[发明专利]真三维各向异性渗透率张量测试装置及其测试方法

说明书

本申请涉及油气田开发领域，公开了一种真三维各向异性渗透率张量测试装置及其测试方法，包括：方形岩心夹持器，用于固定待测立方岩心并使用流体对待测立方岩心进行三个不同方向的一维恒速驱替，测量注采压力及封闭边界面中心压力；围压泵，用于对方形岩心夹持器进行加压；驱替泵，用于将流体加入至方形岩心夹持器；处理器，用于根据注采压力及封闭边界面中心压力得到被动压差比，并将被动压差比代入预先建立的三维全张量渗透率智能图版，拟合计算得到待测立方岩心的真实三维渗透张量率。这样通过方形岩心夹持器、围压泵、驱替泵和处理器的相互作用，可以得到准确的岩心三维渗透率张量，操作简单，可靠性强，适用性高。

技术领域

本发明涉及油气田开发领域，特别是涉及一种真三维各向异性渗透率张量测试装置及其测试方法。

背景技术

由于岩石在沉积压实的过程中颗粒的排列有方向性，长轴主要平行于水流方向，因此岩石会呈现出各向异性，而渗透率各向异性对油气田开发效果有非常显著的影响。地层渗透率的测定是油气田开发的基础，而实验室岩心测试分析是各种渗透率测定方法中最直接、最可靠的方法。

早在20世纪30年代以前，人们对油藏渗透率的各向异性就已有所认识，但只限于垂直方向渗透率跟水平方向渗透率的不同。从40年代起，随着油田注水开发方法的使用，人们发现同一地层平面内渗透率的各向异性同样普遍存在，并且对油田注水开发效果有着明显的影响。由于各向异性油藏渗透率的复杂性，其测试方法一直是人们所探寻的课题。目前对二维各向异性渗透率的研究较多，这类方法相当于已知一个主方向，而事实上多数地层的层理构造复杂，无法直接判断层理方向，因此完整的渗透率张量测试应该是三维张量测试。

1995年D.L.Woerdeman等人提出了通过测量岩心6个不同方向等效渗透率反演岩心渗透率张量的计算方法，但对于立方体岩心除了3个轴线方向外对其他方向的驱替是不现实的。其后众多研究者试图在全直径岩心中取不同方向上的柱塞样，分别测量其渗透率，再通过特殊的数学处理获得岩心的各向异性渗透率参数，但这些方法的可靠性和实用性都不够理想。2000年Mahmoud.Asadi等人提出了通过反复切削岩心，改变岩心方位直至岩心出口端面流量分布均匀即确定岩心的一个主方向及其渗透率主值，理论上该方法确实可以准确找到岩心的三维渗透率张量，但是操作过于复杂，难以实际应用。

因此，如何准确测试出岩心的三维渗透率张量，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种真三维各向异性渗透率张量测试装置及其测试方法，可以准确测试出岩心的三维渗透率张量，操作简单，可靠性强，适用性高。其具体方案如下：

一种真三维各向异性渗透率张量测试装置，包括：

方形岩心夹持器，用于固定待测立方岩心并使用流体对所述待测立方岩心进行三个不同方向的一维恒速驱替，测量注采压力及封闭边界面中心压力；

围压泵，用于对所述方形岩心夹持器进行加压；

驱替泵，用于将所述流体加入至所述方形岩心夹持器；

处理器，用于根据注采压力及封闭边界面中心压力得到被动压差比，并将所述被动压差比代入预先建立的三维全张量渗透率智能图版，拟合计算得到所述待测立方岩心的真实三维渗透张量率。

优选地，在本发明实施例提供的上述真三维各向异性渗透率张量测试装置中，所述方形岩心夹持器包括：

夹持器壳体；

位于所述夹持器壳体内部用于装入所述待测立方岩心的方形密封橡皮套筒；

位于所述夹持器壳体两侧用于将所述待测立方岩心定位并固定的夹持器堵头；

用于顶住所述方形密封橡皮套筒，以实现所述方形密封橡皮套筒与所述夹持器壳体在两端的密封的夹持器端头；