酸化刻蚀仪及其操作方法技术

本发明专利技术公开了酸化刻蚀仪及其操作方法，酸化刻蚀仪，包括由透明材质做成的可视化岩心夹持器，可视化岩心夹持器为中空封闭结构，可视化岩心夹持器的上端开有上端通孔、下端开有下端通孔，上端通孔和下端通孔均与可视化岩心夹持器内部导通。本发明专利技术的有益效果是：本装置采用一英寸柱状岩心，易加工且可采用储层实际岩心进行实验研究；对岩心刻蚀形态能实时跟踪；且真实反应酸岩反应全部过程，同时能进行环形裂缝导流能力的变化研究，实现优化酸液体系、酸化工艺目的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及对地层岩心酸化刻蚀设备以及操作过程，具体是指。
技术介绍
岩心酸化实验作为最重要的油气藏增产改造技术之一，在油气藏的建产、投产、高产、稳产方面扮演着重要的角色。酸岩反应后岩面刻蚀形态与酸液类型、岩石类型、温度、压力、流速、酸液用量等有关，同时也是决定酸化效果的关键因素之一。酸岩刻蚀实验及酸岩反应机理是优选酸液体系、优化酸压工艺的科学基础。常规酸化静态刻蚀实验采用一定量酸液(通常为100ml)，在特定温度和大气压下，与岩心反应特定时间后取出照相，从而观察酸液刻蚀后岩面形态；动态刻蚀实验往往是在静态刻蚀的基础上以一定旋转速度搅拌酸液或旋转岩心，或者采用酸蚀裂缝导流能力仪进行平板裂缝刻蚀，反应一段 时间后取出照相，观察岩面刻蚀形态。显然，常规酸化刻蚀实验不能模拟深度地层环境，其缺乏压力、温度和环形裂缝形态等参数，因此不能真实反应酸岩反应过程。根据现有常规酸化静态刻蚀实验，所得到的酸液往往在真正实施时，效果不甚理想，重复实验和重复施工现象严重。现有技术的具体缺点如下:1.受实验要求限制很难采用储层实际岩心，实验结果无法代表储层实际情况，且岩心制备难度大；2.实验难度大，成本高，效率低；3.无法实时跟踪裂缝壁面刻蚀形态的变化，不能真正实现液体和工艺优化。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种能进行实施观察和记录岩心和酸液反应时的变化、标准的模拟地层环境的设备和操作方法，即。本专利技术的目的通过下述技术方案实现:酸化刻蚀仪，包括由透明材质做成的可视化岩心夹持器，可视化岩心夹持器为中空封闭结构，可视化岩心夹持器的上端开有上端通孔、下端开有下端通孔，上端通孔和下端通孔均与可视化岩心夹持器内部导通。基于上述结构，本专利技术采用透明材质做成的可视化岩心夹持器作为夹持岩心的设备，相对与传统酸化反应设备而言，本专利技术中的可视化岩心夹持器为中空封闭结构，仅在可视化岩心夹持器的上端开有上端通孔、下端开有下端通孔，上端通孔和下端通孔均与可视化岩心夹持器内部导通。这样，将柱状形的岩心夹持在可视化岩心夹持器内部，然后使得可视化岩心夹持器内壁与岩心外壁保持间隙，形成环形裂缝导流层，同时保持下端通孔和上端通孔均与环形裂缝导流层连通，这样可模拟岩心在地层的环境，同时可视化岩心夹持器为中空封闭结构，当一定压力和一定温度的酸液注入到环形裂缝导流层后，可模拟实际操作时对一定地层深度的压力和温度环境的模拟，可做到实验调节的唯一性变化，即在实验时，只需要改变酸液的成分即可观察到什么参数的酸液能对岩心起到刻蚀的效果。具体操作时，一般由油气藏施工方，即油气生产商，提供油气深度位置的岩心样品，另外利用探测工具测量该油气深度的压力和温度，并将这些参数提供给实验方，实验方根据岩心样品，直接或作定形处理后将岩心样品夹持在可视化岩心夹持器内，调配若干种酸液，在调配酸液前可对岩心样品成分分析，得出最合适该岩心样品的酸液，当然，随着温度和压力的变化，该酸液对岩心样品的刻蚀效果不一定最理想，最后借助于上述酸化刻蚀仪进行试验对比。试验前对上述几种预先设置的酸液进行水浴加热定温到该油气深度的温度参数，同时对上述几种预先设置的酸液进行施压操作，加压到该油气深度的压力参数，最后将上述定压定温的酸液注入环形裂缝导流层。等候酸液与岩心外壁反应，反应时，由于可视化岩心夹持器为透明材质做成，因此可实时的观察到岩心外壁的刻蚀程度。通过其他记录设备可实时的检测和记录到该反应的过程变化。如摄像机、相机等。最后根据实验数据确定最佳酸化刻蚀酸液参数。最后将该酸液应用在实际的生产中。还包括与上端通孔连通的排液管。设置上述排液管可将可视化岩心夹持器内反应后的酸化液排出。还包括与下端通孔连通的稳压稳温定酸装置。稳压稳温定酸装置作为模拟一定地层的压力温度环境，其压力值和温度值，根据油气生产商提供的参数设定为定值，作为不变量，仅仅改变酸液成分，达到统一环境下，不同酸液成分对岩心的刻蚀影响，以得到科学的数据。稳压稳温定酸装置，以使得酸液定温和定压为准。稳压稳温定酸装置包括与下端通孔连通的多通阀，多通阀连通有储液罐，储液罐放置在恒温水浴器中，储液罐连通有压力源。一般的 ，稳压稳温定酸装置采用多通阀作为连接可视化岩心夹持器的连通结构，采用储液罐将预先调配好的酸液存贮，利用恒温水浴器对储液罐加热，即对酸液加热，加热到与模拟的地层温度一致，完成地层温度环境模拟，压力源一般以高压氮气冲压，形成对储液罐内的酸液加压。完成加压后，打开可视化岩心夹持器与多通阀之间的阀门，即可形成与可视化岩心夹持器之间的连通。一般多通阀为六通阀，也可以为三通阀，也可以为四通阀或5通阀，可根据酸液的种类而定，采用六通阀后，则酸液的种类一般可以预先设置为3种，第一种酸液反应观察记录完成后，再次取一块岩心替换上次反应后的岩心，然后重复进行上述反应过程，重复完成直至3种酸液反应完成后，得出最佳刻蚀酸液种类。所述多通阀连接有压力表。采用压力表可实时的检测压力源的状态，可有效的避免误差和实验条件单一性出错。所述多通阀连接有排空管。排空管可将反应完成后的余液排空，以免影响下次反应。还包括设置在可视化岩心夹持器四周的摄像头，所述摄像头安装在升降机上，且摄像头通过信号线与处理器连接。摄像头、升降机和处理器组成图像信息监视和采集结构。方便试验后仔细观察整个反应过程。还包括设置在可视化岩心夹持器四周的裂缝深度测试仪。裂缝深度测试仪可将刻蚀后的凹槽的实施变化记录，方便后期查询和调用分析。实际生产中的酸化施工时，酸液在储层裂缝流动过程中将对裂缝壁面产生刻蚀，裂缝壁面刻蚀形态随着注入酸液的类型、浓度、注入时间及岩石本身特性而变化，从而影响储层裂缝的导流能力；本专利技术装置主要用于流动过程中储层岩心的刻蚀形态研究、环形裂缝导流能力研究；设备采用可视化岩心夹持器，实时拍摄注酸过程中岩心刻蚀形态的变化，同时通过改变裂缝宽度，研究环形裂缝导流能力的变化。此前该方面的研究手段局限于岩心端面刻蚀、平板裂缝壁面刻蚀，除了岩心制备难度较大外，由于岩心尺寸限制，无法采用储层实际岩心进行实验研究。另外，本专利技术的在于研制一个将酸液刻蚀后岩面形态实时可视化的仪器，该仪器通过对酸液刻蚀岩面进行实时高清摄像来评价不同酸液类型在不同温度、压力及流速等条件下对岩面的刻蚀形态，同时也可以来评价不同酸液类型在同温度、压力及流速等条件下对岩面的刻蚀形态，可有效解决现有酸化仪器在评价酸岩刻蚀形态时只能得到特定刻蚀时间内的岩面形态、不能真实反应酸岩反应过程，以及难以采用储层实际岩心进行实验研究的难题。同时可将酸岩反应动力学参数和H+传质系数等的测定结合进来研究。本专利技术装置主要由控制部分和工作台两大部分组成；装置采用微机及二次仪表实现半自动控制，对实验温度、压力、流量实行监控监测，摄像头对岩心刻蚀形态实行全程跟踪拍摄；工作台部分主要由可视化岩心夹持器(透明岩心夹持器)、储液罐、恒温箱、恒温水浴器等组成，用高压氮气作为压力源驱动实验流体(酸液)。本专利技术装置工作原理是模拟储层酸化施工过程，在一定温度、压力条件下，驱动酸化工作液(酸液)在裂缝中流动，实时监测酸化工作液在流动过程中对岩石的刻蚀形态及裂缝导流能力的变化；为优选酸化工作液、优化酸压工艺提供科学依据。以往相关实验大都米用露头岩样进行研究，露头岩样与本文档来自技高网...

【技术保护点】
酸化刻蚀仪，其特征在于：包括由透明材质做成的可视化岩心夹持器（8），可视化岩心夹持器（8）为中空封闭结构，可视化岩心夹持器（8）的上端开有上端通孔、下端开有下端通孔，上端通孔和下端通孔均与可视化岩心夹持器（8）内部导通。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵立强，刘平礼，袁学芳，钟双飞，罗志锋，李年银，赵振峰，彭建新，杜娟，刘飞，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：