低滲氣層損害室內(nèi)評價(jià)裝置

一、儀器的功能

鉆井目的是為了油氣層的開采，在鉆井過程中保護(hù)油氣層少受外來流體的污染非常重要。因此在鉆井前需要對外來流體對油、氣層的損害程度作出評價(jià)，優(yōu)選出合適的、對儲(chǔ)層污染較小的鉆井液。

低滲氣層損害室內(nèi)評價(jià)裝置可較準(zhǔn)確地測定儲(chǔ)氣層巖樣在被鉆井液或其它介質(zhì)污染前后的氣相滲透率值。對不同鉆井液體系對低滲氣層的損害作出評價(jià)。

二、儀器的組成

儀器由氣體調(diào)壓系統(tǒng)、氣體增濕系統(tǒng)、鉆井液污染巖樣系統(tǒng)、巖樣模擬系統(tǒng)、計(jì)量系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)等部分組成。

1．氣體調(diào)壓閥系統(tǒng)

由高壓氣體調(diào)壓閥和低壓氣體調(diào)壓閥組成，當(dāng)氣測滲透率壓力較高時(shí)可由高壓調(diào)壓閥直接調(diào)壓；當(dāng)氣測滲透率壓力較低時(shí)由高壓調(diào)壓閥先減壓再經(jīng)低壓調(diào)壓閥進(jìn)行二次減壓。

高壓氣體減壓閥減壓范圍0～32Mpa；

低壓氣體減壓閥減壓范圍0～1Mpa；

如果普通N₂瓶壓力達(dá)不到氣測壓力要求，就必須事先對N₂氣瓶壓力進(jìn)行增壓，用氣體增壓泵對低壓氣體增壓，儲(chǔ)存在高壓儲(chǔ)氣罐內(nèi)備用。

2．氣體增濕系統(tǒng)

用于低滲氣層巖樣束縛水飽和度的建立，具體過程如下：

干燥后的巖樣稱干重，抽空飽和水稱濕重將巖樣裝入巖心夾持器，加圍壓，系統(tǒng)加溫到儲(chǔ)層溫度使氣源的氣經(jīng)加濕器加溫、加濕在一定壓力下驅(qū)替飽和水后的巖樣，直至氣水平衡卸下巖樣，稱重計(jì)算束縛水飽和度。

增濕器：1000mL/40MPa

3．鉆井液污染巖樣系統(tǒng)

該系統(tǒng)包括平流泵、儲(chǔ)液活塞式中間容器等。污染介質(zhì)裝在中間容器內(nèi)，由平流泵驅(qū)替污染巖心。

平流泵：LB—10C，流量：0.01～10mL/min，壓力：40Mpa

中間容器：ZR—3型，1000mL/40Mpa

4．巖樣模擬系統(tǒng)

由巖心夾持器、恒溫箱、回壓系統(tǒng)、環(huán)壓系統(tǒng)等組成。

巖心夾持器：TY—4型  適用巖心規(guī)格φ25×25～80，壓力50Mpa；

恒溫箱：工作室體積850×600×800mm，溫度200℃,控溫精度±1℃；

回壓系統(tǒng)：由回壓閥及回壓緩沖容器組成。

          回壓閥50Mpa，回壓緩沖容器1000mL/40MPa

環(huán)壓系統(tǒng)：環(huán)壓泵JB—3型，壓力50Mpa

5．計(jì)量系統(tǒng)

壓力計(jì)量：巖心進(jìn)出口壓力由壓力變送器測量，每個(gè)測量點(diǎn)選用兩個(gè)不同量程的變送器，以保證測試精度。

壓力變送器量程：1Mpa、40Mpa、精度0.25%F·S

氣體流量計(jì)量：用于測量流過巖心的氣體流量

氣體質(zhì)量流量計(jì)量程5Sccm,500Sccm

6．?dāng)?shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)

包括采集接口板、數(shù)據(jù)采集處理軟件、計(jì)算機(jī)、打印機(jī)等

采集接口板：C104H/PCI、HK—PCI  812

數(shù)據(jù)采集處理軟件：適時(shí)采集溫度，巖心進(jìn)出口壓力、氣體流量等參數(shù)，自動(dòng)計(jì)算氣體滲透率值。

軟件采用VB編程，包括系統(tǒng)設(shè)置、參數(shù)錄入、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、報(bào)表打印等。

計(jì)算機(jī)、打印機(jī)：P4/3.0GHZ/256MB/80G/17″純平彩顯，HP1010

三、低滲氣層損害室內(nèi)評價(jià)方法

1．統(tǒng)計(jì)某層塊束縛水飽和度范圍。

2．制取與地層條件相*的束縛水飽和度，具體過程如下：

干燥后的巖樣稱干重，抽空飽和水稱濕重將巖樣裝入巖心夾持器，加圍壓，系統(tǒng)加溫到儲(chǔ)層溫度使氣源的氣經(jīng)加濕器加濕、加溫在一定壓力下驅(qū)替飽和水后的巖樣，直至氣水平衡卸下巖樣，稱重計(jì)算束縛水和飽和度。

3．測定污染前后巖樣的氣體滲透率k_f

具體過程如下：

將巖心裝入夾持器，加圍壓用調(diào)壓閥調(diào)節(jié)測試壓力（氣體不經(jīng)過增濕器）選擇壓力變送器量程導(dǎo)通夾持器兩端的閥門，使氣體從巖心左端面進(jìn)，右端面出選擇合適的氣體流量計(jì)，測定氣體流量壓力流量穩(wěn)定后，按采集鍵采集壓力、流量計(jì)算機(jī)自動(dòng)計(jì)算K_f值.

如果要在一定的孔隙壓力下測定氣體滲透率，在回壓閥加上相應(yīng)的回壓。

4．巖樣進(jìn)行污染

鉆井液裝在儲(chǔ)液容器內(nèi)，用平流泵作為驅(qū)替動(dòng)力，驅(qū)替鉆井液污染巖樣。

5．模擬地層的條件用氣體返排

6．測定污染后巖心氣測滲透率K_b

具體過程同3

7．根據(jù)K_b/K_f可以計(jì)算鉆井液對巖樣的污染程度，以此作為鉆井液對該儲(chǔ)層的損害大小指標(biāo)。

四、安全

1．儀器要有安全可靠的接地，以防漏電傷人；

2．流程各管接頭必須擰緊，防止高壓打出傷人，使用高壓氣體時(shí)必須格外小心；

3．儀器的各部件、儀表都有其使用的量程，切不可超過使用量程，以防損壞儀器傷接操作人員；

4．低壓調(diào)壓閥入口壓力不超過1.2MPa，使用低壓調(diào)壓閥時(shí)必須注意調(diào)節(jié)高壓調(diào)壓閥出口壓力，切切不能超過1.2MPa，否則會(huì)打爆低壓調(diào)壓閥。使用高壓調(diào)壓閥調(diào)節(jié)高壓力測試壓力時(shí)，低壓調(diào)壓閥兩端閥門必須關(guān)死，否則低壓調(diào)壓閥會(huì)被打爆。

5．儀器所配計(jì)算機(jī)為儀器所，切不可亂拷貝軟件，尤其是來歷不明的軟盤，計(jì)算機(jī)病毒可能會(huì)導(dǎo)致控制及數(shù)據(jù)采集的混亂和錯(cuò)誤，甚至不能工作。

6．儀器管匯流程為不銹鋼材料制作，有一定抗腐能力，但絕非一勞永逸，使用后即時(shí)清洗。流程長期不用時(shí)，流程管匯內(nèi)用高壓氣吹干，以防銹蝕。