[发明专利]岩石性能的评价装置

说明书

技术领域

本发明涉及油气开采技术领域，特别涉及一种岩石性能的评价装置。

背景技术

了解地下岩石在不同条件下的性能，如热物性、岩石力学、水理等，对于指导钻井、布井、设计开发策略等油气生产具有重要意义。

传统地应力敏感性测试主要关注岩石在地层温度下（<150度）的力学性能，通过经典三轴压缩实验获得应力-应变曲线、弹性模量、泊松比、破裂夹角、滑移摩擦系数、内聚力、内摩擦角等参数。

随着非常规油气资源的重要性日益突出，研究开发稠油等常规方式无法动用的资源的新技术也成为新的热点。目前最有效的稠油开发技术是注入热流体或者油层原位燃烧产生热流体，从而降低稠油黏度达到采收目的。蒸汽吞吐、蒸汽驱、蒸汽辅助重力泄油、火烧油层等是目前主流的热力开采稠油技术。随着进一步提高热采技术的采收率需求的增长，以及维持盖层完整性等安全方面的考虑，理解高温高压条件下的岩石性能变得很紧迫。

然而，传统的岩石力学实验装置主要针对地层温度环境而设计，一般测试条件在150度以下，很少能做到150度，通过外部的液压装置提供轴向、径向载荷以及孔渗压力，通过测力传感器和位移传感器获得岩石的应力、应变数据。但是，在热力采油等非常规油气开采过程中，常常涉及到注入蒸汽、火烧等物理过程，温度在200度以上，但低于1000度（深部地球物理的研究领域），传统的岩石力学实验装置无法适应这种高温的严苛条件，因此，存在以下缺陷：传感器耐受不了高温，传感器自身的热膨胀会引入系统误差，无法准确测量岩石的变形，使得应变测量困难。

此外，研究地球物理的设备则针对400度以上存在岩性和相态变化的极高温度，也不适用于研究热采过程。

发明内容

本发明实施例提供了一种岩石性能的评价装置，解决了现有技术中在高温条件下岩石应变测量困难的技术问题。

本发明实施例提供了一种岩石性能的评价装置，该装置包括：压力室，所述压力室为封闭的腔体，位于X射线电子计算机断层扫描（Computed Tomography，CT）设备的扫描范围内，用于为岩心试样提供预设测试温度和预设测试压力，所述预设测试温度高于第一阈值，所述预设测试压力高于第二阈值；所述CT设备，用于扫描所述岩心试样，获得不同时刻所述岩心试样内部结构的图像信息，并根据所述图像信息分析获得所述岩心试样的应变曲线。

在一个实施例中，所述CT设备包括：CT发射板和CT接收板，所述CT发射板和所述CT接收板对称地布置在所述压力室的两侧，扫描时所述CT发射板和所述CT接收板同时绕所述压力室旋转；CT发射板用于向所述压力室发射X射线；CT接收板，用于接收透过所述压力室的X射线；计算机，与所述CT接收板连接，用于将所述CT接收板接收的X射线转换成所述岩心试样内部结构的图像信息，并根据所述图像信息分析获得所述岩心试样的应变曲线。

在一个实施例中，所述图像信息包括所述岩心试样的轴向长度、径向长度、体积和微裂隙其中之一或任意组合。

在一个实施例中，所述压力室为圆筒状、竖直放置在CT设备的扫描范围内，所述压力室包括：上压头；下压头；筒体，在所述上压头和所述下压头之间、与所述上压头和所述下压头连接形成圆筒状的所述压力室；热缩套管，位于所述筒体内侧，用于密封所述岩心试样。

在一个实施例中，所述筒体的材质是聚醚醚酮树脂，所述热缩套管的材质是铁氟龙胶。

在一个实施例中，还包括：在所述筒体和所述热缩套管之间填充有矿物油。

在一个实施例中，还包括：导力杆，所述导力杆的一端穿过所述上压头与所述岩心试样接触；测力传感器，与导力杆另一端连接，用于测量所述岩心试样的应力变化。

在一个实施例中，所述导力杆与所述上压头之间通过石墨环密封。

在一个实施例中，还包括：承压结构，沿所述压力室的轴向、固定在所述压力室外侧，用于承受所述压力室的轴向载荷。

在一个实施例中，所述承压结构包括：至少两根拉杆，每根拉杆的轴向和所述压力室的轴向同向。

在一个实施例中，还包括：控温设备，与所述压力室连接，用于控制所述压力室的温度为所述预设测试温度。

在一个实施例中，所述控温设备包括：加热装置，用于对所述压力室加热；冷却装置，用于对所述压力室降温；温控仪，与所述加热装置和所述冷却装置连接，用于根据所述压力室当前的温度，控制所述加热装置对所述压力室加热或者控制所述冷却装置对所述压力室降温。