[发明专利]基于液面恒定法的压汞曲线测定系统及测定方法

说明书

技术领域

本发明涉及基于液面恒定法的压汞曲线测定系统及测定方法。

背景技术

岩石内的孔隙是地层流体储集和流动的空间，孔隙结构特征对储层的渗流特征有直接影响，是油层物理学中重要的研究内容，也是油田开发的必备资料。储油岩石的孔隙系统由无数大小不等的孔隙组成，其间被一个或数个喉道所连结，构成复杂的孔隙网络。对于一定流体，一定半径的孔隙喉道具有一定的毛管压力。在驱替过程中，只有当外加压力（非润湿相压力）等于或者超过喉道的毛管压力时，非润湿相才能通过喉道进入孔隙，将润湿相从其中排出。此时，外加压力就相当于喉道的毛细管力。在排驱过程中起控制作用的是喉道的大小，而不是孔隙。一旦排驱压力克服喉道的毛细管压力，非润湿相即可进入孔隙。

目前一般采用压汞法测定毛管力曲线（压汞曲线），描述岩石多孔介质的孔隙吼道大小分布，压汞曲线包括进汞曲线和退汞曲线，其横坐标和纵坐标分别表示汞饱和度和对应的压力值。由于汞对一般固体不润湿，使汞进入孔隙需施加外压，外压越大，汞能进入的孔半径越小。测量不同外压下进入孔中汞的量即可得到相应孔隙大小的孔隙体积，进而绘制出压汞毛管压力曲线。由于汞的表面张力和润湿接触角比较恒定，一般使用注入型的压汞法（恒压法和恒速法）毛管压力曲线换算孔隙大小及分布。普通恒压法与恒速法的最高压汞压力较低（最高仅10MPa多），只可以分析到直径0.1μm级别的孔隙。这对于致密砂岩等非常规储层远远不够，因此后期又发展了高压压汞，最高压力可达200MPa，可分析至0.0064μm，但是目前高压压汞装置一般采用低压站和高压站分开测试，而且需要用膨胀计等手动设备放置样品、测量进汞体积，实验步骤繁琐复杂，设备制造费用昂贵。

发明内容

本发明的目的在于提供一种压汞曲线测定系统，以解决传统高压压汞曲线测定系统存在的系统结构复杂、操作步骤繁琐的技术问题；本发明的目的还在于提供一种压汞曲线测定方法；本发明的目的还在于提供一种退汞曲线测定方法。

为实现上述目的，本发明压汞曲线测定系统的技术方案是：压汞曲线测定系统包括用于容纳岩样的岩心室，还包括与岩心室连通并用以计量进、退汞体积的计量泵，还包括与岩心室连通并通过向岩心室内注入和抽出恒压介质以控制岩心室内压力的恒压泵，还包括用于检测岩心室内的压力值的压力检测器和检测岩心室内汞的液位的液位计，还包括分别与所述计量泵、恒压泵、液位计和压力检测器电连接的控制器。采用本发明的压汞曲线测定系统，采用液面恒定法进行压汞曲线的测定，只用一个岩心室即可完成高压压汞毛管力曲线的测定，利用计量泵在进、退汞的同时直接计量汞体积的变化量，利用恒压泵注入或抽出恒压介质的方法控制岩心室内压力，通过设置在岩心室上方的液位计检测汞的液位变化，通过压力检测器检测岩心室内压力，并通过控制器接收并记录压力检测器、液位计、计量泵的反馈信息，并经过逻辑分析后控制以上部件，使压汞曲线的测定能设备结构简单、操作方便，显著提高了工作效率。

进一步地，压汞曲线测定系统还包括与岩心室连通用于在向岩心室注汞前对岩心室抽真空的真空泵。真空泵由控制器控制，并通过管道与岩心室相连，可对岩心室、管道及岩样抽真空。

进一步地，所述压力检测器包括低压压力传感器和高压压力传感器，两压力传感器与岩心室连通的管道上分别设有控制阀，所述控制器通过控制所述控制阀分别控制高压、低压压力传感器启闭。只是用一个压力传感器的话，不能在低压范围内有很好的精度保证，通过采用高压传感器和低压传感器的组合，可使压汞曲线的测试变得更加简便，避免现有低压站和高压站分开测试方式的繁琐。

进一步地，压汞曲线测定系统还包括与所述岩心室的连通的废汞池。废汞池的设置可用来回收从岩心室抽出的废汞，避免汞直接洒出时污染环境，同时，也可将废汞集中用作他用。

进一步地，所述恒压介质为酒精。酒精不仅与汞不溶、不反应，同时其密度也比汞小，可作为优良的恒压介质。

本发明压汞曲线测定方法的技术方案是：压汞曲线测定方法包括进汞曲线测定方法，所述进汞曲线测定方法包括如下步骤：第一步，向装有岩样的真空岩心室内注入汞至设定液位；第二步，通过充入恒压介质提高岩心室内压力值且在维持该压力值的情况下通过计量泵向岩心室内注汞，直至汞的液位到达所述设定液位，多次重复该步骤，得到多组进汞体积与对应的进汞压力值。采用本发明的压汞曲线测定方法，只用一个岩心室即可完成高压压汞毛管力曲线的测定，利用计量泵在进、退汞的同时直接计量汞体积的变化量，利用恒压介质注入或抽出的方式控制岩心室内压力恒定，设备结构简单、操作方便，显著提高了工作效率。