[发明专利]基于顶部注气的CT扫描多角度可旋转岩心夹持器

说明书

技术领域

本发明涉及一种模拟油田合注开采试验装置，具体涉及一种基于顶部注气的CT扫描多角度可旋转岩心夹持器。

背景技术

CT技术发展很快，已作为岩心分析中常规的测试技术，广泛应用于岩心描述、岩心的非均质性测定、岩心样品处理程序确定、裂缝定量分析、在线饱和度的测量、流动实验研究等方面。通过对岩石物性进行定量和图象分析，直观表征岩石的孔隙结构、非均质性、剩余油分布；对驱替过程进行可视化研究，深刻了解采油机理、监测流体分散与窜流特性、认识聚合物驱对提高波及面积影响，揭示地层伤害机理等。利用CT技术可以得到岩心内部流体的饱和度沿程分布信息，利用CT技术更可直观的得到每个层内的流体饱和度分布信息，并可进一步研究由于重力作用引起的窜流现象。

注水开发进入高含水阶段后，仍有大量的剩余油无法采出来。采用现有的提高采收率方法往往存在适用性差，提高采收率幅度有限，成本偏高等问题。在国外，顶部垂直注气已发展成为一种低成本、高效的采油技术，在现场实际应用中通常采取顶部直井注气底部水平井采油的模式开采，开采效果十分理想。掌握顶部垂直注气技术提高采收率机理是该技术推广应用及优化设计的基础。同时，在实际应用环节，对该技术提高采收率机理的深入认识也有助于我国东部老油区利用该技术调整开发措施、改善开发效果具有一定的指导意义。

目前关于顶部垂直注气的研究，多采用全直径岩心大型物模或填砂管模型进行实验研究，分析问题的着眼点主要是通过监测实验全过程的压力及产状研究注入速度对最终效果的影响，很少有实验从油、水、气三者的分布、运移以及各种因素对其影响的角度来研究该技术的机理，关于这方面的实验设计思路也很少。

本发明基于现有的CT扫描监测流体饱和度技术，通过设计专用夹持器实现监测顶部注气实验中油、气、水三者的分布、运移。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于顶部注气的CT扫描多角度可旋转岩心夹持器，用于CT扫描非均质模型试验系统，该系统可垂直注气实验进行水平扫描，实现利用CT扫描技术分析实验中油、水、气三者分布运移规律及多种因素对其的影响，从较微观的角度剖析顶部垂直注气技术提高采收率机理。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种基于顶部注气的CT扫描多角度可旋转岩心夹持器，包括聚醚醚酮树脂外壳8，橡胶筒9，岩心上顶头10，岩心下顶头6，岩心模型7，进液口11，出液口5、底座2、下端支架3、上端支架4和垂直支架12；下端支架3和上端支架4将聚醚醚酮树脂外壳8与底座相连，其中，所述外壳的一端与下端支架相连接，并能绕着下端支架3旋转，所述外壳能转动至水平状态，且所述外壳的另一端能支撑在所述上端支架4上，垂直支架12的一端能旋转并与所述底座相连接，另一端与聚醚醚酮树脂外壳8通过可拆卸方式固定连接，其能够将聚醚醚酮树脂外壳8调节到水平和垂直之间的任意方向并且固定。

在本发明的一个优选实施方式中，所述的岩心夹持器在聚醚醚酮树脂外壳8上设有重垂线配合量角器，用于对岩心夹持器的倾斜角度进行测量。

在本发明的另一个优选实施方式中，该岩心下顶头上设置多个出液口，岩心出液口连通岩心容室与计量系统，每个出液口分别对准一层岩心模型。

如上所述的基于顶部注气的CT扫描多角度可旋转岩心夹持器，其中，该橡胶筒9外部优选为立方形，内部具有立方体空腔以容纳立方体岩心，其两端具有圆形接口。

在本发明的另一个优选实施方式中，所述的下端支架通过转轴与聚醚醚酮树脂外壳8相连接，该转轴距离底座2的距离小于夹持器长度的1/2，优选小于1/3。

本发明的有益效果在于，第一，CT扫描过程中金属材料对X射线的吸收很强，这将导致射线很难穿透岩心，从而造成严重的测量误差，本设计采用peek材料制作夹持器简体，很好地降低了这方面的影响。现有的垂直注气岩心CT扫描系统的夹持器过高，进入扫描区困难；另一方面，扫描切片厚度增加，产生射线硬化会引起很大的测量误差。旋转系统的引入很好地克服了实验过程中CT扫描的诸多不便，同时，旋转系统的引入也能用研究储层倾角的影响，最大限度匹配现有CT扫描仪开展顶部垂直注气实验。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中，

图1为本发明的基于顶部注气的CT扫描多角度可旋转岩心夹持器在扫描进样时的结构示意图；

图2为本发明的岩心夹持器在驱替实验时的结构示意图；

图3为岩心夹持器的结构示意图；