[发明专利]一种测定岩心束缚水饱和度的装置及方法

说明书

本发明公开了一种测定岩心束缚水饱和度的装置及方法。该装置主要由氮气源、氮气增湿器、岩心夹持器、保温箱、油水驱替泵、围压泵、回压控制泵、气体计量计和液体计量计组成。所述氮气增湿器中设计了多个氮气接触圈和氮气挡板，可使氮气与水充分接触混合。所述岩心夹持器置于保温箱中，保温箱中搅拌叶的存在可使箱内温度更加均匀。所述氮气源和油水驱替泵分别通过氮气增湿器和控制阀连接岩心夹持器入口端；所述围压泵通过围压控制阀连接岩心夹持器，给岩心施加围压；岩心夹持器出口端连接回压控制泵、气体计量计和液体计量计。本发明设计的测定装置结构合理，操作简便，能有效减少测定误差，利用该装置可准确测定油藏和气藏岩心的束缚水饱和度。

技术领域

本发明涉及一种岩心饱和度测定的装置及方法，特别涉及一种适用于石油天然气及地质行业测定岩心束缚水饱和度的实验装置及方法。

背景技术

从油气运移角度考虑，当油气从生油层运移到砂岩储层时，由于油、水、气对岩石的润湿性差异和毛细管力的作用，运移的油气不可能把岩石孔隙中的水完全驱替出去，会有一定量的水残存在岩石孔隙中。这些水多数分布和残存在岩石颗粒接触处角耦合微细孔隙中或吸附在岩石骨架颗粒表面。由于特殊的分布和存在状态，这一部分水几乎是不流动的，因而被称为不可动水。又由于这部分水的存在与分布明显受固体性质影响，所以也称为束缚水或残余水，相应的饱和度称为束缚水饱和度。

储层的束缚水饱和度的大小是油藏测井分析和开采过程的物性参数之一，可用于评价油藏的油水层和油藏开发过程气井产出水的类型；也可用于地层中油水两相的渗流特征分析、产能分析、生产动态分析、数值模拟、生产系统分析、采气工艺设计和地面工程设计。

常规的束缚水饱和度测定装置缺少气源增湿装置，导致气源在驱替岩心过程中会吸附少量的水分，导致测定结果偏差。本装置设计有氮气增湿装置，并在混合罐中设计多个接触圈和氮气挡板，可使氮气与水充分接触混合，减少测量误差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种岩心束缚水饱和度的测定装置，该装置结构合理，操作简便，经过简单培训就可以上手，可准确测定储层多孔介质中束缚水饱和度的大小。本发明的另一个目的在于提供利用上述装置测定储层岩心中的束缚水饱和度的方法。

为达到以上目的，本发明提供以下技术方案。

一种储层岩心中束缚水饱和度的测定装置，主要由氮气泵、氮气增湿器、岩心夹持器、保温箱、油水驱替泵、围压泵、回压控制泵、气体计量计、液体计量计组成。能够满足不同温度压力范围内储层岩心中束缚水饱和度的准确测定。该实验测试系统所需的数据采集及处理系统也可由高精度的温度传感器、压力传感器以及连有数据采集卡的计算机组成，以进一步提高测定精度。所述岩心夹持器置于保温箱中，所述氮气泵通过氮气增湿器连接岩心夹持器入口端，氮气增湿器与岩心夹持器入口端之间有压力表和氮气控制阀，所述油水驱替泵也通过控制阀连接岩心夹持器入口端；所述围压泵通过围压泵控制阀连接岩心夹持器，给岩心施加围压；岩心夹持器出口端通过控制阀连接回压控制泵，又分别连接气体计量计和液体计量计。

利用上述装置测定岩心束缚水饱和度的方法，依次包括以下步骤：

①用岩心孔隙度和渗透率测量装置对干燥的岩心测定其孔隙度和渗透率；

②对测定了孔隙度和渗透率的干燥岩心抽真空并称重；

③对饱和地层水后的岩心用精密天平称重；

④称重后的岩心重量，减去抽真空的岩心重量，确定饱和的地层水的重量；

⑤把饱和地层水的岩心装入岩心夹持器，再把岩心夹持器放入保温箱中；

⑥将保温箱升温到测试所需温度，同时用围压泵对岩心夹持器加围压至高于测试的最大压力2MPa-3MPa左右，根据测试的最小驱替压力设置回压泵的回压；