[发明专利]使用三轴压力离心机设备测试石油物理性质

说明书

一种用于测试样品的性质的系统，所述系统包括测试单元。该测试单元包括单元外壳，该单元外壳具有第一端件、第二端件、以及在第一端件与第二端件之间延伸的至少一个壁。单元外壳限定包围单元的内部区域的压力边界。测试单元还包括设置在压力边界内的样品腔室、第一贮存器和第二贮存器。样品腔室限定内部区域。第一贮存器以流体连通的方式连接到样品腔室的内部区域。第二贮存器以流体连通的方式连接到样品腔室的内部区域。测试腔室还具有活塞组件，该活塞组件具有活塞流体腔室和活塞，该活塞具有延伸到活塞流体腔室中的杆。活塞部分地限定样品腔室。

相关申请的交叉引用

本申请要求2019年4月24日提交的美国专利申请第16/393,016号的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及用于使用三轴压力离心机系统测试石油物理性质的系统和方法。

背景技术

三轴测试可以用于测量地下地层的机械性质。例如，在三轴剪切测试中，应力被施加到来自地下地层的样品，且沿着一个轴线的应力不同于垂直方向上的应力。在测试设备中施加不同的压缩应力导致在样品中产生剪切应力，且载荷增加并监测挠曲直到样品失效。在测试期间可以测量流体(例如，水或油)的孔隙压力和样品中的其他性质。

发明内容

本说明书中描述的系统和方法能够在一个单独的系统上执行各种测试，以测量和感测岩石物理、流体相行为、地层损害，并且增强估计储层容量和烃开采所需的采油数据。该系统可以测量电气性质以校准电测井、流体饱和度和阿尔奇参数，施加1000磅/平方英寸(psi)以上的毛细管压力，以执行流体润湿性测试，测量用于动态机械性质的声速，执行用于饱和度分布的x射线，执行储层流体可压缩性，以及确定流体性质(静态、动态、物理和组成)的变化。相同的系统能够在应用现场观察到的三轴条件的同时执行这些测量和测试。

用于测试样品的性质的一些系统包括：测试单元，所述测试单元包括：单元外壳，所述单元外壳包括第一端件、第二端件、以及在所述第一端件与所述第二端件之间延伸的至少一个壁，所述单元外壳限定包围所述单元的内部区域的压力边界；设置在所述压力边界内的样品腔室，所述样品腔室限定内部区域；第一贮存器，所述第一贮存器设置在所述压力边界内，所述第一贮存器以流体连通的方式连接到所述样品腔室的所述内部区域；第二贮存器，所述第二贮存器设置在所述压力边界内，所述第二储存器以流体连通的方式连接到所述样品腔室的所述内部区域；以及活塞组件，所述活塞组件包括活塞流体腔室和活塞，所述活塞具有延伸到活塞流体腔室中的杆，所述活塞部分地限定样品腔室。

用于测试样品的性质的一些系统包括：测试单元，所述测试单元包括：单元外壳，所述单元外壳限定包围所述单元的内部区域的压力边界；设置在所述压力边界内的样品腔室，所述样品腔室限定内部区域；第一贮存器，所述第一贮存器设置在所述压力边界内，所述第一贮存器以流体连通的方式连接到所述样品腔室的所述内部区域；以及活塞组件，所述活塞组件包括活塞流体腔室和活塞，所述活塞具有延伸到活塞流体腔室中的杆，所述活塞部分地限定样品腔室。

这些系统的实施例可以包括以下特征中的一个或更多个。

在一些实施例中，系统还包括包围样品腔室的护套，该护套由电绝缘材料制成。在一些情况下，系统还包括电探头，所述电探头设置在护套与样品腔室之间或被结合在样品腔室中。

在一些实施例中，第一贮存器的至少一个壁和第二贮存器的至少一个壁具有中性润湿性。

在一些实施例中，第一贮存器和第二贮存器由具有低X射线干扰的材料制成。

在一些实施例中，活塞由具有低X射线干扰的材料制成。

在一些实施例中，压力边界是第一压力边界，第一贮存器限定第二压力边界，并且第二贮存器限定第三压力边界。