用于高温高压岩心测试的装置及高温高压岩心测试的方法

摘要

本发明提供了一种用于高温高压岩心测试的装置及高温高压岩心测试的方法，该装置包括：具有高温高压舱的样品仓以及位于所述高温高压舱内的用于固定在岩心样品上的应力应变片和用于包裹岩心样品和所述应力应变片的叶蜡石。该高温高压岩心测试的方法包括：S1、将应力应变片固定在岩心样品上；S2、用叶腊石将固定有应力应变片的岩心样品包裹住并放置在样品仓的高温高压舱内；S3、向所述高温高压舱内充注流体并进行加温；S4、对所述岩心样进行超声波采集。本发明能满足岩心在20‑300MPa压力和20‑350摄氏度温度下进行岩石超声波测试和应力应变测量。

说明书

技术领域

本发明属于岩石物理实验领域，具体涉及一种用于高温高压岩心测试的装置。

背景技术

众所周知，随着表层油气田的不断挖掘开采，浅层油气资源变得越来越少，人们开始把探索油气资源的目标瞄向了深层油气田。而要对深层油气田进行研究，就需要模拟地下深处的高温高压环境。通过检测含油岩石在不同压力和温度条件下物理特性的变化，可以对储油层的生成、变化和迁移等进行研究，其数据对油、气田的开发有着重要的指导意义。高温高压试验装置就是模拟这种环境的设备。

高温高压检测装置主体部分是一个密封的高压仓。在仓内，被测样品被加温、加压。然后通过内置的探头检测其在不同条件下物理特性的变化。因此通过该装置可以测出样品的各个阶段表现出的有别于常温低压环境下的特性。在石油勘探研究部门，要想真正认识油、气地层的岩石物理特征，它是一个必不可少的研究手段。

但是现有的既能满足温度、压力需要，又能用于超声波测试的高温高压试验装置所能达到的最高温度不超过160摄氏度，现有技术中样品是用热缩管包裹住，但是热缩管无法耐受200以上高温，无法保证超声波探头在超过160摄氏度的温度时正常工作。

发明内容

本发明的特征和优点在下文的描述中部分地陈述，或者可从该描述显而易见，或者可通过实践本发明而学习。

为克服现有技术的问题，本发明提供一种用于高温高压岩心测试的装置，包括：具有高温高压舱的样品仓以及位于所述高温高压舱内的用于固定在岩心样品上的应力应变片和用于包裹岩心样品和所述应力应变片的叶蜡石。

可选地，所述装置进一步包括与所述高温高压舱相连的软管。

可选地，所述软管为两根，其一端分别穿过所述叶蜡石与岩心样品的上下两端相接触。

可选地，所述装置进一步包括导波杆，一端用于与超声波探头相连，另一端穿过所述叶蜡石与岩心样品相接触。

可选地，所述导波杆为两根，分别与所述岩心样品的上下两端相接触。

可选地，所述应力应变片为2片，通过耐高温胶固定在岩心样品的中部。

可选地，所述叶蜡石的外壁呈圆柱体。

本发明提供一种高温高压岩心测试的方法，包括：

S1、将应力应变片固定在岩心样品上；

S2、用叶腊石将固定有应力应变片的岩心样品包裹住并放置在样品仓的高温高压舱内；

S3、向所述高温高压舱内充注流体并进行加温；

S4、对所述岩心样品进行超声波采集。

可选地，所述步骤S2中，叶腊石将固定有应力应变片的岩心样品包裹成圆柱体。

可选地，所述步骤S3包括：

通过与所述高温高压舱相连通的软管向岩心样品内充注流体加载孔隙压力。

本发明提供用于高温高压岩心测试的装置及高温高压岩心测试的方法，模拟一定温度、压力条件的岩石样品实验舱，实现了在350兆帕以下压力，350摄氏度以下温度条件下，进行岩石超声波测试和应力应变测量。本发明满足了6000-10000米深度的油气储层环境模拟，它为深层油气勘探研究提供了有效的检测方法和检测手段，满足深层油气储层岩石物理实验需求。

附图说明

图1为本发明实施例的用于高温高压岩心测试的装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述：

如图1所示，本发明提供了一种用于高温高压岩心测试的装置,包括具有高温高压舱的样品仓7以及位于高温高压舱内的用于固定在岩心样品上的应力应变片4和用于包裹岩心样品6和应力应变片4的叶蜡石5。

本实施例中，样品仓7为中空圆柱体，其两端采用堵头进行密封，形成用于容纳岩心样品6的高温高压舱。

一般地，应力应变片为2片，通过耐高温胶固定在岩心样品的中部柱面上。应力应变片的数据线(图中未显示)从叶蜡石5中穿出后，再穿过位于样品仓端部的堵头与外部设备相连。在具体实施时，应力应变片4可以采用耐高温胶固定，可以测量岩心样品6的形变量。

叶蜡石5的外壁呈圆柱体，也就是说，叶腊石5将固定有应力应变片的岩心样品包裹成了圆柱体。被叶腊石包裹的岩心样品置于钢制的高温高压舱内，叶腊石5可以用于密封盒热传导。

该装置进一步包括导波杆3，导波杆3的一端用于与超声波探头相连，另一端依次穿过堵头、叶蜡石与岩心样品的端面相接触。本实施例中，导波杆3为两根，分别穿过位于样品仓两端的堵头及叶蜡石5与岩心样品6的上下两个端面相接触。超声波探头用于发射和接收超声波信号，导波杆则用于传到超声波。

该装置还包括与高温高压舱相连的软管1。本实施例中，软管1为两根，该两根软管的一端分别穿过位于样品仓两端的堵头、叶蜡石5与岩心样品的上下两端相接触。软管1用于向样品内部充入液体(水、盐水、油)，加载孔隙压力。

样品仓的外部可以采用独立的外加温装置进行加温，例如是电阻丝加热的方式对样品仓整体进行加温，从而模拟样品仓所内承受的最高温度以下的低温环境(最高温度350摄氏度)。需要说明的是，本发明对具体的加温方式并没有限制。

本发明提供一种高温高压岩心测试的方法，包括步骤：

S1、将应力应变片固定在岩心样品上；

在具体实施时，应力应变片可以采用耐高温胶固定，应力应变片用于测量岩心样品的形变量。

S2、用叶腊石将固定有应力应变片的岩心样品包裹住并放置在样品仓的高温高压舱内；

样品仓可以为中空圆柱体，其两端采用堵头进行密封，形成用于容纳岩心样品的高温高压舱。叶腊石将固定有应力应变片的岩心样品包裹成了圆柱体。被叶腊石包裹的岩心样品置于钢制的高温高压舱内，叶腊石可以用于密封盒热传导。应力应变片的数据线从叶蜡石中穿出后，再穿过位于样品仓端部的堵头与外部设备相连。

S3、向高温高压舱内充注流体并进行加温；

具体包括通过与所述高温高压舱相连通的软管向岩心样品内充注流体加载孔隙压力。本实施例中，软管为两根，该两根软管的一端分别穿过位于样品仓两端的堵头、叶蜡石与岩心样品的上下两端相接触。软管用于向样品内部充入液体(水、盐水、油)，加载孔隙压力。在具体实施时，可以进一步通过向叶腊石与高温高压舱的内壁之间充注流体实现环向压力的加载。

样品仓的外部可以采用独立的外加温装置进行加温，例如是电阻丝加热的方式对样品仓整体进行加温，从而模拟样品仓所内承受的最高温度以下的低温环境(最高温度350摄氏度)。需要说明的是，本发明对具体的加温方式并没有限制。

S4、对岩心样品进行超声波采集。

待温度、压力达到要求后，对岩心样品进行超声波采集，记录数据；超声波采集通过导波杆进行，导波杆的一端用于与超声波探头相连，另一端依次穿过堵头、叶蜡石与岩心样品的端面贴紧。本实施例中，导波杆为两根，分别穿过位于样品仓两端的堵头及叶蜡石与岩心样品的上下两个端面相接触。超声波探头用于发射和接收超声波信号，导波杆则用于传到超声波。

本发明能够模拟较高的地下温度、压力环境，通过外部加热装置加热使高温高压舱内的最高温度达350-360摄氏度。通过向高温高压舱内充注流体来实现的最高压力可升至300兆帕，孔隙压力和温度的多重作用下，进行超声波和应力应变实验度。

本发明提供了一种用于高温高压岩心测试的装置，采用了叶腊石包裹样品，提高了实验温度，从而达到了在350摄氏度以下能够保证超声波探头的正常工作，满足了模拟6000-10000米深度的温度、压力的实验需求。即本发明能够满足岩心在20-300MPa压力和20-350摄氏度温度下的岩心弹性参数测试。

上述技术方案只是本发明的一种实施方式，对于本领域内的技术人员而言，在本发明公开了应用方法和原理的基础上，很容易做出各种类型的改进或变形，而不仅限于本发明上述具体实施方式所描述的方法，因此前面描述的方式只是优选的，而并不具有限制性的意义。