[发明专利]一种高压脉冲注水激励砂岩微损伤检测实验装置及方法

说明书

本发明公开一种高压脉冲注水激励砂岩微损伤检测实验装置与方法，涉及石油与天然气工程高压脉冲注水实验技术领域，其装置包括驱替泵、气源装置、输水中间容器、输磁流体中间容器、损伤检测岩心管、计量装置、超声波探伤仪、磁场强度检测仪、数据处理装置、防护罩。本发明设计合理、使用操作简单，利用测量得到的声程、磁通量信号、气测孔隙度、气测渗透率、水驱渗透率变化，对高压连续脉冲注水和泄入性瞬时脉冲注水过程中砂岩微损伤进行非接触式检测表征，可得到不同砂岩物性参数和脉冲激励参数下的砂岩微损伤变化规律。

技术领域

本发明属于石油与天然气工程领域，涉及石油与天然气工程高压脉冲注水实验技术，特别是涉及一种高压脉冲注水激励砂岩微损伤检测实验装置及方法。

背景技术

低渗油藏已成为我国目前稳产上储的重要接替力量，提高该类储层的导流能力是后期实现增产增注的重要前提。除了必要的水力压裂措施以外，如何在开发过程中进一步维持近井带形成的复杂缝网，改善因地层能量(压力)降低而削弱的注入能力(表现为渗透率愈加低)，是实现低渗砂岩储层长期有效高导流能力注入、开采的重要问题。高压脉冲注水技术通过加大注水压力波动，往复性低频激励井周岩石发生周期性应变与疲劳损伤，激发低频波动诱导渗流，对于低渗油藏增产增注具有潜在优势。研究高压脉冲注水对低渗砂岩微损伤的影响，建立微损伤程度和渗流效果变化间的联系，是促进高压脉冲注水应用和优化工艺参数的必要基础研究。

然而，目前围绕岩石损伤的脉冲激励实验，主要针对方形岩心(水泥石)、煤、页岩，应用于储层改造和钻井破岩中，应用于岩土工程领域或储层改造中的岩石损伤检测，包括接触测量元件表面的声发射法以及价格昂贵的核磁共振、CT扫描等方法。因此，目前尚缺少应用于注水开发过程、高压脉冲激励、一定围压条件下的非接触式岩石微损伤检测实验装置，尤其是设计合理、使用操作简单、低成本、可实现高压连续脉冲注水与泄入性瞬时脉冲注水条件下的砂岩微损伤检测的实验装置及其有效的实验方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种工作性能可靠且模拟效果好、安装布设合理、可提供多种脉冲激励实验条件的高压脉冲注水激励砂岩微损伤检测实验装置及方法，以解决上述实验装置和技术中存在的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种高压脉冲注水激励砂岩微损伤检测实验装置，包括驱替泵、气源装置、输水中间容器、输磁流体中间容器、损伤检测岩心管、计量装置、超声波探伤仪、磁场强度检测仪和数据处理装置；

所述驱替泵用于形成高压脉冲流动，所述驱替泵和所述气源装置同时与所述输水中间容器通过管线连接，所述驱替泵、所述气源装置、所述输水中间容器和所述输磁流体中间容器均与所述损伤检测岩心管的注入端连接，所述损伤检测岩心管的末端通过回压阀与所述计量装置连接；

所述超声波探伤仪和所述磁场强度检测仪的探头与所述损伤检测岩心管表面的测点接触，分别用于测量声程和磁通量信号；所述超声波探伤仪和所述磁场强度检测仪均与所述数据处理装置信号连接。

可选的，所述驱替泵、所述气源装置、所述输水中间容器、所述输磁流体中间容器以及所述损伤检测岩心管并联于一多通阀，所述驱替泵、所述输水中间容器、所述输磁流体中间容器以及所述多通阀并联于所述回压阀。

可选的，还包括防护罩，所述输水中间容器、所述输磁流体中间容器和所述损伤检测岩心管均安装于所述防护罩内。

可选的，所述气源装置、所述输水中间容器以及所述多通阀上分别连接有压力计。

可选的，所述驱替泵为可形成高压脉冲流动的往复泵。

可选的，所述损伤检测岩心管包括岩心管腔体、端盖以及腔体内部的密封橡胶和人造岩心，所述岩心管腔体与所述端盖通过螺纹连接；所述损伤检测岩心管的注入端侧壁设置有多个用于与压力计连接的测压点，所述测压点内设置螺柱，所述密封橡胶设置于所述岩心管腔体的内壁，所述螺柱内部与所述密封橡胶紧密接触。