多參數高溫高壓大直徑巖心夾持器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及地質勘探開發中對巖心材料分析裝置領域，適用于模擬儲層條件下大直徑巖心的各項物性參數測量和開展大直徑巖心實驗分析研究。
【背景技術】
[0002]隨著油氣勘探的深入和勘探技術的進步，非均質性儲層已成為油氣勘探的目的層位，其儲層具有巖性、物性、孔隙結構復雜，強烈的非均質性等特點。對這些非均質性儲層而言，標準巖樣(直徑2.5cm)的實驗結果代表性變差，而大直徑巖心實驗能更有效地反映非均質性儲層的地球物理性質。
[0003]作為儲層條件下的巖心分析研究基礎設備一巖心夾持器，主要由筒體、膠筒、封堵頭和測量電極組成，其封堵頭和筒體內徑小，只能滿足標準巖樣(直徑2.5cm)的巖心使用，針對大直徑巖心(直徑9cm)分析研究就無能為力；并且這類夾持器僅局限于測量常溫常壓下巖心電阻率，存在測量參數單一，測試條件有限等缺點，在為非均質地層評價提供參數方面存在一定的局限性。因此，為給非均質性儲層提供更多，更精確的巖石物理參數，有必要研制一種能夠模擬儲層溫度壓力的大直徑巖心夾持器，從而進一步開展大直徑巖心實驗分析研究。
【發明內容】
[0004]本發明目的是針對現有技術存在的缺點，提供一種能模擬地層巖石所處的溫度壓力狀態，實現儲層條件下大直徑巖心各項物性參數測量，進一步開展大直徑巖心實驗分析研究的高溫高壓大直徑巖心夾持器。
[0005]其技術方案是:
高溫高壓大直徑巖心夾持器，包括筒體、膠筒、封堵頭和測量電極，膠筒置入筒體內，其特征是:所述的封堵頭為筒狀結構，其內徑不小于膠筒的內徑，封堵頭與筒體兩端連接后形成筒體與膠筒之間的密閉環形空間和膠筒內的巖心室，兩個封堵頭內均設有中空的調節塊，兩個測量電極分別置于調節塊與巖心室上下端之間，兩個測量電極的上端都設有內置聲波探頭，上下測量電極與上下堵頭具有同一軸向的通孔，上封堵頭通過閥門連接氣源或液源，下封堵頭通過閥門連接計量裝置，在筒體上設有連通于密閉環形空間和外部的加壓接口，在筒體的外部設有加熱保溫裝置。
[0006]上述方案還包括:
所述的加熱保溫裝置是在筒體外部盤繞加熱絲后，外部包裹有保溫層和外殼。
[0007]所述的加熱保溫裝置還包括溫度控制器；在下方的測量電極與巖心室結合部設有半滲隔板。
[0008]本發明由于采用了上述技術方案，因而具有一下特點:
測量電極采用耐高溫高壓材料，由鋼塊、內置聲波探頭和絕緣塊組成，并且與上下堵頭軸向相通。可依次進行巖心電阻率和聲波速度的測量。內置聲波探頭端面均勻分布信號接觸點，降低了橫波信號對相位的要求。
[0009]由上下堵頭、夾持器筒體和橡膠套組成的加壓部分，由于上下堵頭和筒體采用耐壓不銹鋼材料，橡膠套使用高強度耐高溫絕緣材料，能耐壓力70MPa。利用高壓恒速泵通過壓力接口對巖心室加壓，模擬地層壓力并實現對巖石樣品的密封。
[0010]由不銹鋼外殼、隔熱棉和電熱絲組成的加熱部分，外接溫度控制器對巖心室加溫。
[0011]由上下堵頭和測量電極組成驅替部分進行驅替，上端與氣源或液源連接，下段接計量裝置，能實現氣驅、多相流驅和半滲隔板法驅替三種驅替方式。
[0012]本發明具有耐高壓耐高溫效果好，無污染，設計簡單，操作方便，多參數同時測量，測試結果穩定準確等特點，能夠實現最高溫度150°C，最大壓力70Mpa下的滲透率，聲波，地層因素，氣驅法或半滲隔板法測飽和度指數以及多相流驅替等各項巖石物理參數的實驗分析測量。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發明一種實施例的結構剖面示意圖。
【具體實施方式】
[0014]參照附圖1，本實施例的高溫高壓大直徑巖心夾持器，包括上堵頭1、下堵頭2，筒體3、巖心室4、加壓接口 5、外殼6、出口 7、進口 8、測量電極9、橡膠套10、加熱接口 11、半滲隔板12、電阻絲13,隔熱棉14和通孔15。測試巖心為直徑9cm,長度1cm?20cm,端面平滑的規則圓柱形巖心。
[0015]其中上堵頭1、下堵頭2與筒體3通過螺栓連接固定后，由其內部的錐形環對橡膠套10兩端密封，在筒體3和橡膠套10之間形成密閉的環形空間；與此同時在橡膠套10內形成巖心室。上下堵頭和筒體采用耐壓不銹鋼材料，橡膠套使用高強度耐高溫絕緣材料，能耐壓力50MPa。利用高壓恒速泵通過設在筒體上的壓力接口對巖心室外部加壓，模擬地層壓力并實現對巖石樣品的密封。
[0016]在筒體外部設置由不銹鋼外殼6、隔熱棉14和電熱絲13組成的加熱保溫裝置，通過加熱接口 11外接溫度控制器對巖心室加溫和保溫。
[0017]兩個測量電極9的上端都設有內置聲波探頭。在下方的測量電極與巖心室結合部設有半滲隔板12。上下測量電極與上下堵頭具有同一軸向的通孔，上封堵頭通過閥門連接氣源或液源，下封堵頭通過閥門連接計量裝置。通過上堵頭1、下堵頭2和測量電極9中心通孔15進行驅替，能實現氣驅、多相流驅和半滲隔板法驅替三種驅替方式。
【主權項】
1.多參數高溫高壓大直徑巖心夾持器，包括筒體、膠筒、封堵頭和測量電極，膠筒置入筒體內，其特征是:所述的封堵頭為筒狀結構，其內徑不小于膠筒的內徑，封堵頭與筒體兩端連接后形成筒體與膠筒之間的密閉環形空間和膠筒內的巖心室，兩個封堵頭內均設有中空的調節塊，兩個測量電極分別置于調節塊與巖心室上下端之間，兩個測量電極的上端都設有內置聲波探頭，上下測量電極與上下堵頭具有同一軸向的通孔，上封堵頭通過閥門連接氣源或液源，下封堵頭通過閥門連接計量裝置，在筒體上設有連通于密閉環形空間和外部的加壓接口，在筒體的外部設有加熱保溫裝置。2.根據權利要求1所述的多參數高溫高壓大直徑巖心夾持器，其特征是:所述的加熱保溫裝置是在筒體外部盤繞加熱絲后，外部包裹有保溫層和外殼。3.根據權利要求1或2所述的多參數高溫高壓大直徑巖心夾持器，其特征是:所述的加熱保溫裝置還包括溫度控制器；在下方的測量電極與巖心室結合部設有半滲隔板。
【專利摘要】本發明提供一種能夠在高溫高壓條件下實現多參數測量的大直徑巖心夾持器，該巖心夾持器包括由筒體、膠筒和上下堵頭組成的環形空間和巖心室，配合測量電極，加熱、加壓裝置，可外接測量設備、溫度控制器及高壓恒速泵。本發明具有耐高壓耐高溫效果好，無污染，設計簡單，操作方便，多參數同時測量，測試結果穩定準確等特點，能夠實現最高溫度150℃，最大壓力70Mpa下的滲透率，聲波，地層因素，氣驅法或半滲隔板法測飽和度指數以及多相流驅替等各項巖石物理參數的實驗分析測量。
【IPC分類】G01N33/24
【公開號】CN104914229
【申請號】CN201410089685
【發明人】張晉言, 毛克宇, 劉兵開, 趙昕, 馬志娟, 于寧寧, 吳健, 甘露, 王文麗, 于慧卿
【申請人】中國石油化工集團公司, 中石化勝利石油工程有限公司測井公司
【公開日】2015年9月16日
【申請日】2014年3月11日