一種計(jì)算巖心起始充注壓力的實(shí)驗(yàn)方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及石油天然氣開(kāi)采領(lǐng)域，尤其涉及一種計(jì)算巖心起始充注壓力的實(shí)驗(yàn)方 法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 天然氣是寶貴的能源和化工原料，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中發(fā)揮著重要的作用，通常被人們 譽(yù)為工業(yè)的血液。但天然氣埋藏于地下，通常經(jīng)過(guò)勘探開(kāi)發(fā)找到并開(kāi)采到地面上來(lái)才可被 利用。通過(guò)勘探開(kāi)發(fā)可以找到地下聚集了天然氣的氣藏，從而可以對(duì)該氣藏進(jìn)行開(kāi)發(fā)利用。
[0003] 氣藏不是孤立的存在的，必然與烴源層、儲(chǔ)集層、蓋層三者之間相互聯(lián)系，常常有 油氣生成和油氣聚集條件相同或相似的數(shù)個(gè)油氣藏共存。烴源層為能產(chǎn)生天然氣的地層。 能夠儲(chǔ)存天然氣的地層稱為儲(chǔ)集層。緊蓋著儲(chǔ)集層，阻止油氣逸散的地層稱為蓋層。油氣 由烴源層生成后，只有及時(shí)的排出，聚集起來(lái)形成氣藏，才能成為可以利用的資源。天然氣 生成后在各種天然因素的作用下發(fā)生移動(dòng)，從烴源層向儲(chǔ)集層運(yùn)移，從一儲(chǔ)集層向另一儲(chǔ) 集層運(yùn)移稱為天燃?xì)獾倪\(yùn)移。天然氣運(yùn)移的結(jié)果之一使分散的油氣在儲(chǔ)集層的適當(dāng)位置富 集起來(lái)形成氣藏。而氣藏成藏過(guò)程又可分為3個(gè)階段：第一，能量積累階段，即充注前期。 油氣運(yùn)移進(jìn)入圈閉的過(guò)程稱作油氣充注。圈閉指能夠阻止油氣繼續(xù)運(yùn)移，適合于油氣聚集 的場(chǎng)所。圈閉由儲(chǔ)集層、蓋層和遮擋物三個(gè)基本要素組成。該充注前期階段為注汽的初始 階段，此時(shí)的天然氣無(wú)法儲(chǔ)集層的孔隙內(nèi)，只有當(dāng)注入量達(dá)到一定程度，充注能量積累到足 以突破毛細(xì)管阻力作用是，天然氣才開(kāi)始充注。第二，成藏充注主階段，即充注期。在此階 段，由于氣體的膨脹力排驅(qū)孔隙水的作用，天然氣在儲(chǔ)集層的孔隙內(nèi)上移，而孔隙內(nèi)的地層 水被排出。最終天然氣儲(chǔ)存在儲(chǔ)集層中。第三，氣藏保存階段，即充注后期。游離相的天然 氣直接從出水孔噴出，但并不出，最終使整個(gè)儲(chǔ)集層形成穩(wěn)定的天然氣聚集。
[0004] 研宄氣藏的成藏過(guò)程，從而為尋找氣藏提供依據(jù)是氣藏勘探開(kāi)發(fā)的一種方法。該 方法可以得到某類地層中的儲(chǔ)集層的起始充注壓力，通過(guò)將該起始充注壓力與地層氣藏實(shí) 際成藏時(shí)的原始地層壓力相比較，從而可以預(yù)測(cè)該類地層中的是否儲(chǔ)存有天然氣。
[0005] 現(xiàn)有技術(shù)中雖然存在研宄儲(chǔ)集層的起始充注壓力的理論方法，但是這些理論方法 主要是基于理論探討，該理論探討沒(méi)有綜合再現(xiàn)氣藏成藏與開(kāi)發(fā)過(guò)程中的各種因素，例如 將成藏過(guò)程中儲(chǔ)集層的不同的滲透率和含水量的巖心綜合起來(lái)，因此計(jì)算出儲(chǔ)集層的起始 充注壓力還不能真實(shí)反映氣藏的成藏過(guò)程，這與使用物理的方法再現(xiàn)氣藏成藏與開(kāi)發(fā)的過(guò) 程而得到的起始充注壓力相比還不夠準(zhǔn)確。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是提供能準(zhǔn)確計(jì)算巖心的起始充注壓力的一種計(jì)算巖心起始充注 壓力的實(shí)驗(yàn)方法和裝置。
[0007] 本發(fā)明的上述目的可采用下列技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：一種計(jì)算巖心起始充注壓力的實(shí) 驗(yàn)方法，其包括：選取巖心，其中所述巖心的孔隙度、滲透率和孔隙結(jié)構(gòu)與待開(kāi)發(fā)地層的儲(chǔ) 集層的巖心的孔隙度、滲透率和孔隙結(jié)構(gòu)相同；對(duì)所述巖心進(jìn)行預(yù)處理，以使所述巖心的含 水狀態(tài)與待開(kāi)發(fā)地層的儲(chǔ)集層的含水狀態(tài)相同；將所述巖心放置于巖心夾持器中，其中所 述巖心夾持器具有第一進(jìn)口端、第二進(jìn)口端和出口端，所述第一進(jìn)口端能用于對(duì)所述巖心 進(jìn)行加圍壓，所述第二進(jìn)口端能用于對(duì)所述巖心進(jìn)行充注氣體，所述出口端能用于充注時(shí) 密封所述巖心和充注完成時(shí)釋放所述巖心內(nèi)的氣體；通過(guò)所述巖心夾持器的所述第一進(jìn)口 端對(duì)所述巖心施加大小與所述巖心在待開(kāi)發(fā)地層的地層狀態(tài)下承受的上覆巖層壓力相同 的圍壓；在預(yù)定基準(zhǔn)壓力的基礎(chǔ)上按照預(yù)定規(guī)則增加后得到當(dāng)前充注壓力；用高壓氣源按 照所述當(dāng)前充注壓力向所述巖心內(nèi)充注氣體直至所述巖心內(nèi)氣水達(dá)到平衡的狀態(tài)，測(cè)量所 述出口端的壓力；當(dāng)所述出口端的壓力與所述第二進(jìn)口端的壓力相同時(shí)，根據(jù)所述出口端 的壓力得出起始充注壓力，所述起始充注壓力為所述巖心能進(jìn)行驅(qū)替的壓力。
[0008] 優(yōu)選地，所述方法還包括：當(dāng)所述出口端的壓力與所述第二進(jìn)口端的壓力不同時(shí)， 重復(fù)前述在預(yù)定基準(zhǔn)壓力的基礎(chǔ)上按照預(yù)定規(guī)則得到當(dāng)前充注壓力以及測(cè)量所述出口端 壓力的步驟。
[0009] 優(yōu)選地，所述預(yù)定基準(zhǔn)壓力為一個(gè)定值，所述預(yù)定規(guī)則包括一個(gè)預(yù)定運(yùn)算函數(shù)，使 得當(dāng)所述前充注壓力每次在所述預(yù)定基準(zhǔn)壓力基礎(chǔ)上累計(jì)增加。
[0010] 優(yōu)選地，所述預(yù)定基準(zhǔn)壓力為前一次充注過(guò)程中的當(dāng)前充注壓力，所述預(yù)定規(guī)則 包括在所述預(yù)定基礎(chǔ)壓力基礎(chǔ)上增加一個(gè)固定的壓力值。
[0011] 優(yōu)選地，所述預(yù)定基準(zhǔn)壓力為從〇開(kāi)始的壓力。
[0012] 優(yōu)選地，所述預(yù)處理包括：烘干、抽空和飽和地層水；所述烘干為將巖心置于 100°的烘箱中，恒溫烘干8小時(shí)；所述抽空為將巖心置于真空干燥器中，當(dāng)真空度達(dá)到 133. 3Pa時(shí)，抽空2至8小時(shí)，對(duì)滲透率低于1*10-3 μ m2的樣品，抽空時(shí)間需18至24小時(shí)， 然后在烘箱中恒溫烘干8小時(shí)；所述飽和地層水為將地層水引入真空干燥器中，抽空1小 時(shí)，然后在常壓下浸泡4小時(shí)以上。
[0013] 優(yōu)選地，所述高壓氣源為使用增壓設(shè)備將氣體的壓力增加到所述當(dāng)前充注壓力 后，通過(guò)管線儲(chǔ)存到高壓氣源容器中。
[0014] 優(yōu)選地，所述巖心內(nèi)氣水達(dá)到平衡的狀態(tài)指所述第二進(jìn)口端與所述出口端的壓力 保持不變的狀態(tài)。
[0015] 優(yōu)選地，所述起始充注壓力為所述出口端的壓力升高時(shí)所對(duì)應(yīng)的當(dāng)前充注壓力， 所述出口端的壓力升高時(shí)，所述出口端有水流出，此時(shí)所述充注氣體能進(jìn)入巖心孔隙中驅(qū) 替巖心孔隙內(nèi)的水。
[0016] 優(yōu)選地，其包括：釋放所述巖心孔隙內(nèi)的氣體；計(jì)算所述巖心的含氣飽和度。
[0017] 優(yōu)選地，其包括：計(jì)算所述巖心的累計(jì)氣流量；計(jì)算所述巖心的總累計(jì)氣流量；計(jì) 算所述巖心的累計(jì)氣流量與總累計(jì)氣流量的比值。
[0018] 利用上述的計(jì)算巖心起始充注壓力的實(shí)驗(yàn)方法的實(shí)驗(yàn)裝置，其包括：具有第一進(jìn) 口端、第二進(jìn)口端和出口端的巖心夾持器，所述巖心夾持器用于容納巖心；注射泵，所述注 射泵與所述巖心夾持器的所述第一進(jìn)口端相連接，所述注射泵具有能對(duì)所述巖心夾持器進(jìn) 行加壓的第一工作狀態(tài)和能維持所述巖心夾持器處于預(yù)定壓力環(huán)境的第二工作狀態(tài)；高壓 氣源容器，所述高壓氣源容器與所述巖心夾持器的所述第二進(jìn)口端相連接，所述高壓氣源 容器具有能對(duì)所述巖心夾持器的巖心夾持器進(jìn)行充注的第三工作狀態(tài)和能停止對(duì)所述巖 心夾持器進(jìn)行充注的第四工作狀態(tài)；當(dāng)所述高壓氣源容器處于所述第三工作狀態(tài)時(shí)，所述 注射泵處于所述第二工作狀態(tài)；第二壓力傳感器，所述第二壓力傳感器與所述巖心夾持器 的出口端相連接。
[0019] 本發(fā)明提供的一種計(jì)算巖心起始充注壓力的實(shí)驗(yàn)方法和裝置的有益效果是：
[0020] 首先本發(fā)明通過(guò)選取巖心，其中巖心的孔隙度、滲透率和孔隙結(jié)構(gòu)與待開(kāi)發(fā)地層 的儲(chǔ)集層的巖心的孔隙度、滲透率和孔隙結(jié)構(gòu)相同，并對(duì)巖心進(jìn)行預(yù)處理，以使巖心的含水 狀態(tài)與待開(kāi)發(fā)地層的儲(chǔ)集層的含水狀態(tài)相同，以使得該實(shí)驗(yàn)?zāi)苣M待開(kāi)發(fā)地層的儲(chǔ)集層的 實(shí)際情況：巖心與待開(kāi)發(fā)地層的儲(chǔ)集層的含水狀態(tài)相同，且?guī)r心的孔隙度、滲透率和孔隙結(jié) 構(gòu)與待開(kāi)發(fā)地層的儲(chǔ)集層的巖心的孔隙度、滲透率和孔隙結(jié)構(gòu)相同；
[0021] 然后，將該巖心放置于巖心夾持器中，其中巖心夾持器具有第一進(jìn)口端、第二進(jìn)口 端和出口端，該第一進(jìn)口端能用于對(duì)該巖心進(jìn)行加圍壓，該第二進(jìn)口端能用于對(duì)該巖心進(jìn) 行充注氣體，該出口端能用于充注時(shí)密封該巖心和充注完成時(shí)釋放該巖心內(nèi)的氣體；通過(guò) 該巖心夾持器的第一進(jìn)口端對(duì)巖心施加大小與該巖心在待開(kāi)發(fā)地層的地層狀態(tài)下承受的 上覆巖層壓力相同的圍壓；這保證了本發(fā)明能真實(shí)模擬地層中巖心所處的壓力環(huán)境；
[0022] 接著，在預(yù)定基準(zhǔn)壓力的基礎(chǔ)上按照預(yù)定規(guī)則增加后得到當(dāng)前充注壓力；用高壓 氣源按照該當(dāng)前充注壓力向該巖心內(nèi)充注氣體直至該巖心內(nèi)氣水達(dá)到平衡的狀態(tài)，測(cè)量所 述出口端的壓力從而模擬氣藏成藏的充注過(guò)程；
[0023] 最后，當(dāng)出口端的壓力與第二進(jìn)口端的壓力相同時(shí)，根據(jù)該出口端的壓力得出起 始充注壓力，該起始充注壓力為巖心能進(jìn)行驅(qū)替的壓力；從而通過(guò)真實(shí)模擬氣藏成藏過(guò)程 得到氣藏中滲透率不同的巖心的起始充注壓力，從而能準(zhǔn)確計(jì)算巖心的起始充注壓力，從 而實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明能提供能準(zhǔn)確計(jì)算巖心的起始充注壓力的一種計(jì)算巖心起始充注壓力的 實(shí)驗(yàn)方法的目的。
【附圖說(shuō)明】
[0024] 為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使 用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于 本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他 的附圖。
[0025] 圖1本發(fā)明實(shí)施例的流程圖；
[0026] 圖2本發(fā)明實(shí)施例的流程圖；
[0027] 圖3本發(fā)明實(shí)施例的流程圖；
[0028] 圖4本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029] 下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；?本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他 實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0030] 請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明提供一種計(jì)算巖心起始充注壓力的實(shí)驗(yàn)方法，其包括：選取巖 心，其中所述巖心的孔隙度、滲透率和孔隙結(jié)構(gòu)與待開(kāi)發(fā)地層的儲(chǔ)集層的巖心的孔隙度、滲 透率和孔隙結(jié)構(gòu)相