一种全直径可视化岩心径向流夹持装置及方法与流程

1.本发明属于石油开采技术领域，具体来说涉及一种全直径可视化岩心径向流夹持装置及其使用方法。


背景技术：

2.对于储层非均质性强的油藏而言，在开发过程中容易形成优势通道，导致测试体系窜流，影响开发效果。因此，需要采用测试体系对非均质储层的优势通道进行测试及治理，从而提高油田开发效果。
3.目前，在测试体系性能评价过程中，主要采用室内物理模拟实验将油藏情况进行模拟，从而优化测试及治理方案，为现场的施工提供指导。但是，目前实验室常采用传统的全直径岩心驱替模型来评价测试体系性能。实验过程中，测试体系在实验装置中呈现轴向流动，且驱替实验过程不可视。而实际现场施工作业中，测试体系由井筒向地层深处的流动为径向流。因此,现有实验室常采用传统的全直径岩心驱替模型无法模拟测试体系在地层中的渗流特征；无法研究地层的层位分布特征；无法分析测试体系的窜流通道分布；无法分析裂缝的分布特征；无法分析高低渗储层测试体系的通道分布；无法研究储层的连通性；不能够真实模拟测试体系性能效果及测试体系在地层中的渗流特征，从而无法真实的描述测试体系在近井地带的渗流规律及渗流状态。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出了一种全直径可视化岩心径向流夹持装置及其使用方法。该装置能透过可视窗观察设定的油藏条件下测试体系在地层中的径向流，实时监测及表征：1)测试体系渗流分布特征；2)地层的层位分布特征；3)测试体系优势通道分布；4)储层连通性。该装置及其使用方法可真实的描述测试体系在近井地带的渗流规律及渗流状态，通过视窗结合全程监视手段研究：1)测试体系渗流分布特征；2)地层的层位分布特征；3)测试体系优势通道分布；4)储层连通性，从而对油田开发方案设计提供指导。
5.本发明是通过以下技术方案实现的：
6.一种全直径可视化岩心径向流夹持装置，包括上堵头、夹持筒体、下堵头、全直径岩心、岩心胶套、导流毛细管、管线和阀门；
7.所述夹持筒体的上端连接上堵头、下端连接下堵头，所述全直径岩心设置于夹持筒体内、顶部紧贴上堵头、底部紧贴下堵头，并且与夹持筒体内壁之间形成环空；所述全直径岩心顶面和侧壁刻有相衔接的导流槽，导流槽内设置有导流毛细管，导流毛细管上端由上堵头穿出、下端为盲端、与全直径岩心壁面接触段均布单排导流孔；所述全直径岩心表面套设岩心胶套，岩心胶套侧面形成与单排导流孔位置相对应的出液孔；
8.所述管线包括总管线、侧管线和支管线，所述总管线与导流毛细管的上端相连，所述侧管线设置于夹持筒体侧面，所述支管线穿过夹持筒体筒壁与导流毛细管上的单排导流
孔相连；
9.所述总管线上设置有总阀门，所述侧管线上设置有侧阀门，每条所述支管线上设置有对应的支管线阀门。
10.在上述技术方案中，所述夹持筒体和岩心胶套均采用透明材质制成。
11.在上述技术方案中，所述出液孔孔距为2
‑
5cm，出液孔孔径的2
‑
4mm。
12.在上述技术方案中，所述夹持筒体与上堵头的连接处设置有上堵头密封圈。
13.在上述技术方案中，所述夹持筒体与下堵头的连接处设置有下堵头密封圈。
14.在上述技术方案中，所述全直径岩心上端面与上堵头之间设置有上岩心密封垫片。
15.在上述技术方案中，所述全直径岩心下端面与下堵头之间设置有下岩心密封垫片。
16.一种全直径可视化岩心径向流夹持装置的使用方法，按照下述步骤进行：
17.步骤一：在全直径岩心壁面和上端面刻出导流槽，在导流槽内填入导流毛细管；
18.步骤二：安装下堵头，将带有导流毛细管的全直径岩心装入岩心胶套中；
19.步骤三：将装有全直径岩心的岩心胶套装入夹持筒体内，导流毛细管与由上堵头穿出，并连接总管线，总管线上安装总阀门；
20.步骤四：在夹持筒体上安装侧管线和支管线，各个管线上分别对应安装侧阀门和支阀门；
21.步骤五，调节侧阀门，向夹持筒体内的环空打环压。
22.本发明的优点和有益效果为：
23.1.一种全直径可视化岩心径向流夹持装置及其使用方法能够实现监测全直径岩心不同层位、不同时间的产出流体的量，表征流体径向流渗流分布特征；克服了传统的全直径岩心驱替实验只能表征轴向流流体渗流的问题；
24.2.一种全直径可视化岩心径向流夹持装置及其使用方法能够实现监测全直径岩心不同层位、不同时间的产出流体的量，表征储层多层序的分布特征；克服了传统的全直径岩心驱替实验只能表征单层的分布特征问题；
25.3.一种全直径可视化岩心径向流夹持装置及其使用方法能够实现监测全直径岩心不同层位、不同时间的产出流体的量，表征储层层内与层间优势通道分布特征；克服了传统的全直径岩心驱替实验只能表征层内优势通道的问题；
26.4.一种全直径可视化岩心径向流夹持装置及其使用方法能够实现监测全直径岩心不同层位、不同时间的产出流体的量，表征储层层内与层间连通性；克服了传统的全直径岩心驱替实验只能表征层内连通性的问题。
附图说明
27.图1为本发明整体结构示意图。
28.图2为导流管结构示意图。
29.图3为胶套结构示意图。
30.图4为岩心与导流毛细管结构示意图。
31.其中：1为总管线，2为总阀门，3为上堵头，4为上堵头密封圈，5为下堵头，6为下岩
心密封垫片，7为下堵头密封圈，8为夹持筒体，9为上岩心密封垫片，10为环空， 11为导流毛细管，12为单排导流孔，13为岩心胶套，14为出液孔，15为导流毛细管盲端，16为全直径岩心，17为侧阀门，18为导流毛细管入口，19为侧管线，20为第一支阀门，21为第一支管线，22为第二支阀门，23为第二支管线，24为第三支阀门，25为第三支管线，26为第四支阀门，27为第四支管线，28为第五支阀门，29为第五支管线。
32.对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据以上附图获得其他的相关附图。
具体实施方式
33.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术方案。
34.实施例
35.堵头部分的上堵头3、下堵头5分别与夹持筒体8两端相连，且分别紧贴全直径岩心16的上、下端面，全直径岩心16安装于夹持筒体8内。
36.注入流体通过上堵头3的总管线1流入夹持筒体的导流毛细管11后，从全直径岩心 16各孔喉流出，然后通过第一支管线21、第二支管线23、第三支管线25、第四支管线 27和第五支管线29流出全直径可视化岩心径向流夹持装置，可模拟流体在地层中的径向流。
37.上堵头3与夹持筒体8相连，两者之间通过螺纹和上岩心密封垫片9密封，上堵头 3插入岩心胶套13内，两者之间通过上堵头密封圈4密封，上堵头下端面紧贴全直径岩心16上端面，用于固定2全直径可视化岩心腔体部分16在夹持器中的位置，
38.导流毛细管11穿过上堵头3中心与总管线1连接，总管线1上配有总阀门2用于控制注入流体的速度；
39.下堵头5与夹持筒体8相连，两者之间通过螺纹和下堵头密封圈7密封，下堵头5 顶端嵌插入岩心胶套13内，两者之间通过下岩心密封垫片6密封，下堵头5紧贴全直径岩心16下端面，用于固定全直径岩心16在夹持器中的位置；
40.全直径岩心16位于岩心胶套13内，全直径岩心16上部与下部分别与上堵头3的下端面和下堵头5的上端面接触，全直径岩心16的壁面和上端面刻有导流槽，导流槽内充填导流毛细管11，导流毛细管11与上堵头3连接，导流毛细管11上带有单排导流孔12、导流毛细管盲端15，单排导流孔12用于实现注入流体的均匀分布，导流毛细管盲端15 用于抑制注入流体沿岩心底端面窜流；岩心胶套13上带有出液孔14，出液孔14均匀分布在导流毛细管11轴向正对一侧，实现全直径岩心16不同渗透层产出流体的流出，不同层位的出液孔分别连接不同层位的管线，不同层位的管线分别带有阀门，用于实现产出流体速度的控制；侧管线19设置于夹持筒体侧部8与环空10连通，侧管线19上配有侧阀门17用于控制注入流体的速度；进入环空10的流体给岩心胶套13提供围压，确保岩心胶套13与全直径岩心16的密封，防止沿全直径岩心16与岩心胶套13接触面窜流，通过模拟流体在地层中的径向流。
41.本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关
系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
42.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
43.以上对本发明做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本发明的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本发明的保护范围。