低滲氣層損害室內評價裝置

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，優選出合適的、對儲層污染較小的鉆井液。

低滲氣層損害室內評價裝置可較準確地測定儲氣層巖樣在被鉆井液或其它介質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。

二、儀器的組成

儀器由氣體調壓系統、氣體增濕系統、鉆井液污染巖樣系統、巖樣模擬系統、計量系統、數據采集處理系統等部分組成。

1．氣體調壓閥系統

由高壓氣體調壓閥和低壓氣體調壓閥組成，當氣測滲透率壓力較高時可由高壓調壓閥直接調壓；當氣測滲透率壓力較低時由高壓調壓閥先減壓再經低壓調壓閥進行二次減壓。

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瓶壓力達不到氣測壓力要求，就必須事先對N₂氣瓶壓力進行增壓，用氣體增壓泵對低壓氣體增壓，儲存在高壓儲氣罐內備用。

2．氣體增濕系統

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，系統加溫到儲層溫度使氣源的氣經加濕器加溫、加濕在一定壓力下驅替飽和水后的巖樣，直至氣水平衡卸下巖樣，稱重計算束縛水飽和度。

增濕器：1000mL/40MPa

3．鉆井液污染巖樣系統

該系統包括平流泵、儲液活塞式中間容器等。污染介質裝在中間容器內，由平流泵驅替污染巖心。

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

由巖心夾持器、恒溫箱、回壓系統、環壓系統等組成。

巖心夾持器：TY—4型  適用巖心規格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：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

環壓系統：環壓泵JB—3型，壓力50Mpa

5．計量系統

壓力計量：巖心進出口壓力由壓力變送器測量，每個測量點選用兩個不同量程的變送器，以保證測試精度。

壓力變送器量程：1Mpa、40Mpa、精度0.25%F·S

氣體流量計量：用于測量流過巖心的氣體流量

氣體質量流量計量程5Sccm,500Sccm

6．數據采集與處理系統

包括采集接口板、數據采集處理軟件、計算機、打印機等

采集接口板：C104H/PCI、HK—PCI  812

數據采集處理軟件：適時采集溫度，巖心進出口壓力、氣體流量等參數，自動計算氣體滲透率值。

軟件采用VB編程，包括系統設置、參數錄入、數據采集、數據處理、報表打印等。

計算機、打印機：P4/3.0GHZ/256MB/80G/17″純平彩顯，HP1010

三、低滲氣層損害室內評價方法

1．統計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，系統加溫到儲層溫度使氣源的氣經加濕器加濕、加溫在一定壓力下驅替飽和水后的巖樣，直至氣水平衡卸下巖樣，稱重計算束縛水和飽和度。

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，加圍壓用調壓閥調節測試壓力（氣體不經過增濕器）選擇壓力變送器量程導通夾持器兩端的閥門，使氣體從巖心左端面進，右端面出選擇合適的氣體流量計，測定氣體流量壓力流量穩定后，按采集鍵采集壓力、流量計算機自動計算K_f值.

如果要在一定的孔隙壓力下測定氣體滲透率，在回壓閥加上相應的回壓。

4．巖樣進行污染

鉆井液裝在儲液容器內，用平流泵作為驅替動力，驅替鉆井液污染巖樣。

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K_b/K_f可以計算鉆井液對巖樣的污染程度，以此作為鉆井液對該儲層的損害大小指標。

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．低壓調壓閥入口壓力不超過1.2MPa，使用低壓調壓閥時必須注意調節高壓調壓閥出口壓力，切切不能超過1.2MPa，否則會打爆低壓調壓閥。使用高壓調壓閥調節高壓力測試壓力時，低壓調壓閥兩端閥門必須關死，否則低壓調壓閥會被打爆。

5．儀器所配計算機為儀器所，切不可亂拷貝軟件，尤其是來歷不明的軟盤，計算機病毒可能會導致控制及數據采集的混亂和錯誤，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，使用后即時清洗。流程長期不用時，流程管匯內用高壓氣吹干，以防銹蝕。