閥；5、升降機(jī)；6、電機(jī)，7、攝像頭；8、可視化巖心夾持器；9、巖心；10、；燒杯；11、天平；12、
處理器；13、壓力表。
具體實施方式
下面結(jié)合實施例及附圖，對本實用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，但本實用新型的實施方式不僅限于此。實施例1:如圖1所示，—種夾持器，包括由中空封閉結(jié)構(gòu)構(gòu)成的可視化巖心夾持器8,可視化巖心夾持器8的上端開有上端通孔、下端開有下端通孔，上端通孔和下端通孔均與可視化巖心夾持器8內(nèi)部導(dǎo)通。上述可視化巖心夾持器8的上端內(nèi)部和下端內(nèi)部均設(shè)置有密封墊?？梢暬瘞r心夾持器8為圓柱形或正方體或長方體或圓臺體。含有所述夾持器的酸化刻蝕儀，包括與可視化巖心夾持器8上端通孔連通的排液管。還包括與可視化巖心夾持器8下端通孔連通的穩(wěn)壓穩(wěn)溫定酸裝置。具體來說，酸化刻蝕儀，包括由透明材質(zhì)做成的可視化巖心夾持器8，可視化巖心夾持器8為中空封閉結(jié)構(gòu)，可視化巖心夾持器8的上端開有上端通孔、下端開有下端通孔，上端通孔和下端通孔均與可視化巖心夾持器8內(nèi)部導(dǎo)通。基于上述結(jié)構(gòu)，本實用新型采用透明材質(zhì)做成的可視化巖心夾持器8作為夾持巖心的設(shè)備，相對與傳統(tǒng)酸化反應(yīng)設(shè)備而言，本實用新型中的可視化巖心夾持器8為中空封閉結(jié)構(gòu)，僅在可視化巖心夾持器8的上端開有上端通孔、下端開有下端通孔，上端通孔和下端通孔均與可視化巖心夾持器8內(nèi)部導(dǎo)通。這樣，將柱狀形的巖心夾持在可視化巖心夾持器內(nèi)部，然后使得可視化巖心夾持器內(nèi)壁與巖心外壁保持間隙，形成環(huán)形裂縫導(dǎo)流層，同時保持下端通孔和上端通孔均與環(huán)形裂縫導(dǎo)流層連通，這樣可模擬巖心在地層的環(huán)境，同時可視化巖心夾持器8為中空封閉結(jié)構(gòu)，當(dāng)一定壓力和一定溫度的酸液注入到環(huán)形裂縫導(dǎo)流層后，可模擬實際操作時對一定地層深度的壓力和溫度環(huán)境的模擬，可做到實驗調(diào)節(jié)的唯一性變化，即在實驗時，只需要改變酸液的成分即可觀察到什么參數(shù)的酸液能對巖心起到刻蝕的效果。具體操作時，一般由油氣藏施工方，即油氣生產(chǎn)商，提供油氣深度位置的巖心樣品，另外利用探測工具測量該油氣深度的壓力和溫度，并將這些參數(shù)提供給實驗方，實驗方根據(jù)巖心樣品，直接或作定形處理后將巖心樣品夾持在可視化巖心夾持器8內(nèi)，調(diào)配若干種酸液，在調(diào)配酸液前可對巖心樣品成分分析，得出最合適該巖心樣品的酸液，當(dāng)然，隨著溫度和壓力的變化，該酸液對巖心樣品的刻蝕效果不一定最理想，最后借助于上述酸化刻蝕儀進(jìn)行試驗對比。試驗前對上述幾種預(yù)先設(shè)置的酸液進(jìn)行水浴加熱定溫到該油氣深度的溫度參數(shù)，同時對上述幾種預(yù)先設(shè)置的酸液進(jìn)行施壓操作，加壓到該油氣深度的壓力參數(shù)，最后將上述定壓定溫的酸液注入環(huán)形裂縫導(dǎo)流層。等候酸液與巖心外壁反應(yīng)，反應(yīng)時，由于可視化巖心夾持器8為透明材質(zhì)做成，因此可實時的觀察到巖心外壁的刻蝕程度。通過其他記錄設(shè)備可實時的檢測和記錄到該反應(yīng)的過程變化。如攝像機(jī)、相機(jī)等。最后根據(jù)實驗數(shù)據(jù)確定最佳酸化刻蝕酸液參數(shù)。最后將該酸液應(yīng)用在實際的生產(chǎn)中。還包括與上端通孔連通的排液管。設(shè)置上述排液管可將可視化巖心夾持器8內(nèi)反應(yīng)后的酸化液排出。還包括與下端通孔連通的穩(wěn)壓穩(wěn)溫定酸裝置。穩(wěn)壓穩(wěn)溫定酸裝置作為模擬一定地層的壓力溫度環(huán)境，其壓力值和溫度值，根據(jù)油氣生產(chǎn)商提供的參數(shù)設(shè)定為定值，作為不變量，僅僅改變酸液成分，達(dá)到統(tǒng)一環(huán)境下，不同酸液成分對巖心的刻蝕影響，以得到科學(xué)的數(shù)據(jù)。穩(wěn)壓穩(wěn)溫定酸裝置，以使得酸液定溫和定壓為準(zhǔn)。穩(wěn)壓穩(wěn)溫定酸裝置包括與下端通孔連通的多通閥，多通閥連通有儲液罐3，儲液罐3放置在恒溫水浴器2中，儲液罐3連通有壓力源I。一般的，穩(wěn)壓穩(wěn)溫定酸裝置采用多通閥作為連接可視化巖心夾持器8的連通結(jié)構(gòu)，采用儲液罐將預(yù)先調(diào)配好的酸液存貯，利用恒溫水浴器2對儲液罐3加熱，即對酸液加熱，加熱到與模擬的地層溫度一致，完成地層溫度環(huán)境模擬，壓力源I 一般以高壓氮氣沖壓，形成對儲液罐內(nèi)的酸液加壓。完成加壓后，打開可視化巖心夾持器8與多通閥之間的閥門，即可形成與可視化巖心夾持器8之間的連通。一般多通閥為六通閥，也可以為二通閥，三通閥，也可以為四通閥或5通閥，可根據(jù)酸液的種類而定，采用六通閥后，則酸液的種類一般可以預(yù)先設(shè)置為3種，第一種酸液反應(yīng)觀察記錄完成后，再次取一塊巖心替換上次反應(yīng)后的巖心，然后重復(fù)進(jìn)行上述反應(yīng)過程，重復(fù)完成直至3種酸液反應(yīng)完成后，得出最佳刻蝕酸液種類。所述多通閥連接有壓力表13。采用壓力表13可實時的檢測壓力源的狀態(tài)，可有效的避免誤差和實驗條件單一性出錯。所述多通閥連接有排空管。排空管可將反應(yīng)完成后的余液排空，以免影響下次反應(yīng)。還包括設(shè)置在可視化巖心夾持器8四周的攝像頭7，所述攝像頭7安裝在升降機(jī)5上，且攝像頭7通過信號線與處理器12連接。攝像頭7、升降機(jī)5和處理器12組成圖像信息監(jiān)視和采集結(jié)構(gòu)。方便試驗后仔細(xì)觀察整個反應(yīng)過程。還包括設(shè)置在可視化巖心夾持器8四周的裂縫深度測試儀。裂縫深度測試儀可將刻蝕后的凹槽的實施變化記錄，方便后期查詢和調(diào)用分析。實際生產(chǎn)中的酸化施工時，酸液在儲層裂縫流動過程中將對裂縫壁面產(chǎn)生刻蝕，裂縫壁面刻蝕形態(tài)隨著注入酸液的類型、濃度、注入時間及巖石本身特性而變化，從而影響儲層裂縫的導(dǎo)流能力；本實用新型裝置主要用于流動過程中儲層巖心的刻蝕形態(tài)研究、環(huán)形裂縫導(dǎo)流能力研究；設(shè)備采用可視化巖心夾持器，實時拍攝注酸過程中巖心刻蝕形態(tài)的變化，同時通過改變裂縫寬度，研究環(huán)形裂縫導(dǎo)流能力的變化。此前該方面的研究手段局限于巖心端面刻蝕、平板裂縫壁面刻蝕，除了巖心制備難度較大外，由于巖心尺寸限制，無法采用儲層實際巖心進(jìn)行實驗研究。另外，本實用新型的目的在于研制一個將酸液刻蝕后巖面形態(tài)實時可視化的儀器，該儀器通過對酸液刻蝕巖面進(jìn)行實時高清攝像來評價不同酸液類型在不同溫度、壓力及流速等條件下對巖面的刻蝕形態(tài)，同時也可以來評價不同酸液類型在同溫度、壓力及流速等條件下對巖面的刻蝕形態(tài)，可有效解決現(xiàn)有酸化儀器在評價酸巖刻蝕形態(tài)時只能得到特定刻蝕時間內(nèi)的巖面形態(tài)、不能真實反應(yīng)酸巖反應(yīng)過程，以及難以采用儲層實際巖心進(jìn)行實驗研究的難題。同時可將酸巖反應(yīng)動力學(xué)參數(shù)和H+傳質(zhì)系數(shù)等的測定結(jié)合進(jìn)來研究。本實用新型裝置主要由控制部分和工作臺兩大部分組成；裝置采用微機(jī)及二次儀表實現(xiàn)半自動控制，對實驗溫度、壓力、流量實行監(jiān)控監(jiān)測，攝像頭對巖心刻蝕形態(tài)實行全程跟蹤拍攝；工作臺部分主要由可視化巖心夾持器8(透明巖心夾持器)、儲液罐、恒溫箱、恒溫水浴器等組成，用高壓氮氣作為壓力源驅(qū)動實驗流體(酸液)。本實用新型裝置工作原理是模擬儲層酸化施工過程，在一定溫度、壓力條件下，驅(qū)動酸化工作液(酸液)在裂縫中流動，實時監(jiān)測酸化工作液在流動過程中對巖石的刻蝕形態(tài)及裂縫導(dǎo)流能力的變化；為優(yōu)選酸化工作液、優(yōu)化酸壓工藝提供科學(xué)依據(jù)。以往相關(guān)實驗大都米用露頭巖樣進(jìn)行研究，露頭巖樣與儲層巖樣存在較大差異，實驗結(jié)果只能作為參考；本實用新型裝置的特點是采用儲層實際巖心進(jìn)行研究，實驗結(jié)果更為真實可靠；同時打破以前平板裂縫的模式，本裝置采用環(huán)形裂縫(環(huán)形裂縫導(dǎo)流層)，在不影響實驗原理和實驗結(jié)果的前提下，大大降低了巖樣制備的難度，提高了工作效率，同時能獲得裂縫導(dǎo)流能力；裝置還采用透明巖心夾持器，從而實現(xiàn)了裂縫巖石刻蝕形態(tài)及表面反應(yīng)特征的實時動態(tài)監(jiān)測。酸化刻蝕儀的操作方法，包括巖心夾持步驟，取一英寸的柱狀形的巖心9，將巖心9放置在可視化巖心夾持器8內(nèi)部，使得巖心9的上端面、下端面均通過密封層與可視化巖心夾持器8的上端內(nèi)壁和下端內(nèi)壁密封夾持，并使得巖心9的四周面與可視化巖心夾持器8的四周內(nèi)壁保持間隙形成環(huán)形裂縫導(dǎo)流層，同時保持下端通孔和上端通孔均與環(huán)形裂縫導(dǎo)流層連通。還包括酸液準(zhǔn)備步驟，根據(jù)巖心樣品配置對應(yīng)可刻蝕巖心的酸液，并將酸液導(dǎo)入儲液te 3中；還包括恒溫水浴步驟，啟動恒溫水浴器，對恒溫水浴器內(nèi)的液態(tài)加熱到預(yù)定溫度并保持該溫度；還包括給壓步驟，啟動壓力源，打開壓力源與儲液罐之間的閥門，觀察壓力表，當(dāng)壓力表到達(dá)預(yù)定壓力值后，打開多通閥與可視化巖心夾持器8之間的閥門；還包括即時監(jiān)視步驟，通過處理器或手動控制升降機(jī)的移動，帶動攝像頭或\和裂縫深度測試儀在可視化巖心夾持器8四周實時的監(jiān)測巖心的刻蝕效果；還包括排液測定步驟，打開排液管上的閥門，使得可視化巖心夾持器8內(nèi)的液體排出，使用燒杯或其他測定容器接收排液管排出的液體，通過后續(xù)測定手段測定排液管排出的液體的數(shù)據(jù)。上述具體的操作過程為:1.按實驗要求將各類液體分別加入I至3號儲液罐，I號儲液罐為儲液罐A、2號儲液罐為儲液罐B、3號儲液罐為儲液罐C。2.開啟電源、微機(jī)控制部分以及溫控系統(tǒng)。接好兩端接頭，開啟壓力調(diào)節(jié)器，控制驅(qū)替壓力在0.1MPa左右，驅(qū)替I號儲罐液體經(jīng)過管線，排除各管線中的空氣。3.按選定的注液順序進(jìn)行驅(qū)替試驗，在一定的壓差下測定各種流體通過可視巖心夾持器的驅(qū)替壓力、壓差、溫度、流量；根據(jù)實驗需要，通過控制軟件可進(jìn)行液體流動過程及巖心刻蝕形態(tài)的攝像跟蹤。4.實驗結(jié)束后關(guān)閉儀器電源，取出巖心、清洗儲液罐。5.微機(jī)控制部分輸出實驗過程中驅(qū)替壓力、巖心兩端壓差、出口端流體重量以及一定時間間隔攝像頭拍下的巖心表面照片。實施例2酸化刻蝕儀，包括由透明材質(zhì)做成的可視化巖心夾持器8，可視化巖心夾持器8為圓柱形的中空封閉結(jié)構(gòu)，可視化巖心夾持器8的上端開有上端通孔、下端開有下端通孔，上端通孔和下端通孔均與可視化巖心夾持器8內(nèi)部導(dǎo)通。還包括與上端通孔連通的排液管。還包括與下端通孔連通的穩(wěn)壓穩(wěn)溫定酸裝置。穩(wěn)壓穩(wěn)溫定酸裝置包括與下端通孔連通的六通閥4，六通閥4連通有3個儲液罐3，儲液罐3放置在恒溫水浴器2中，3個儲液罐3均連通有壓力源I。所述六通閥4連接有壓力表13。所述六通閥4連接有排空管。還包括設(shè)置在可視化巖心夾持器8四周的攝像頭7，所述攝像頭7安裝在升降機(jī)5上，且攝像頭7通過信號線與處理器12連接。升降機(jī)5在電機(jī)6的驅(qū)動下，進(jìn)上下或左右或環(huán)繞可視化巖心夾持器8移動。還包括設(shè)置在可視化巖心夾持器8四周的裂縫深度測試儀。裂縫深度測試儀用于檢測巖心壁在酸化反應(yīng)過程中不斷變化的刻蝕裂縫深度，以便后期分析使用。酸化刻蝕儀的操作方法，其特征在于:包括巖心夾持步驟，取柱狀形的巖心9，將巖心9放置在可視化巖心夾持器8內(nèi)部，使得巖心9的上端面、下端面均通過密封層與可視化巖心夾持器8的上端內(nèi)壁和下端內(nèi)壁密封夾持，并使得巖心9的四周面與可視化巖心夾持器8的四周內(nèi)壁保持間隙形成環(huán)形裂縫導(dǎo)流層，同時保持下端通孔和上端通孔均與環(huán)形裂縫導(dǎo)流層連通。還包括酸液準(zhǔn)備步驟，根據(jù)巖心樣品配置對應(yīng)可刻蝕巖心的酸液，并將酸液導(dǎo)入儲液罐3中；此時，可配置三種酸液，分別是:1號酸液濃度為60 %的硫酸、II號酸液濃度為70 %的硫酸，III號酸液濃度為80 %的硫酸，將I號酸液置于儲液罐A中，將II號酸液置于儲液罐B中，III號酸液置于儲液罐C中。還包括恒溫水浴步驟，啟動恒溫水浴器，對恒溫水浴器內(nèi)的液態(tài)加熱到預(yù)定的50攝氏度并保持該溫度；此時上述三種酸液均加熱到50攝氏度。還包括給壓步驟，啟動壓力源，打開壓力源與儲液罐之間的閥門，觀察壓力表，當(dāng)壓力表到達(dá)預(yù)定壓力值后，打開多通閥與可視化巖心夾持器8之間的閥門；上述步驟分為三種方式進(jìn)行，第一種，先啟動壓力源與儲液罐A之間的閥門，儲液罐B和儲液罐C與壓力源之間的閥門關(guān)閉，給儲液罐A內(nèi)沖壓，打開六通閥與可視化巖心夾持器8之間的閥門，此時，I號酸液沖入可視化巖心夾持器8，等待可視化巖心夾持器8內(nèi)的巖心與I號酸液反應(yīng)過后，啟動與六通閥4連接的排空管，余液排出；第二種，先啟動壓力源與儲液罐B之間的閥門，儲液罐A和儲液罐C與壓力源之間的閥門關(guān)閉，給儲液罐B內(nèi)沖壓，打開六通閥與可視化巖心夾持器8之間的閥門，此時，II號酸液沖入可視化巖心夾持器8，等待可視化巖心夾持器8內(nèi)的巖心與II號酸液反應(yīng)過后，啟動與六通閥4連接的排空管，余液排出；第三種，先啟動壓力源與儲液罐C之間的閥門，儲液罐A和儲液罐B與壓力源之間的閥門關(guān)閉，給儲液罐C內(nèi)沖壓，打開六通閥與可視化巖心夾持器8之間的閥門，此時，III號酸液沖入可視化巖心夾持器8，等待可視化巖心夾持器8內(nèi)的巖心與III號酸液反應(yīng)過后，啟動與六通閥4連接的排空管，余液排出。還包括即時監(jiān)視步驟，通過處理器或手動控制升降機(jī)的移動，帶動攝像頭或\和裂縫深度測試儀在可視化巖心夾持器8四周實時的監(jiān)測巖心的刻蝕效果；監(jiān)視步驟對上述三種酸化反應(yīng)方式進(jìn)行監(jiān)視。最后比較出巖心刻蝕程度。還包括排液測定步驟，打開排液管上的閥門，使得可視化巖心夾持器8內(nèi)的液體排出，使用燒杯或其他測定容器接收排液管排出的液體，通過后續(xù)測定手段測定排液管排出的液體的數(shù)據(jù)。排液測定步驟，計算反應(yīng)量。測定在同一溫度下、同一壓力下，同層巖心品質(zhì)下的不同濃度的酸化反應(yīng)速度。上述反應(yīng)過程，可任意改變一個參數(shù)，來研究該參數(shù)的性能，如研究壓力，則只需改變對酸液沖壓的壓力源即可。其余實驗條件一致。采取上述方式，就能較好地實現(xiàn)本實用新型。
權(quán)利要求1.一種夾持器，其特征在于:包括由中空封閉結(jié)構(gòu)構(gòu)成的可視化巖心夾持器(8)，可視化巖心夾持器(8)的上端開有上端通孔、下端開有下端通孔，上端通孔和下端通孔均與可視化巖心夾持器(8)內(nèi)部導(dǎo)通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種夾持器，其特征在于:上述可視化巖心夾持器(8)的上端內(nèi)部和下端內(nèi)部均設(shè)置有密封墊。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種夾持器，其特征在于:可視化巖心夾持器(8)為圓柱形或正方體或長方體或圓臺體。
4.含有權(quán)利要求1-3之一所述夾持器的酸化刻蝕儀，其特征在于:包括與可視化巖心夾持器(8)上端通孔連通的排液管。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的酸化刻蝕儀，其特征在于:還包括與可視化巖心夾持器(8)下端通孔連通的穩(wěn)壓穩(wěn)溫定酸裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的酸化刻蝕儀，其特征在于:穩(wěn)壓穩(wěn)溫定酸裝置包括與下端通孔連通的多通閥，多通閥連通有儲液罐(3)，儲液罐(3)放置在恒溫水浴器(2)中，儲液罐(3)連通有壓力源(I)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的酸化刻蝕儀，其特征在于:所述多通閥連接有壓力表(13)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的酸化刻蝕儀，其特征在于:所述多通閥連接有排空管。
9.根據(jù)權(quán)利要求4-8中任意一項所述的酸化刻蝕儀，其特征在于:還包括設(shè)置在可視化巖心夾持器(8)四周的攝像頭(7)，所述攝像頭(7)安裝在升降機(jī)(5)上，且攝像頭(7)通過信號線與處理器(12)連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求4-8中任意一項所述的酸化刻蝕儀，其特征在于:還包括設(shè)置在可視化巖心夾持器(8)四周的裂縫深度測試儀。
專利摘要本實用新型公開了一種夾持器和基于該夾持器的酸化刻蝕儀，一種夾持器，包括由中空封閉結(jié)構(gòu)構(gòu)成的可視化巖心夾持器，可視化巖心夾持器的上端開有上端通孔、下端開有下端通孔，上端通孔和下端通孔均與可視化巖心夾持器內(nèi)部導(dǎo)通。本裝置采用一英寸柱狀巖心，易加工且可采用儲層實際巖心進(jìn)行實驗研究；對巖心刻蝕形態(tài)能實時跟蹤；且真實反應(yīng)酸巖反應(yīng)全部過程，同時能進(jìn)行環(huán)形裂縫導(dǎo)流能力的變化研究，實現(xiàn)優(yōu)化酸液體系、酸化工藝目的。
文檔編號G01N21/01GK203164111SQ20132020890
公開日2013年8月28日 申請日期2013年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月23日
發(fā)明者趙立強(qiáng), 劉平禮, 袁學(xué)芳, 鐘雙飛, 羅志鋒, 李年銀, 趙振峰, 彭建新, 杜娟, 劉飛 申請人:西南石油大學(xué)