岩心流动试验仪国产化进展
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器 . 物探装备 ,1998 (1) ( 资料)
2 李庆忠 . 走向精确勘探的道路 . 石油工业出版社 ,1993 ( 资料) 3 陈祖传 . 新一代地震仪发展的探讨 . 石油物探装备 ,1996 (1) ( 资料) ( 收稿日期 :1998 - 10 - 19 编辑 : 王兴安)
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法判断各组实验数据中有无因操作不当产生的异常 值 [ 1 ] 。表 2 是用 Dixon 准则判断实验异常值的通用 计算公式 , 其中 n 为测定次数 。若按表中方法求得 r1 和 rn 值均小于 f ( 0 . 05 , n ) , 则说明测定值中无异 常值存在 。
表 2 f ( 0 . 05 , n) , r1 和 r n 计算公式
表 1 HC - 200 岩心试验仪对渗流参数平行测定结果
序号
01 02 03 04 05 06
Kwi Kwi - Kw RFi RFi - RF RRFi RRFi - RRF
16 . 300 0 16 . 972 2 16 . 132 9 15 . 736 0 15 . 258 1 15 . 424 9
Kw = 15 . 970 7
+ 0 . 329 3 + 1 . 001 5 + 0 . 162 2 - 0 . 234 7 - 0 . 712 6 - 0 . 545 8
7 . 978 2 7 . 949 2 8 . 196 8 8 . 318 1 8 . 393 3 8 . 427 4
RF = 8 . 210 5
聚合物驱油是一种机理和过程都与常规水驱差 别较大的强化采油方法 。在聚合物驱油中 , 聚合物 的驱替对象是地层岩心 , 聚合物在地层孔隙中的渗 流物性不仅取决于聚合物的分子构型 , 更要强烈地 受到地层物性的影响 。又由于地层物性的极端复杂 性 ,仅仅依靠严密的理论计算很难推导出聚合物溶 液在孔隙介质中的渗透流规律公式 , 主要还是要通 过各种形式的渗流实验总结出一些经验公式 。为 此 ,用来模拟聚合物溶液在地层孔隙中渗流状况的 岩心流动实验装置就成了研究聚合物驱油技术所不 可缺少的基本仪器 。以前国内在进行岩心流动实验 时是用高压金属管线将驱替泵 、 压力容器 、 岩心夹持 器串联起来 ,体积庞大的电热恒温箱耗电量巨大 ,控 温精度较高的仪器也只能达到 ± 3 ℃。在工作过程 中 ,驱替压差由普通压力表指示 ,流体量用刻度量筒 与秒表采集 。将读得的压差值 ( P) 、 流量值 ( Q ) 、 岩 心参数 ( 长度 L 、 横截面积 A ) 以及流体粘度值 (μ) 代 ): 入达西方程求得驱替流体渗透率 ( Kw) 和流度 (λ μ λ μ Kw = L Q/ PA = Kw/ 再求得阻力系数 ( RF) 和残余阻力系数 ( RRF) : RF = λ w1 / λ p RR F = λ w1 / λ w2 在上述操作中 , 为了尽可能减小肉眼读数和手 工计量所产生的误差 , 不得不增大每个采样点的计
用泵作正向驱替时 ,关闭氮气源三通阀和阀门 2 、 5、 7 ,打开阀门 3 、 8、 6 , 将三通阀 4 向上开启 , 平流泵三 通阀 1 向下开启 , 打开装有试验流体的容器进出口 阀门即可开始工作 ; 反向驱替时 ,三通阀 1 开启方向 不变 ,关闭阀门 2 、 8、 7、 6 , 打开阀门 3 、 5 , 将三通阀 4 向下开启 。当用高压氮气动力源正 、 反向驱替时 ,打 开氮气三通阀 ,关闭阀门 2 ,其余操作 ,同前 。
・8 ・ ・ 综 述・
石 油 仪 器
1999 年 2 月
岩心流动试验仪国产化进展
马 广 彦
( 庆阳 长庆石油勘探开发研究院)
马广彦 . 岩心流动试验仪国产化进展 . 石油仪器 ,1999 ,13( 1) ,8～9 ,16 摘 要 国产岩心流动试验仪的基本功能是评价各种采油用剂在岩心中的渗流参数 。国产 HC — 200 型岩心流 动试验仪对岩心液相渗透率测定结果的标准偏差为 2. 581 × 10 - 1 , 对聚合物阻力系数和残余阻力系数测定结果的 标准偏差分别为 8. 455 × 10 - 2 和 7. 862 × 10 - 3 。国产岩心流动试验仪的改进方向是完善计算机软件 ,增加对多相流 出液的自动分离系统和发展多功能型产品 。 主 题 词 岩心 流体 分析仪器 评价 渗流参数 国产化 作者介绍 马广彦 高级工程师 ,1944 年生 ,兰州大学化学系毕业 ,从事油田化学研究工作二十多年 。所负责的油 田堵水 、 油田防腐 、 油田清防垢等科研项目多次获长庆石油勘探局科技成果一 、 二、 三等奖 。发表论文二十余篇 。 现为油田三次采油项目负责人 。邮编 :745101
- 2 - 3
6
3 0 . 970
4 0 . 829
5 0 . 710
6 0 . 628
7 0 . 569
; RRF 的 r1 = 0 . 154 9 , r6 = 0 . 028 8 ,
计算公式 : r1 = ( X2 - X1) / ( X n - X1) ; rn = ( X n - X n - 1ห้องสมุดไป่ตู้ / ( X n - X1)
表 1 示出用中国石油天然气总公司勘探开发研 究院生产的 HC - 200 型岩心流动试验仪所进行的 同一支岩心水相渗透率 ( Kw) 、 聚合物阻力系数 ( RF) 和残余阻力系数 ( RRF) 的平行试验结果 , 可见各组 实验数据的测定值 ( X i ) 与平均值 ( X ) 之间的正负误 差 ( X i - X ) 呈现很好的正态分布规律 。 为确定本组实验数据的准确度 , 首先用统计方
量体积 ,这样就必须用数分钟 ,甚至半小时的时间间 隔才能测得一个流量数据 。测定一支岩心聚合物的 阻力系数和残余阻力系数一般需要十几小时 , 并且 所测数据的精确度很低 。 “八五” 期间 , 为开展三次 采油技术研究 ,我国在大庆和大港油田率先引进国 外现代化岩心流动试验仪 , 极大地提高了工作效率 和研究水平 。此后 ,国内某些厂家纷纷效仿 ,在吸收 国外经验的基础上设计制造出各种型号的由计算机 管理的现代化岩心实验装置 。直至 90 年代 ,国内那 种用管线联结的简陋的实验装置才陆续被淘汰 。 现代岩心流动试验仪由驱替动力系统 、 恒温系 统和计量系统等基本单元组成 ,如图 1 所示 ,其中动 力系统是一台由计算机控制的微型平流泵 , 其流量 可在允许范围内随意设定 ; 仪器设有一组活塞式不 锈钢高压容器 ,用于盛装试验流体 ; 恒温系统是由恒 温精度可达 ± 0. 1 ℃ 的电子自动控温仪控制的 ,体积 小到仅可容纳一套岩心夹持器的电热恒温箱 , 恒温 温度可在常温到 200 ℃的范围内随意设定 ; 压差测 量系统是两组由电子元件控制的压力传感器 , 测定 压差读数最小可达 1 ‰ MPa 。流体流量由感量达 1 % g 的电子天平计量 。而所有这些操作 、 计量 、 数 据采集及数据处理 、 数据输出等都由计算机来完成 。 由于电子天平有足够的秤量准确度 , 使得测定一个
先将表 1 渗透率值由小到大的顺序排列如下 : 15. 258 1 , 15. 424 9 , 15. 736 0 , 16. 132 9 , 16. 300 0 ,
16. 972 2 ,再按表 2 公式计算 r1 和 r6 :
r1 = (15 . 424 9 - 15 . 258 1) / (16 . 972 2 - 15 . 2581)
n f ( 0 . 05 , n)
二者均小于 f ( 0 . 05 , 6) = 0 . 628 , 可见所测 Kw 值中无 异常值存在 。其次再由 Bessel 公式计算测定值的标 准偏差 :
( Kwi - Kw) 2 -1 = 2 . 581 ×10 n ( n - 1) 用同一方法求得 RF 的 r1 = 0. 060 6 , r6 = 0. 071 3 , S = S = 8 . 455 × 10 S = 7. 682 × 10
参 考 文 献
1 钱绍湖等 . 在高分辨率地震勘探中为什么要加低截滤波
结 束 语
人们企盼真正的高分辨率地震勘探 , 而真正高 分辨率勘探的实现有赖于高效能激发震源的开发和 Δ - Σ 24 位仪器的记录动 高分辨率检波器的应用 。 态范围虽然仅有 110 dB 左右 ,并未达到地震反射信 号应有的动态范围 , 但与目前实际动态范围不超过 60 dB 的地震检波器相匹配已是绰绰有余 。 数字地震仪问世近 30 年来 ,历经数代的不断进 化 ,各个阶段都有其代表性的里程碑 。在系统控制 和检测功能方面 ,在数据传输和质量控制方面 ,以及 在系统的可靠性方面 , 都取得了长足的进展 。然而 只是在Δ - Σ 24 位 A/ D 转换器于 1992 年出现以后 , 才使得数据记录的精度 ( 动态范围 ) 有可能彻底改 观 。可是由于震源和检波器的制约 , 仍难以取得高
第 13 卷 第 1 期 马广彦 : 岩心流动试验仪国产化进展 流量数据所用的时间间隔缩短到 10 s～20 s ,测定一 支岩心的聚合物阻力系数和残余阻力系数一般不超
・9 ・
过 2 h。 驱替动力源除了平流泵外 ,也可采用高压氮气 。
图 1 HC - 200 岩心流动试验仪流程示意图
。可见各组实验数据中均无异常值 且达到了较高的准确度 。 目前我国生产同类型岩心流动试验仪的厂家主 要有中国石油天然气总公司勘探开发研究院 、 山东 石油大学仪表厂及江苏海安石油仪器厂等 , 但目前 各家新产品的功能基本上都以单相渗流实验为主 , 除了测定聚合物渗流参数之外 , 还可用于一般入井 流体 ( 注入水 、 堵水剂 、 解堵剂 、 压裂液 、 泥浆等) 的岩 ( 下转第 16 页)
心实验评价及地层对入井流体的敏感性评价等 。山 东石油大学生产的一种多功能岩心驱替系统可用于 稳态 ( 或非稳态 ) 法相对渗透率测定 , 稳态 ( 或非稳 态) 相对渗透率 — 岩石电阻率联测 [2 ] 。国外同类岩 心流动试验仪的基本结构与国内产品大同小异 , 只 是适用于不同驱替目的的仪器型号呈系列化趋势 , 计算机管理系统更加完善 , 并且各种型号仪器的流 程出口端都附加一台三相分离器 , 可实现驱出流体 中水 、 油、 气体的连续分离和自动计量 [3 ] 。三相分离 器是一个精密内径玻璃分离容器 , 用一个流体界面 探测器和定位器完成驱出油 、 水体积的分别计量 ,驱 出流体中的气体则由从三相分离器引出的气量计自
