[发明专利]一种自动化测量计算岩心物性参数的驱替测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种自动化测量计算岩心物性参数的驱替测试方法。

背景技术

岩心驱替是研究岩石相关物性最重要的实验方法之一。而目前的岩心驱替设备的自动化程度较低，很多环节都是手动控制，比如驱替压力、流量等参数都是手动控制和计量，然后根据收集到的数据进行岩心相关物性(渗透率，相渗曲线等)的计算。这种方法受人为因素的影响很大，容易造成数据出错，而且对于相当致密的岩心，驱替实验相当耗时间，人员的等待时间比较长，会对人力物力造成很大的浪费。而当前的相关的自动化驱替设备结构复杂，且相当昂贵，所以如何设计一种简单实用的自动化测量计算岩心物性参数的驱替装置是十分必要的。同时，测试人员经常不知道如何操作以进行该类驱替试验，没有形成一套完整的技术测试方法，造成本领域测试人员的测试方法各不相同，在测试时，由于没有形成一套完整的测试方法，测试结果精度差异较大。

实验室中通常使用的达西定律计算岩心驱替的渗透率：

式中：

K-岩心渗透率，μm²；Q-为流量，mL；μ-液体粘度，mPa.s；L-岩心长度，cm；A-岩心横截面积，cm²；ΔP-通过岩心前后的压差，MPa。

目前主要的岩心驱替装置自动化程度低，手动计量相关参数时容易出错，而相关的成熟的自动化岩心驱替装置又结构复杂，购置成本高昂。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种测试简便、测试精度高、测试效果好、自动化程度高的自动化测量计算岩心物性参数的驱替测试方法。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种自动化测量计算岩心物性参数的驱替测试方法，它包括以下实施步骤：

S1、试验数据采集：首先检测质量测量仪的质量数据变化，当检测到质量测量仪的质量变化情况随时间的变化成线性关系后，表明驱替达到稳定，此时开始采集试验数据，所述试验数据包括恒速恒压泵的流速、岩心夹持器的两端压差、质量测量仪的质量随时间的变化量，稳定一段时间t后，控制恒速恒压泵停止工作，结束试验数据采集；

S2、试验数据分析处理：根据液容器中的液体类型确定驱替类型是单相驱替还是两相驱替，单相驱替的岩心渗透率计算过程为：

式中：ν-为单相液体在稳定时间t内驱替出来的体积，单位：mL；k-岩心渗透率，单位：μm²；α-质量测量仪的质量随时间变化的斜率，单位：g/min；ρ-液体密度，单位：g/mL；μ-液体粘度，单位：mPa.s；L-岩心长度，单位：cm；ΔP-通过岩心前后的压差，单位：Mpa；t-稳定时间，单位：min；

两相驱替的岩心渗透率的计算过程为：

根据恒速恒压泵的流速关系，以及质量测量仪的质量变化量与时间的关系：

得到两相的质量m_o和m_w，然后根据两相的质量，

式中:ν_o，ν_w-分别为o、w两相在稳定时间t内分别驱替出来的体积，单位：mL；m_o，m_w-分别为o、w两相在稳定时间t内分别驱替出来的质量，单位：g；ρ_o，ρ_w--分别为o、w两相的密度，单位：g/mL；μ_o，μ_w--分别为o、w两相在稳定时间t内分别驱替时的粘度，单位：mPa.s；a-恒速恒压泵的流速，单位：mL/min；b-稳定时间t内驱替流体的总质量，单位：g；α_o，α_w--分别为o、w两相在稳定时间t内质量随时间变化的斜率，单位：g/min；t-岩心驱替的稳定时间，min；L-岩心长度，单位：cm；ΔP-通过岩心前后的压差，单位：Mpa。

进一步地，对于步骤S1，它还包括驱替装置试验系统的预装步骤：将标准待测岩心放入岩心夹持器中，同时检查驱替装置的各个设备是否正常，仪器是否损坏；检查无误后，将岩心夹持器、恒速恒压泵、围压泵以及质量测量仪用传输线连接起来，然后分别将相应的自动控制数据采集装置连接到计算机系统上。

进一步地，对于步骤S1，它还包括驱替试验的初始参数设置步骤：包括驱替压力、围压和流速、流体和岩心的物理数据的初始化设置，使岩心在一定流速和驱替压力下进行驱替。