应力敏感性测量系统、测试方法及其曲线的绘制方法.pdf

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1、(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202310587309.4(22)申请日 2023.05.19(71)申请人 中国石油大学(北京)地址 102249 北京市昌平区府学路18号(72)发明人 杨胜来赵帅刘宇博杨坤吴建邦胡江涛沈斌高鑫远王蓓东(74)专利代理机构 北京康信知识产权代理有限责任公司 11240专利代理师 刘娜(51)Int.Cl.G01N 15/08(2006.01)G06T 11/20(2006.01)(54)发明名称应力敏感性测量系统、测试方法及其曲线的绘制方法(57)摘要本发明提供了一种应力敏感性测量系统、测试。

2、方法及其曲线的绘制方法,应力敏感性测量系统包括应力加载装置、流体输入管路、流体输出管路和数据采集装置,应力加载装置具有加载腔以及与加载腔连通的注入通道和注出通道,加载腔用于盛放岩样,应力加载装置具有三个施力端,三个施力端分别对岩样的三个不同方向的侧壁面施加应力;流体输入管路上还设置有第一流量传感器和第一压力传感器;流体输出管路上还设置有第二流量传感器和第二压力传感器;三个施力端、第一流量传感器、第一压力传感器、第二流量传感器、第二压力传感器均与数据采集装置电连接。本发明解决了现有技术中的一维应力条件下测量的渗透率数值不够准确的问题。权利要求书5页 说明书12页 附图3页CN 116609239。

3、 A2023.08.18CN 116609239 A1.一种应力敏感性测量系统,其特征在于,用于模拟岩样(2)在储层应力的环境下,对所述岩样(2)的渗透率进行测量,所述应力敏感性测量系统包括:应力加载装置(10),所述应力加载装置(10)具有加载腔(11)以及与所述加载腔(11)连通的注入通道(12)和注出通道(13),所述加载腔(11)用于盛放所述岩样(2),所述应力加载装置(10)还具有三个施力端,三个所述施力端均位于所述加载腔(11)内,且三个所述施力端分别对所述岩样(2)的三个不同方向的侧壁面施加应力;流体输入管路(20),所述流体输入管路(20)的输入端用于与外界高压流体连通,所述流。

4、体输入管路(20)的输出端与所述注入通道(12)连通,以使外界高压流体流经所述岩样(2),所述流体输入管路(20)上还设置有第一流量传感器(21)和第一压力传感器(22);流体输出管路(30),所述流体输出管路(30)的输入端与所述注出通道(13)连通,所述流体输出管路(30)的输出端与回收装置(50)连通,所述流体输出管路(30)上还设置有第二流量传感器(31)和第二压力传感器(32);数据采集装置(40),三个所述施力端、所述第一流量传感器(21)、所述第一压力传感器(22)、所述第二流量传感器(31)、所述第二压力传感器(32)均与所述数据采集装置(40)电连接。2.根据权利要求1所述的。

5、应力敏感性测量系统,其特征在于,三个所述施力端的施力方向两两垂直。3.根据权利要求1所述的应力敏感性测量系统,其特征在于,三个所述施力端的施力面分别与所述岩样(2)的三个不同的侧壁面面面接触。4.根据权利要求1所述的应力敏感性测量系统,其特征在于,所述加载腔(11)的腔截面呈方形,且呈方形的所述加载腔(11)用于横截面呈方形的所述岩样(2)相适配。5.根据权利要求3所述的应力敏感性测量系统,其特征在于,所述应力加载装置(10)包括:壳体(14),所述壳体(14)具有所述加载腔(11)以及与所述加载腔(11)连通的避让过孔(141);应力加载机构(15),所述应力加载机构(15)包括:安装座(1。

6、51),所述安装座(151)设置在所述壳体(14)的外表面上;承压杆(152),所述承压杆(152)的第一端与所述安装座(151)活动连接,所述承压杆(152)的第二端穿过所述避让过孔(141)并伸入所述加载腔(11)内;承压板(153),所述承压板(153)位于所述加载腔(11)内以作为所述施力端,所述承压板(153)的第一侧壁面与所述承压杆(152)的第二端连接,所述承压板(153)朝向所述岩样(2)一侧的第二侧壁面形成所述施力面,所述第一侧壁面与所述第二侧壁面分别位于所述承压板(153)的厚度方向的两侧;其中,所述避让过孔(141)为三个,三个所述避让过孔(141)分别开设在所述壳体(1。

7、4)的三个不同的侧壁面上,所述应力加载机构(15)为三个,三个所述应力加载机构(15)分别与所述壳体(14)具有所述避让过孔(141)的三个不同的外表面连接。6.根据权利要求5所述的应力敏感性测量系统,其特征在于,位于所述避让过孔(141)处的所述承压杆(152)的外周面与所述避让过孔(141)的内壁面之间设置有密封轴套(16);和/或,权利要求书1/5 页2CN 116609239 A2所述承压板(153)在其移动方向上的两个侧壁面与所述加载腔(11)的腔壁面之间设置有密封胶圈(17)。7.根据权利要求5所述的应力敏感性测量系统,其特征在于,所述应力加载机构(15)还包括:驱动部(154),。

8、所述驱动部(154)设置在所述安装座(151)上并与所述承压杆(152)驱动连接,以驱动所述承压杆(152)沿其轴向移动。8.根据权利要求5所述的应力敏感性测量系统,其特征在于,三个所述应力加载机构(15)中的一个所述应力加载机构(15)的施力方向与外界高压流体渗透所述岩样(2)的方向一致,且施力方向与外界高压流体渗透所述岩样(2)的方向一致的所述应力加载机构(15)具有所述注入通道(12),所述注入通道(12)贯通所述应力加载机构(15)中的所述承压杆(152)和所述承压板(153)。9.根据权利要求8所述的应力敏感性测量系统,其特征在于,在外界高压流体渗透所述岩样(2)的方向上,所述岩样(。

9、2)的两侧端面中的至少一侧端面处设置有导流垫圈(18)。10.根据权利要求5所述的应力敏感性测量系统,其特征在于,三个所述承压板(153)中相邻的两个所述承压板(153)之间相互抵接。11.根据权利要求8所述的应力敏感性测量系统,其特征在于,施力方向与外界高压流体渗透所述岩样(2)的方向一致的所述应力加载机构(15)的所述承压板(153)的横截面呈正方形,且所述承压板(153)包括:板本体(1531),所述板本体(1531)与所述承压杆(152)连接;四个缓冲块(1532),四个所述缓冲块(1532)分别与所述板本体(1531)的四个外周面活动连接。12.根据权利要求11所述的应力敏感性测量系。

10、统,其特征在于,所述承压板(153)还包括:四组弹簧组(1533),四组所述弹簧组(1533)与四个所述缓冲块(1532)一一对应,且同组所述弹簧组(1533)中包括多个弹簧,同组所述弹簧组(1533)中的各所述弹簧的第一端均与所述板本体(1531)的同一侧壁面连接,同组所述弹簧组(1533)中的各所述弹簧的第二端均与对应的所述缓冲块(1532)连接。13.根据权利要求5所述的应力敏感性测量系统,其特征在于,所述壳体(14)包括:盒体结构(142),所述盒体结构(142)具有容纳槽(1421),且所述容纳槽(1421)的槽底面处开设有所述注出通道(13),所述盒体结构(142)的两个不同的侧壁。

11、面上均开设有避让过孔(141);盖板结构(143),所述盖板结构(143)盖设在所述容纳槽(1421)的槽口处,以使所述盖板结构(143)朝向所述容纳槽(1421)一侧的内壁面、所述容纳槽(1421)的槽壁面之间围成所述加载腔(11),所述盖板结构(143)与所述注出通道(13)相对的位置处开设有所述避让过孔(141)。14.根据权利要求13所述的应力敏感性测量系统,其特征在于,所述盖板结构(143)与所述盒体结构(142)密封连接。15.根据权利要求1至14中任一项所述的应力敏感性测量系统,其特征在于,所述应力敏感性测量系统还包括:权利要求书2/5 页3CN 116609239 A3支撑平台。

12、(60),所述支撑平台(60)具有容纳腔(61);保温罩(70),所述保温罩(70)罩设在所述支撑平台(60)上,并与所述支撑平台(60)围成保温腔(80),且所述保温腔(80)与所述容纳腔(61)连通,所述保温腔(80)用于盛放所述应力加载装置(10);加热模块(90),所述加热模块(90)设置在所述容纳腔(61)内,以将所述保温腔(80)内的温度加热至预设温度。16.根据权利要求1至14中任一项所述的应力敏感性测量系统,其特征在于,所述应力敏感性测量系统还包括多通阀(100),所述多通阀(100)具有第一输入端口(101)、第二输入端口(102)、第三输入端口(103)、输出端口(104)。

13、,所述输出端口(104)可选地与所述第一输入端口(101)、所述第二输入端口(102)、所述第三输入端口(103)连通,所述流体输入管路(20)包括:气体输入支路(23),所述气体输入支路(23)的第一端与外界气源连通,所述气体输入支路(23)的第二端与所述第一输入端口(101)连通;水输入支路(24),所述水输入支路(24)的第一端与水容器(120)的出口端连通,所述水输入支路(24)的第二端与所述第二输入端口(102)连通;油输入支路(25),所述油输入支路(25)的第一端与油容器(130)的出口端连通,所述油输入支路(25)的第二端与所述第三输入端口(103)连通;注入干路(26),所述。

14、注入干路(26)的第一端与所述输出端口(104)连通,所述注入干路(26)的第二端与所述注入通道(12)连通。17.根据权利要求16所述的应力敏感性测量系统,其特征在于,所述第一流量传感器(21)和第一压力传感器(22)均设置在所述注入干路(26)上。18.根据权利要求16所述的应力敏感性测量系统,其特征在于,所述流体输入管路(20)还包括:施压干路(27),所述施压干路(27)的第一端与高压驱替泵(110)连通,所述水容器(120)的入口端和所述油容器(130)的入口端均与所述施压干路(27)的第二端连通。19.根据权利要求18所述的应力敏感性测量系统,其特征在于,所述气体输入支路(23)、。

15、所述水输入支路(24)、所述油输入支路(25)、所述注入干路(26)、所述施压干路(27)中的至少一个上设置有控制阀(28)。20.根据权利要求16所述的应力敏感性测量系统,其特征在于,所述水输入支路(24)和所述油输入支路(25)中的至少一个上还设置有过滤器(140)。21.根据权利要求18所述的应力敏感性测量系统,其特征在于,所述施压干路(27)上设置有第三压力传感器(271)和控制阀(28)。22.根据权利要求18所述的应力敏感性测量系统,其特征在于,所述应力敏感性测量系统还包括:回压阀(150),所述回压阀(150)设置在所述流体输出管路(30)上,且所述回压阀(150)位于所述第二压。

16、力传感器(32)和所述第二流量传感器(31)之间;回压泵(160),所述回压泵(160)与所述回压阀(150)连接,以通过所述回压泵(160)调节所述回压阀(150)的开口大小。23.一种应力敏感性测试方法,其特征在于,用于权利要求1至22中任一项所述的应力权利要求书3/5 页4CN 116609239 A4敏感性测量系统,所述应力敏感性测试方法包括:步骤S1,对待测试的岩样(2)进行预处理,并将经过预处理后的所述岩样(2)置于应力敏感性测量系统的应力加载装置(10)的加载腔(11)内;步骤S2,启动所述应力加载装置(10)的三个施力端分别向所述岩样(2)的三个不同方向的侧壁面施加应力,同时,。

17、通过注入通道(12)向所述加载腔(11)内注入流体,直至三个所述施力端施加的应力分别达到对应的应力预设值,以及注入流体的初始注入压力达到压力预设值时,按照第一预设梯度逐级降低所述注入流体的注入压力,并在每个第一预设梯度的注入压力下,通过数据采集装置(40)采集所述注入通道(12)处的注入流量和注入压力,以及采集所述注出通道(13)处的注出流量和注出压力;步骤S3,在完成所述步骤S2之后,继续按照第二预设梯度逐级增加所述注入流体的注入压力,直至所述注入压力达到所述初始注入压力为止,在每个第二预设梯度的注入压力下,通过所述数据采集装置(40)采集所述注入通道(12)处的注入流量和注入压力,以及采集。

18、所述注出通道(13)处的注出流量和注出压力;步骤S4,根据第一公式:计算得到所述岩样(2)的渗透率,式中,Kg为注入流体是气体时的岩样(2)的渗透率,单位为103um2;ug为气体粘度,单位为mPas;L为岩样(2)的长度,单位为cm;A为岩样(2)的横截面的截面积,单位为cm2;Pa为标准大气压,单位为MPa;Qg为注出通道(13)处的注出流量,单位为cm3/s;P1为注入通道(12)处的注入压力,单位为MPa;P2为注出通道(13)处的注出压力,单位为MPa;或,根据第二公式:计算得到所述岩样(2)的渗透率,式中,Kl为注入流体是液体时的岩样(2)的渗透率,单位为103um2;ul为液体粘。

19、度,单位为mPas;L为岩样(2)的长度,单位为cm;A为岩样(2)的横截面的截面积,单位为cm2;Ql为注出通道(13)处的注出流量,单位为cm3/s;P1为注入通道(12)处的注入压力,单位为MPa;P2为注出通道(13)处的注出压力,单位为MPa。24.根据权利要求23所述的应力敏感性测试方法,其特征在于,在将所述岩样(2)置于所述加载腔(11)内之前,所述应力敏感性测试方法还包括:步骤S10,检测所述加载腔(11)的密封性,并对所述岩样(2)的外周面包裹热缩膜,其中,所述岩样(2)的外周面不包括所述岩样(2)在所述注入流体的渗透方向上的两个端面。25.根据权利要求23所述的应力敏感性测。

20、试方法,其特征在于,在所述步骤S1之后,且在所述步骤S2之前,所述应力敏感性测试方法还包括:步骤S20,通过加热模块(90)将放置有所述应力加载装置(10)的保温腔(80)内的温度加热至预设温度,并保温至少30min。26.一种应力敏感性曲线的绘制方法,其特征在于,根据权利要求23至25中任一项所述的应力敏感性测试方法得到的岩样(2)的渗透率绘制所述岩样(2)的应力敏感性曲线,所述绘制方法包括:以注入流体的注入压力作为横坐标,并以每个第一预设梯度下对应的岩样(2)的渗透率与初始注入压力对应的岩样(2)的初始渗透率之间的比值作为纵坐标,绘制出所述岩样(2)在所述注入压力逐级递减时的应力敏感性曲线。

21、;以及,以注入流体的注入压力作为横坐标,并以每个第二预设梯度下对应的岩样(2)的渗透权利要求书4/5 页5CN 116609239 A5率与初始注入压力对应的岩样(2)的初始渗透率之间的比值作为纵坐标,绘制出所述岩样(2)在所述注入压力逐级递增时的应力敏感性曲线。权利要求书5/5 页6CN 116609239 A6应力敏感性测量系统、测试方法及其曲线的绘制方法技术领域0001本发明涉及油气开发技术领域,具体而言,涉及一种应力敏感性测量系统、测试方法及其曲线的绘制方法。背景技术0002现有技术中,油气储层同时受到上覆岩石压力、水平方向侧压以及储层内孔隙流体压力的作用。随着油气资源被不断开采、油气。

22、储层内流体的压力随之发生变化。应力条件的改变导致油气储层渗透率、孔隙度等物性参数发生变化的性质称为应力敏感现象。油气储层应力敏感性评价数据是油气开发方案设计、储层保护方案设计的重要参考因素,对油气资源合理、有序、高效的开发有着重要意义。0003目前实验室常用的岩石应力敏感性评价方法主要通过岩石覆压孔渗实验装置对柱状岩心进行应力敏感性测量。在实验中通过保持孔隙流体压力恒定、改变围压大小或保持围压恒定、改变孔隙流体压力来模拟储层净应力的变化。然而,由于实验装置本质上是在一维应力条件下测量的,无法模拟储层真实的三维应力状态,实验载荷与储层真实的应力环境差异较大,导致渗透率测试数值的误差较大,使得应力。

23、敏感测量结果不能很好地指导实际生产。发明内容0004本发明的主要目的在于提供一种应力敏感性测量系统、测试方法及其曲线的绘制方法,以解决现有技术中的一维应力条件下测量的渗透率数值不够准确的问题。0005为了实现上述目的,根据本发明的一个方面,提供了一种应力敏感性测量系统,用于模拟岩样在储层应力的环境下,对岩样的渗透率进行测量,应力敏感性测量系统包括应力加载装置、流体输入管路、流体输出管路和数据采集装置,其中,应力加载装置具有加载腔以及与加载腔连通的注入通道和注出通道,加载腔用于盛放岩样,应力加载装置还具有三个施力端,三个施力端均位于加载腔内,且三个施力端分别对岩样的三个不同方向的侧壁面施加应力;。

24、流体输入管路的输入端用于与外界高压流体连通,流体输入管路的输出端与注入通道连通,以使外界高压流体流经岩样,流体输入管路上还设置有第一流量传感器和第一压力传感器;流体输出管路的输入端与注出通道连通,流体输出管路的输出端与回收装置连通,流体输出管路上还设置有第二流量传感器和第二压力传感器;三个施力端、第一流量传感器、第一压力传感器、第二流量传感器、第二压力传感器均与数据采集装置电连接。0006进一步地,三个施力端的施力方向两两垂直。0007进一步地,三个施力端的施力面分别与岩样的三个不同的侧壁面面面接触。0008进一步地,加载腔的腔截面呈方形,且呈方形的加载腔用于横截面呈方形的岩样相适配。0009。

25、进一步地,应力加载装置包括壳体和应力加载机构,其中,壳体具有加载腔以及与说明书1/12 页7CN 116609239 A7加载腔连通的避让过孔;应力加载机构包括安装座、承压杆和承压板,其中,安装座设置在壳体的外表面上;承压杆的第一端与安装座活动连接,承压杆的第二端穿过避让过孔并伸入加载腔内;承压板位于加载腔内以作为施力端,承压板的第一侧壁面与承压杆的第二端连接,承压板朝向岩样一侧的第二侧壁面形成施力面,第一侧壁面与第二侧壁面分别位于承压板的厚度方向的两侧;其中,避让过孔为三个,三个避让过孔分别开设在壳体的三个不同的侧壁面上,应力加载机构为三个,三个应力加载机构分别与壳体具有避让过孔的三个不同的。

26、外表面连接。0010进一步地,位于避让过孔处的承压杆的外周面与避让过孔的内壁面之间设置有密封轴套;和/或,承压板在其移动方向上的两个侧壁面与加载腔的腔壁面之间设置有密封胶圈。0011进一步地,应力加载机构还包括驱动部,驱动部设置在安装座上并与承压杆驱动连接,以驱动承压杆沿其轴向移动。0012进一步地,三个应力加载机构中的一个应力加载机构的施力方向与外界高压流体渗透岩样的方向一致,且施力方向与外界高压流体渗透岩样的方向一致的应力加载机构具有注入通道,注入通道贯通应力加载机构中的承压杆和承压板。0013进一步地,在外界高压流体渗透岩样的方向上,岩样的两侧端面中的至少一侧端面处设置有导流垫圈。001。

27、4进一步地,三个承压板中相邻的两个承压板之间相互抵接。0015进一步地,施力方向与外界高压流体渗透岩样的方向一致的应力加载机构的承压板的横截面呈正方形,且承压板包括板本体和四个缓冲块,其中,板本体与承压杆连接;四个缓冲块分别与板本体的四个外周面活动连接。0016进一步地,承压板还包括四组弹簧组,四组弹簧组与四个缓冲块一一对应,且同组弹簧组中包括多个弹簧,同组弹簧组中的各弹簧的第一端均与板本体的同一侧壁面连接,同组弹簧组中的各弹簧的第二端均与对应的缓冲块连接。0017进一步地,壳体包括盒体结构和盖板结构,其中,盒体结构具有容纳槽,且容纳槽的槽底面处开设有注出通道,盒体结构的两个不同的侧壁面上均开。

28、设有避让过孔;盖板结构盖设在容纳槽的槽口处,以使盖板结构朝向容纳槽一侧的内壁面、容纳槽的槽壁面之间围成加载腔,盖板结构与注出通道相对的位置处开设有避让过孔。0018进一步地,盖板结构与盒体结构密封连接。0019进一步地,应力敏感性测量系统还包括支撑平台、保温罩和加热模块,其中,支撑平台具有容纳腔;保温罩罩设在支撑平台上,并与支撑平台围成保温腔,且保温腔与容纳腔连通,保温腔用于盛放应力加载装置;加热模块设置在容纳腔内,以将保温腔内的温度加热至预设温度。0020进一步地,应力敏感性测量系统还包括多通阀,多通阀具有第一输入端口、第二输入端口、第三输入端口、输出端口,输出端口可选地与第一输入端口、第二。

29、输入端口、第三输入端口连通,流体输入管路包括气体输入支路、水输入支路、油输入支路和注入干路,其中,气体输入支路的第一端与外界气源连通,气体输入支路的第二端与第一输入端口连通;水输入支路的第一端与水容器的出口端连通,水输入支路的第二端与第二输入端口连通;油输入支路的第一端与油容器的出口端连通,油输入支路的第二端与第三输入端口连通;注说明书2/12 页8CN 116609239 A8入干路的第一端与输出端口连通,注入干路的第二端与注入通道连通。0021进一步地,第一流量传感器和第一压力传感器均设置在注入干路上。0022进一步地,流体输入管路还包括施压干路,施压干路的第一端与高压驱替泵连通,水容器的。

30、入口端和油容器的入口端均与施压干路的第二端连通。0023进一步地,气体输入支路、水输入支路、油输入支路、注入干路、施压干路中的至少一个上设置有控制阀。0024进一步地,水输入支路和油输入支路中的至少一个上还设置有过滤器。0025进一步地,施压干路上设置有第三压力传感器和控制阀。0026进一步地,应力敏感性测量系统还包括回压阀和回压泵,其中,回压阀设置在流体输出管路上,且回压阀位于第二压力传感器和第二流量传感器之间;回压泵与回压阀连接,以通过回压泵调节回压阀的开口大小。0027根据本发明的另一方面,提供了一种应力敏感性测试方法,用于上述的应力敏感性测量系统,应力敏感性测试方法包括:步骤S1,对待。

31、测试的岩样进行预处理,并将经过预处理后的岩样置于应力敏感性测量系统的应力加载装置的加载腔内;步骤S2,启动应力加载装置的三个施力端分别向岩样的三个不同方向的侧壁面施加应力,同时,通过注入通道向加载腔内注入流体,直至三个施力端施加的应力分别达到对应的应力预设值,以及注入流体的初始注入压力达到压力预设值时,按照第一预设梯度逐级降低注入流体的注入压力,并在每个第一预设梯度的注入压力下,通过数据采集装置采集注入通道处的注入流量和注入压力,以及采集注出通道处的注出流量和注出压力;步骤S3,在完成步骤S2之后,继续按照第二预设梯度逐级增加注入流体的注入压力,直至注入压力达到初始注入压力为止,在每个第二预设。

32、梯度的注入压力下,通过数据采集装置采集注入通道处的注入流量和注入压力,以及采集注出通道处的注出流量和注出压力;步骤S4,根据第一公式:计算得到岩样的渗透率,式中,Kg为注入流体是气体时的岩样的渗透率,单位为103um2;ug为气体粘度,单位为mPas;L为岩样的长度,单位为cm;A为岩样的横截面的截面积,单位为cm2;Pa为标准大气压,单位为MPa;Qg为注出通道处的注出流量,单位为cm3/s;P1为注入通道处的注入压力,单位为MPa;P2为注出通道处的注出压力,单位为MPa;或,根据第二公式:计算得到岩样的渗透率,式中,Kl为注入流体是液体时的岩样的渗透率,单位为103um2;ul为液体粘度。

33、,单位为mPas;L为岩样的长度,单位为cm;A为岩样的横截面的截面积,单位为cm2;Ql为注出通道处的注出流量,单位为cm3/s;P1为注入通道处的注入压力,单位为MPa;P2为注出通道处的注出压力,单位为MPa。0028进一步地,在将岩样置于加载腔内之前,应力敏感性测试方法还包括步骤S10,检测加载腔的密封性,并对岩样的外周面包裹热缩膜,其中,岩样的外周面不包括岩样在注入流体的渗透方向上的两个端面。0029进一步地,在步骤S1之后,且在步骤S2之前,应力敏感性测试方法还包括步骤S20,通过加热模块将放置有应力加载装置的保温腔内的温度加热至预设温度,并保温至少30min。0030根据本发明的。

34、另一方面,提供了一种应力敏感性曲线的绘制方法,根据上述的应力敏感性测试方法得到的岩样的渗透率绘制岩样的应力敏感性曲线,绘制方法包括以注入说明书3/12 页9CN 116609239 A9流体的注入压力作为横坐标,并以每个第一预设梯度下对应的岩样第二控制阀的渗透率与初始注入压力对应的岩样第二控制阀的初始渗透率之间的比值作为纵坐标,绘制出第二控制阀岩样第二控制阀在第二控制阀注入压力逐级递减时的应力敏感性曲线;以及,以注入流体的注入压力作为横坐标,并以每个第二预设梯度下对应的岩样第二控制阀的渗透率与初始注入压力对应的岩样第二控制阀的初始渗透率之间的比值作为纵坐标,绘制出第二控制阀岩样第二控制阀在第二。

35、控制阀注入压力逐级递增时的应力敏感性曲线。0031应用本发明的技术方案,通过将应力敏感性测量系统包括应力加载装置、流体输入管路、流体输出管路和数据采集装置,其中,应力加载装置具有加载腔以及与加载腔连通的注入通道和注出通道,加载腔用于盛放岩样,应力加载装置还具有三个施力端,三个施力端均位于加载腔内,且三个施力端分别对岩样的三个不同方向的侧壁面施加应力;流体输入管路的输入端用于与外界高压流体连通,流体输入管路的输出端与注入通道连通,以使外界高压流体流经岩样,流体输入管路上还设置有第一流量传感器和第一压力传感器;流体输出管路的输入端与注出通道连通,流体输出管路的输出端与回收装置连通,流体输出管路上还。

36、设置有第二流量传感器和第二压力传感器;数据采集装置测量三个施力端的压力、第一流量传感器的流量、第一压力传感器的压力、第二流量传感器的流量、第二压力传感器的数值的压力,模拟储层真实的三维应力状态下通过公式计算渗透率值和绘制应力敏感曲线,使渗透率的误差较小,应力敏感曲线误差较小,应力敏感测量结果能够很好地指导实际生产。附图说明0032构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:0033图1示出了根据本发明的一种可选实施例的应力敏感性测量系统的示意图;0034图2示出了图1中的应力敏感性测量系统的应力加。

37、载装置的结构示意图;0035图3示出了图2中的应力加载装置的横截面呈正方形的承压板和密封胶圈的结构示意图;0036图4示出了图2中的应力加载装置不同于图3中的承压板的另一个承压板的结构示意图。0037其中,上述附图包括以下附图标记:003810、应力加载装置;11、加载腔;12、注入通道;13、注出通道;14、壳体;141、避让过孔;142、盒体结构;1421、容纳槽;143、盖板结构;15、应力加载机构;151、安装座;152、承压杆;153、承压板;1531、板本体;1532、缓冲块;1533、弹簧组;154、驱动部;16、密封轴套;17、密封胶圈;18、导流垫圈;003920、流体输入管。

38、路;21、第一流量传感器;22、第一压力传感器;23、气体输入支路;232、第三压力传感器;24、水输入支路;25、油输入支路;26、注入干路;27、施压干路;271、第三压力传感器;28、控制阀;004030、流体输出管路;31、第二流量传感器;32、第二压力传感器;33、第六控制阀;004140、数据采集装置;50、回收装置;60、支撑平台;61、容纳腔;004270、保温罩;80、保温腔;90、加热模块;说明书4/12 页10CN 116609239 A100043100、多通阀;101、第一输入端口;102、第二输入端口;103、第三输入端口;104、输出端口;110、高压驱替泵;12。

39、0、水容器;130、油容器;140、过滤器;150、回压阀;160、回压泵;170、高压气瓶;2、岩样。具体实施方式0044下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的,决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。0045为了解决现有技术中的一维应力条件下测量的渗透率数值不够准确的问题,本发明提供了一种应力敏感性测量系统、测试方法及其。

40、曲线的绘制方法。0046如图1至图4所示,应力敏感性测量系统用于模拟岩样在储层应力的环境下,对岩样的渗透率进行测量,应力敏感性测量系统包括应力加载装置10、流体输入管路20、流体输出管路30和数据采集装置40,其中,应力加载装置10具有加载腔11以及与加载腔11连通的注入通道12和注出通道13,加载腔11用于盛放岩样2,应力加载装置10还具有三个施力端,三个施力端均位于加载腔11内,且三个施力端分别对岩样2的三个不同方向的侧壁面施加应力;流体输入管路20的输入端用于与外界高压流体连通,流体输入管路20的输出端与注入通道12连通,以使外界高压流体流经岩样2,流体输入管路20上还设置有第一流量传感。

41、器21和第一压力传感器22;流体输出管路30的输入端与注出通道13连通,流体输出管路30的输出端与回收装置50连通,流体输出管路30上还设置有第二流量传感器31和第二压力传感器32;三个施力端、第一流量传感器21、第一压力传感器22、第二流量传感器31、第二压力传感器32均与数据采集装置40电连接。0047通过将应力敏感性测量系统包括应力加载装置10、流体输入管路20、流体输出管路30和数据采集装置40,其中,应力加载装置10具有加载腔11以及与加载腔11连通的注入通道12和注出通道13,加载腔11用于盛放岩样2,应力加载装置10还具有三个施力端,三个施力端均位于加载腔11内,且三个施力端分别。

42、对岩样2的三个不同方向的侧壁面施加应力;流体输入管路20的输入端用于与外界高压流体连通,流体输入管路20的输出端与注入通道12连通,以使外界高压流体流经岩样2,流体输入管路20上还设置有第一流量传感器21和第一压力传感器22;流体输出管路30的输入端与注出通道13连通,流体输出管路30的输出端与回收装置连通,流体输出管路30上还设置有第二流量传感器31和第二压力传感器32;数据采集装置40测量三个施力端的压力、第一流量传感器21的流量、第一压力传感器22的压力、第二流量传感器31的流量、第二压力传感器32的数值的压力,模拟储层真实的三维应力状态下通过公式计算渗透率值和绘制应力敏感曲线,使渗透率。

43、的误差较小,应力敏感曲线误差较小,应力敏感测量结果能够很好地指导实际生产。0048需要说明的是,在本申请中,数据采集装置40包括数据综合采集分析计算机及其数据采集软件。0049如图2所示,三个施力端的施力方向两两垂直。这样,应力加载装置10对岩样2的三个相互垂直的侧壁面施加三维应力作用,以模拟岩样的真实储层应力的应力环境。说明书5/12 页11CN 116609239 A110050如图2所示,三个施力端的施力面分别与岩样2的三个不同的侧壁面面面接触。这样,保证三个施力面对岩样2的三个不同的侧壁面施加压力。0051如图1至图3所示,加载腔11的腔截面呈方形,且呈方形的加载腔11用于横截面呈方形。

44、的岩样2相适配。这样,加载腔11为岩样2提供施加三维应力的加载空间。0052如图1和图2所示,应力加载装置10包括壳体14和应力加载机构15,其中,壳体14具有加载腔11以及与加载腔11连通的避让过孔141;应力加载机构15包括安装座151、承压杆152和承压板153,其中,安装座151设置在壳体14的外表面上;承压杆152的第一端与安装座151活动连接,承压杆152的第二端穿过避让过孔141并伸入加载腔11内;承压板153位于加载腔11内以作为施力端,承压板153的第一侧壁面与承压杆152的第二端连接,承压板153朝向岩样2一侧的第二侧壁面形成施力面,第一侧壁面与第二侧壁面分别位于承压板15。

45、3的厚度方向的两侧;其中,避让过孔141为三个,三个避让过孔141分别开设在壳体14的三个不同的侧壁面上,应力加载机构15为三个,三个应力加载机构15分别与壳体14具有避让过孔141的三个不同的外表面连接。这样,承压杆152推动承压板153朝向岩样2运动,使承压板153的施力面对岩样2的侧壁面提供加载力的作用。0053如图2所示,位于避让过孔141处的承压杆152的外周面与避让过孔141的内壁面之间设置有密封轴套16;和/或,承压板153在其移动方向上的两个侧壁面与加载腔11的腔壁面之间设置有密封胶圈17。这样,保证壳体14及加载腔11之间的密封性良好。0054优选地,密封胶圈17为耐高温硅胶。

46、材料。0055如图2所示,应力加载机构15还包括驱动部154,驱动部154设置在安装座151上并与承压杆152驱动连接,以驱动承压杆152沿其轴向移动。这样,驱动部154为承压杆152的移动提供驱动力。0056如图2所示,三个应力加载机构15中的一个应力加载机构15的施力方向与外界高压流体渗透岩样2的方向一致,且施力方向与外界高压流体渗透岩样2的方向一致的应力加载机构15具有注入通道12,注入通道12贯通应力加载机构15中的承压杆152和承压板153。这样,高压流体通过注入通道12穿过承压杆152和承压板153流入至加载腔11。0057如图2所示,在外界高压流体渗透岩样2的方向上,岩样2的两侧。

47、端面中的至少一侧端面处设置有导流垫圈18。这样,保证高压流体均匀地流经岩样2。0058优选地,导流垫圈18呈网格状。0059优选地,导流垫圈18设有两个,两个导流垫圈18设在岩样2的两侧端面。0060如图2所示,三个承压板153中相邻的两个承压板153之间相互抵接。这样,三个承压板153共同对岩样2施加应力。0061如图2和图3所示,施力方向与外界高压流体渗透岩样2的方向一致的应力加载机构15的承压板153的横截面呈正方形,且承压板153包括板本体1531和四个缓冲块1532,其中,板本体1531与承压杆152连接;四个缓冲块1532分别与板本体1531的四个外周面活动连接。这样,横截面呈正方。

48、形的承压板153受到另外两个承压板153的力的作用可以通过缓冲块1532起到缓冲作用。0062如图3所示,承压板153还包括四组弹簧组1533,四组弹簧组1533与四个缓冲块1532一一对应,且同组弹簧组1533中包括多个弹簧,同组弹簧组1533中的各弹簧的第一端均与板本体1531的同一侧壁面连接,同组弹簧组1533中的各弹簧的第二端均与对应的缓冲说明书6/12 页12CN 116609239 A12块1532连接。这样,四组弹簧组1533可以保证横截面呈正方形的承压板153具有更大的活动距离,使承压板153可承受较大压力。0063如图2所示,壳体14包括盒体结构142和盖板结构143,其中,。

49、盒体结构142具有容纳槽1421,且容纳槽1421的槽底面处开设有注出通道13,盒体结构142的两个不同的侧壁面上均开设有避让过孔141;盖板结构143盖设在容纳槽1421的槽口处,以使盖板结构143朝向容纳槽1421一侧的内壁面、容纳槽1421的槽壁面之间围成加载腔11,盖板结构143与注出通道13相对的位置处开设有避让过孔141。这样,通过岩样2的高压流体经过注出通道13流出壳体14。0064如图2所示,盖板结构143与盒体结构142密封连接。这样,保证盖板结构143与盒体结构142之间的密封性良好。0065需要说明的是,在本申请中,盖板结构143与盒体结构142之间设有耐温压密封胶圈,且。

50、盖板结构143通过螺钉与盒体结构142固定连接。0066如图2所示,应力敏感性测量系统还包括支撑平台60、保温罩70和加热模块90,其中,支撑平台60具有容纳腔61;保温罩70罩设在支撑平台60上,并与支撑平台60围成保温腔80,且保温腔80与容纳腔61连通,保温腔80用于盛放应力加载装置10;加热模块90设置在容纳腔61内,以将保温腔80内的温度加热至预设温度。这样,加热模块90可以保证保温腔80温度恒定,以模拟岩样的真实储层应力的温度环境。0067如图1所示,应力敏感性测量系统还包括多通阀100,多通阀100具有第一输入端口101、第二输入端口102、第三输入端口103、输出端口104,输。

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内容关键字: 应力 敏感性 测量 系统 测试 方法 及其 曲线 绘制
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本文标题:应力敏感性测量系统、测试方法及其曲线的绘制方法.pdf
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