[发明专利]用于测试不同孔喉尺寸范围内流体驱替效率的装置及方法

说明书

本发明公开了一种用于测试不同孔喉尺寸范围内流体驱替效率的装置及方法，装置包括流体驱替系统、流体测量系统、流量计量系统和压力管线；流体驱替系统包括高压注入泵和储存重水的中间水容器，流体测量系统包括岩心夹持器、核磁共振分析仪和手动围压泵，岩心夹持器位于核磁共振分析仪内部，流体计量系统由透明玻璃管和量筒组成。本发明装置对外界条件的变化并不敏感，不用将样品取出后再进行核磁共振测试，实验测试的准确性较高，从而可为为油气藏开发提供技术支撑与理论指导。本发明方法操作简便，采用核磁共振在线驱替方法，精度高，信号干扰低，可以准确测得流体驱替效率，并得到T₂谱扫描和核磁共振成像结果，提高实验结果的准确性。

技术领域

本发明涉及流体力学技术领域，具体涉及用于测试不同孔喉尺寸范围内流体驱替效率的装置及方法。

背景技术

近年来，多种可视化技术(如磁共振成像和三维CT图像)与理想均质多孔介质实验(如玻璃微珠和微流控单元实验)相结合，提供了侵入流体的可视化动力学行为。然而，在致密砂岩储层中，强烈的非均质性和较小的孔喉尺寸使侵入流体的动力学行为和非混相驱替过程复杂化。由于驱替稳定性差，非均质孔隙系统的驱替效率低于均质孔隙系统。此外，孔隙通道的表面化学会影响固体和流体分子之间的亲和力，这使得理想模型不适用于研究致密砂岩中不混溶流体的侵入机制。

针对上述问题，核磁共振技术由于其属于一种无损研究手段，并能够准确揭示孔隙中的流体赋存关系，近年来在石油工业中重要性逐年提升。核磁测孔径是以水分子(含氢核)为探针进行测试的，最小可测到纳米级别的孔喉，只是当水分子所处的孔径过小时，由于弛豫过快核磁信号会有稍有损失。目前流体驱替实验的核磁共振测试方式主要为离线测试，即实验结束后，将岩心从夹持器中取出，然后再进行核磁共振扫描。由于核磁共振设备对外界环境的变化十分敏感，将样品取出后再进行核磁共振测试容易造成较大的实验误差，从而影响测试结果的准确性。目前国内外学者已开发了一些在线核磁共振测量实验装置，但是由于结构复杂、操作困难及存在核磁信号干扰等缺点并没有被广泛应用。因此，有必要设计并开发出一种操作简便、信号干扰低且测试结果准确的核磁共振测试装置及方法。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种用于测试不同孔喉尺寸范围内流体驱替效率的装置及方法，能获得不同条件下不同孔喉尺寸范围内流体的驱替效率及核磁T₂谱的变化情况，装置操作方便、精确度高、能用于计算不同孔喉尺寸范围内流体驱替效率，解决了上述背景技术中提到的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种用于测试不同孔喉尺寸范围内流体驱替效率的装置，所述装置包括流体驱替系统、流体测量系统、流量计量系统和用于起到连接作用的压力管线；所述流体驱替系统包括高压注入泵和储存重水的中间水容器，所述流体测量系统包括岩心夹持器、核磁共振分析仪和手动围压泵，所述岩心夹持器通过压力管线与核磁共振分析仪1相连接，所述流体计量系统由透明玻璃管和量筒组成。

优选的，所述的中间水容器一端与高压注入泵连接，另一端与岩心夹持器侧端的连通螺纹连接。

优选的，所述的岩心夹持器由两端带有金属釜盖的空心橡胶桶组成，岩心夹持器内还设置有橡胶圈，橡胶圈使流体只能沿着孔喉流动到端面而不能渗流到岩样的侧表面，橡胶圈加热后能使岩样完全密封，岩心夹持器的外表面设置有金属外壳，金属外壳固定连接的有固定支撑装置，固定支撑装置使岩心夹持器的位置保持固定，避免岩心夹持器产生晃动。

优选的，所述的岩心夹持器另一端连接有手动围压泵，手动围压泵用于给岩心两端施加恒定的压力。

优选的，所述的中间水容器和岩心夹持器之间还设置有单流阀门和压力表；所述的单流阀门用于控制流体的流量与速率，所述的压力表用于获取岩心两端及水驱油的压力情况。

优选的，所述的量筒用于直接读取排出的油量，量筒的刻度值精确到1ml。