高温高压岩电参数测量装置研究
高温高压环境下的测井工具性能研究
高温高压环境下的测井工具性能研究随着石油勘探深入海洋和陆地极端环境，如高温高压条件下的油气藏中，测井工具在定量评估地下储层资源方面起着至关重要的作用。
因此，研究高温高压环境下测井工具的性能表现和问题成为了当今石油工程领域的热点之一。
本文将就这一主题展开论述，探讨高温高压环境下测井工具的性能研究。
一、高温高压环境对测井工具性能的挑战在高温高压环境中，测井工具面临着多重挑战，包括材料选择、封装与密封、工作稳定性等方面。
首先，高温高压环境对测井工具的材料选择提出了高要求。
传统材料在高温高压环境下容易发生氧化、腐蚀、疲劳等现象，导致工具失效。
因此，研发耐高温高压的材料成为了迫切的需求。
其次，封装与密封技术是高温高压环境下测井工具性能的另一个重要方面。
工具中的电子元件、传感器等需要受到良好的密封保护，以防止外部介质侵入，从而保持工具的正常运行。
最后，高温高压环境对测井工具的工作稳定性提出了更高的要求。
工具在极端环境下需要具备高度的可靠性和稳定性，以保证测量结果的准确性和可信度。
二、高温高压环境下测井工具性能研究方法为了研究高温高压环境下测井工具的性能，需要采用一系列的实验方法和数值模拟方法。
实验方法主要包括搭建高温高压环境模拟系统，对测井工具进行实验测试。
通过监测工具的电气性能、机械性能等指标，评估工具在高温高压环境下的表现，并发现问题所在。
数值模拟方法主要通过建立数学模型，利用计算机模拟高温高压环境对测井工具的影响。
通过改变参数和条件，模拟不同高温高压环境下的工具性能，并分析其变化规律。
三、高温高压环境下测井工具性能改进方案在研究高温高压环境下测井工具的性能时，需要针对前述的挑战提出相应的改进方案。
对于材料选择方面，可以采用新型高温高压材料，如高温陶瓷、高温合金等，以增强工具的耐受能力。
对于封装与密封技术方面，可以采用新型密封材料和密封结构，如高温橡胶、密封胶带等，以提高工具的密封性能。
对于工作稳定性方面，可以改进工具的结构设计，加强工具的抗震、抗振动能力，以提高工具的可靠性。
高温高压条件下的岩石变形实验研究
高温高压条件下的岩石变形实验研究在地球深处，高温高压是普遍存在的条件。
在这种极端环境下，岩石经历了巨大的变形和改变。
研究岩石在高温高压条件下的变形过程，对于理解地壳运动、地震活动以及资源勘探等方面都具有重要的意义。
本文将重点讨论高温高压条件下岩石的变形实验研究，并探讨其应用。
一、高温高压实验装置高温高压实验需要一个可以模拟地球深部环境的装置。
一种常用的装置是高温高压石英容器。
石英容器具有较高的熔点和较好的耐压性能，可以承受高温高压的作用。
实验时，将待研究的岩石样品置于容器内，通过加热和增加压力，可以使岩石样品达到高温高压条件。
二、高温高压下的岩石变形实验1. 岩石的变形类型在高温高压条件下，岩石的变形主要表现为塑性变形和蠕变变形。
塑性变形是指岩石在外力作用下产生永久性变形，而蠕变变形是指岩石在恒定应力下随时间发生变形。
通过实验可以观察到不同类型的岩石变形过程，并研究其机制。
2. 实验参数的选择在进行高温高压岩石变形实验时，需要选择合适的实验参数。
温度、压力和时间是重要的参数。
温度的选择根据所模拟的地球深部环境来确定，一般高温可达数百摄氏度。
压力根据实际需求来确定，可以通过增加石英容器内部的液体或气体来增加压力。
时间的选择考虑到实验的持续性和观察的需要。
3. 实验结果的分析通过高温高压岩石变形实验，可以得到大量的数据。
这些数据可以通过各种仪器和设备进行测量和记录。
实验结果的分析可以采用图表等形式展示，以便更好地理解岩石在高温高压条件下的变形过程。
同时，还可以通过比对实验结果和理论模型的差异，进一步验证和修正现有的理论。
三、高温高压岩石变形实验的应用1. 地壳运动和地震活动岩石在地壳运动和地震活动中起着重要的作用。
通过高温高压岩石变形实验，可以模拟地震过程，研究岩石在高温高压条件下的变形行为，从而深入理解地震的产生机制和发展过程。
2. 资源勘探高温高压岩石变形实验对于资源勘探也具有重要意义。
通过模拟地球深部环境，可以研究岩石在高温高压条件下的变形特征，对石油、天然气等资源的勘探与开发提供有价值的参考。
高温高压岩芯多参数测量仪器的研制
维普资讯
第 ２期
王洪艳等 ： 高温高压岩芯多参数测量仪器 的研制
ｌ９ ３
（ ）液体 渗透率测量原理 为达西公式 ， ＝ （ ３ Ｋ Ｑ・
）・／ Ａ・ ｐ ， Ｌ （ △ ）其中（ ） Ｑ・ 由专用流量 ・ 粘度传感 器 在线监测 ，Ｐ由多量 程压力传感器测量 （ １ 。 △ 图 ）
（） １ 气体孑 隙度测量采用波义耳定律 ， Ｌ 通过采 集标准室的原始体积和岩芯平衡压力计算岩芯孑 隙 Ｌ 体积 ， 根据输入 的岩芯基 本参数计算 出孔 隙度 。 Ｊ
高温高压下岩芯总体积通过轴向形变计算得出。 （） ２ 气体渗透率测量采用气体压降法不稳定流 原理 ， ｊ通过采集标准室的气体压降速度计算 渗透
２ 仪 器 的硬 件 结 构
该仪器为紧凑的工作台式结构 ， 该仪器包括高 温高压 岩芯 夹持 器 系统 、 围压和温 度控 制 系统 、 数据 采集 系统 。各 系统功 能介绍 如下 ：
２ １ 高温 高压夹 持器 ．
图 １ 液 体 渗 透 率 测 量原 理 图
（ ）岩芯 电阻 率 测量 采 用 四电 极法 测 量 Ｊ 以 ４ ， 消 除 电极接 触误 差 的影 响。 阻增 大 系数 采 用 两 电 电 极 测量驱 替过程 中的岩 芯 电 阻 。 替 过程 中岩 芯 水 驱 分挥 发 ， 致岩 芯 中水 的矿 化度增 大 ， 导 将严重 影 响岩 电实验 的准确性 Ｊ为解 决 由此 引 起 的 电 阻增 大 系 。 数 和饱 和度关 系 曲线 上翘 问题 ， 采用湿 气 驱替 。 为使 岩 芯饱 和度分 布均匀 ， 高测量 准确性 ， 算机 智能 提 计 控 制驱 替过 程 电阻稳 定平 衡 ， 以保 证 测 量 的 电 阻率
率， 为保证能测量 ７ 个数量级范围的岩芯渗透率， 仪 器 自动更换多个不同体积的测量用气罐。
高温高压岩石压缩系数实验装置研制
高温高压岩石压缩系数实验装置研制闫传梁;程远方;袁忠超;刘钰文;韩忠英;王伟【摘要】研制了高温高压岩石压缩系数教学实验装置,基于该装置测试了温度对岩石压缩系数的影响.结果表明:岩石压缩系数与岩石所处的应力状态和温度密切相关,压缩系数随温度的升高而增大,随净有效覆盖压力的增大而降低;在进行温度和孔隙压力循环后,岩石的压缩系数大幅降低;在进行第2次循环时压缩系数降低幅度最大,随后压缩系数降低的幅度逐渐减小.对衰竭式开采的油气藏进行产能预测时需要充分考虑温度对储层压缩系数的影响.%A teaching experimental device for rock coefficient of compressibility under high temperature and high pressure is developed and the effect of temperature on rock coefficient of compressibility is tested by this device.The results show that the rock coefficient of compressibility is closely related to the stress state and the rock temperature,and the coefficient of compressibility increases with the increase of temperature,and decreases with the increase of net effective overburden pressure.When the temperature and pore pressure are circulated,the rock compressibility decreases greatly,and when the second circulation is carried out,the compressibility decreases in maximum,and subsequently,the magnitude of the compressibility factor decreases gradually.Therefore,in the production prediction of depleted oil and gas reservoirs,the influence of temperature on the reservoir coefficient of compressibility should be taken into full consideration.【期刊名称】《实验技术与管理》【年(卷),期】2017(034)007【总页数】4页(P99-102)【关键词】实验装置;压缩系数;稠油油藏;高温高压【作者】闫传梁;程远方;袁忠超;刘钰文;韩忠英;王伟【作者单位】中国石油大学(华东) 石油工程学院, 山东青岛 266580;中国石油大学(华东) 石油工程学院, 山东青岛 266580;中海油研究总院海洋石油高效开发国家重点实验室, 北京 100028;中国石油大学(华东) 石油工程学院, 山东青岛 266580;中国石油大学(华东) 石油工程学院, 山东青岛 266580;中国石油大学(华东) 石油工程学院, 山东青岛 266580【正文语种】中文【中图分类】P618.13由于稠油密度大、黏度高、流动性差的特点,在开采过程中需要采用热采的方式来提高油藏的采收率,目前常用的稠油热采方式主要有蒸汽驱、蒸汽吞吐和火烧油层等[1]。
高温高压下岩石电导率不同测量方法的实验对比——以二辉橄榄岩为例
界 面 阻 抗 （ ｏ ｅｔ ｅ ａ ，９ １ Ｋａａｏｅ １，０ ９ 。 Ｒ ｂｒ ｔ １ １ ９ ； ｒｔ ｔ ．２ ０ ） ｓ ． ａ
交 流 阻 抗 谱 法 是 一 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 以小 振 幅 的正 弦 波 电位 （ 电流 ） 或 为扰 动信 号 的 电化 学测 量 的方法 （ 曹楚 南 ，
矿 物 电导率 测 量 方法 主要 有 ： 流法 （ ｕ ａｅ １ ， 直 Ｄ ｂ ｔａ． １ ７ ） 单 频 交 流 法 （ ａ ｔｖｃ ｏ ａ ｅ １ ， ９ １ ９３ ， Ｌ ｓｏ ｉ ｖ ｔ ａ． １ ９ ； ｋ
Ｃｏ ｓａ ｌ ｔａ． １ ９ ｎ ｔｂ ｅｅ １ ， ９ ２；Ｍ ａ ｔ ｉ ｋ ｔａ．， ０ ９ 和 ｎ ｈ ｌ ｅｅ １ ２ ０ ） ａ
一
张鉴 清 ２ ０ ） ０ ２ 。这 是 目前被 认 为最 先 进 的高 温 高压
下 测量 岩石 电导率 的方 法 （ 立 东 等 ， ０ ５ 。这 一 代 ２０）
高温高压条件下岩石力学特性实验研究
高温高压条件下岩石力学特性实验研究岩石力学是研究岩石在外界力作用下力学性质和变形规律的科学。
随着石油、天然气、地热等资源的开发利用和工程建设的迅速发展，对岩石力学特性的研究需求不断增加。
尤其在高温高压条件下，岩石受到的力作用更加复杂和严峻。
高温高压条件下的岩石力学实验研究是在模拟地下深部环境中进行的。
通过施加高温和高压条件，可以模拟地球深部的温度和压力环境，从而更好地理解和预测地下岩石的力学行为。
在高温高压条件下进行岩石力学实验研究，主要包括以下几个方面：1. 实验装置设计：实验装置设计是高温高压条件下岩石力学实验的关键。
为了模拟深部地下环境，需要设计合适的高温高压实验仪器，并选择适当的传感器和数据采集系统。
这样可以实时监测和记录岩石受力过程中的各个参数，例如温度、压力、应力、变形等。
2. 材料选择：在高温高压条件下，岩石的物理和力学性质可能发生显著变化。
因此，在实验研究中需要选择适当的岩石样本，并进行前期的物性测试。
同时，还需要考虑岩石样本的大小和形状，以及样本之间的连续性和均匀性。
3. 实验参数控制：在高温高压条件下，实验参数的控制是确保实验结果准确可靠的关键环节。
可以通过控制加热、降温速率和压力变化率等参数来模拟不同温度和压力条件下岩石的力学行为。
此外，还需要考虑实验时间的选择，以保证实验结果的稳定性和重复性。
4. 数据分析和结果讨论：完成岩石力学实验后，需要对实验数据进行分析和结果讨论。
可以利用岩石力学理论和模型对实验结果进行解释和验证。
同时，还可以比较不同试验条件下的结果，探讨岩石力学参数与温度、压力变化之间的关系。
高温高压条件下岩石力学实验研究的意义和应用广泛。
首先，对于深部地下工程和资源开发具有重要的指导意义。
例如，在油气勘探和开发中，了解岩石在高温高压环境下的力学特性可以帮助更好地设计和优化钻井、注水和压裂等作业方案。
此外，在地热能开发、地下储气库建设和核废料地质处置等领域也有重要应用价值。
高温高压下岩石物理参数的实验与模拟研究
高温高压下岩石物理参数的实验与模拟研究引言：岩石是地球内部结构与演化的重要组成部分，因此对岩石的物理参数进行实验与模拟研究具有重要意义。
特别是在高温高压下，岩石的物理性质会发生显著变化，这对于地球科学研究和资源勘探开发具有重要的现实意义。
一、实验研究1.1 高温高压实验设备为了模拟地壳和地幔中的高温高压环境，研究人员设计了一系列高温高压实验设备，如钻石压砧装置、封闭、多道压力装置等。
这些设备能够提供高温高压下的条件，使得研究人员能够模拟地球内部的物理环境。
1.2 岩石物理参数的实验测量在高温高压下，岩石的物理参数会发生变化，如弹性模量、热导率、电导率等。
研究人员通过高温高压实验设备对这些物理参数进行测量，以获得丰富的实验数据。
通过对实验数据的分析，可以深入探讨岩石的物理特性和地球内部的结构。
1.3 实验研究的局限性尽管高温高压实验提供了模拟地球内部环境的条件，但由于实验设备本身的限制，如温度、压力、时间等，以及实验样品的局限性，实验研究仍然存在一定的局限性。
因此，在实验研究的基础上，还需要进行模拟研究来补充和验证实验结果。
二、模拟研究2.1 数值模拟方法模拟研究中，研究人员利用数值模拟方法对高温高压下的岩石物理参数进行计算。
常用的数值模拟方法包括有限元方法、分子动力学方法、格点方法等。
通过模拟计算，可以得到物理参数在不同温压条件下的变化规律。
2.2 模拟研究的应用模拟研究具有广泛的应用前景。
一方面，通过模拟计算，可以预测高温高压下岩石的物理性质，为地质勘探和工程建设提供参考；另一方面，模拟研究还可以深入探索地球内部的物理过程，揭示地球的演化机制。
2.3 模拟研究的挑战尽管模拟研究具有许多优点，但其也面临着挑战。
首先，模拟计算所需的计算资源较大，对计算能力有一定的要求。
其次，模拟研究中的物理参数估计和模型假设的不确定性也会对研究结果产生一定的影响。
因此，模拟研究需要结合实验和观测数据，进行相互验证，才能得到可靠的研究结论。
高温高压条件下岩石物理特性的实验研究
高温高压条件下岩石物理特性的实验研究在地球内部深处，存在着高温高压的环境，这种极端条件对于岩石的物理特性有着深远的影响。
为了更好地理解和预测地壳运动、地震活动以及岩石变形等地球科学问题，研究人员对高温高压下岩石的物理特性进行了实验研究。
首先，我们来了解一下高温高压对岩石的影响。
随着深度的增加，地壳中的温度和压力都会逐渐增大，这导致岩石的物理性质发生了变化。
例如，岩石的导热性、热膨胀系数、弹性模量等在高温高压环境下会发生显著的改变。
这些变化对于地球内部热传导、地壳变形以及地震活动等过程起着重要的调控作用。
为了研究高温高压下岩石的物理特性，科研人员利用实验室条件建立了一系列模拟高温高压的设备。
其中最常用的是高温高压实验仪。
这些实验仪器可以在控制的环境中提供高温高压条件，并通过各种测试手段测量岩石的物理性质。
在高温高压实验中，研究人员通常选择具有代表性的岩石样品进行测试。
他们通过对样品施加不同的温度和压力，观察其物理特性的变化。
例如，研究人员可以使用热电偶测量岩石的导热性，通过测量电流和温度差来计算岩石的导热系数。
此外，他们还可以利用超声波技术测量岩石的弹性模量，以及利用红外辐射测量岩石的热导率等。
通过实验研究，研究人员发现高温高压条件下岩石的物理特性与地震活动之间存在密切的联系。
例如，在高温高压环境中，岩石的弹性模量会随着温度和压力的增加而增大，这导致岩石的脆性增大，容易发生断裂。
这对地震活动的发生和传播有着重要的影响。
此外，高温高压条件下岩石的物理特性还与地壳的形变有关。
在地球内部的构造运动中，岩石会发生塑性变形，而温度和压力是影响岩石塑性变形的重要因素。
通过实验研究，研究人员发现高温高压环境下岩石的塑性变形特性与形变速率、压力和温度等因素有密切的关系。
这些结果对于理解地壳的形变机制、岩石圈的运动以及地壳演化等具有重要意义。
综上所述，高温高压条件下岩石物理特性的实验研究对于理解地球内部的物理过程以及地壳的变形和地震活动等现象有着重要的意义。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
高温高压岩电参数测量装置研究
Ξ
王 赞1,陈一健1,石建刚2,冯 林1
(1.西南石油大学“油气藏地质及开发工程”国家重点实验室,四川成都 610500;
2.新疆油田公司勘探开发研究院,新疆克拉玛依 834000)
摘 要:岩心岩电参数的实验研究是岩石力学的重要内容,也是研究岩石物性、进行测井评价的基础。
本文介绍了自主研制的实验装置,该装置可以在温度150℃,压力90M Pa 进行全直径岩心和小岩心
岩电参数测量,并取得了良好的实验效果。
关键词:高温高压;岩电参数;实验装置 岩电参数是指岩心的电阻率、电阻率增大系数等参数。
利用实验室测出的岩电参数并结合实际的测井资料,可以更好地为石油天然气测井评价和油气资源测井资料的解释服务,以提高测井方法评价解释油气层的精度[1]。
而温度、压力对岩电实验结果有较大的影响[2-4],所以模拟实际地层压力和温度至关重要。
目前,国内外模拟地层高温高压条件下的岩电实验的温度极少数能达到120℃,实验围压最高达到70M Pa ,岩心孔隙压力更是很难建立。
该自主研制的测量装置能够在温度150℃,压力90M Pa 下进行实验,从而更好地模拟地层条件。
1 实验装置结构分析
该装置结构示意图(图1),它主要由以下几个部
分组成
:
图1 实验装置结构图
111 岩心夹持器系统:夹持器由不锈钢筒体、胶套、
锥套、测量柱塞,中间管线等组成,筒体、锥套和柱塞采用不锈钢材料,以提高夹持器的抗腐蚀能力;橡胶套由绝缘性优良且耐高温的材料制成[5];中间管线可以改变岩心孔隙压力。
112 温度控制系统:由烘箱和控温探头组成,监测岩心内部温度。
113 围压系统:由围压泵和相应的控制阀构成,可以根据实验要求建立合适的围压。
114 电阻率测量系统:由电桥仪和相应的监测软件构成,可以测量岩心的电阻。
115 驱替系统:由驱替介质容器、压力泵、压力传感
器和电子天平组成,可以驱替岩心中的水使岩心达到相应的含水饱和度。
2 实验装置测试分析
选取某油田同一口井同一井段的全直径岩心和小岩心两块,在围压42M Pa 下测试出两块岩心的孔隙度分别为0.184和0.189,然后分别对实验装置进行测试。
2.1 全直径岩心测试分析
将全直径岩心抽真空饱和地层水后装入全直径岩心夹持器,围压85M Pa ,温度140℃,用驱替法建立岩心含水饱和度,用100%CH 4进行驱替,选取的含水饱和度点依次为100%、90%、80%、60%、50%、40%,当驱替岩心到预定饱和度点时,通过夹持器中的中间管线将孔隙压力加到42M Pa ,等待岩心内流体分布平衡后测量岩心的电阻,然后计算出电阻增大系数(表1),最后建立岩心含水饱和度与电阻增大
6
内蒙古石油化工 2009年第4期
Ξ
收稿日期:2008-08-15
作者简介:王赞(1983—),男(汉族),河北衡水人,现为西南石油大学在读硕士研究生,主要从事石油工程仪器和岩心分
析研究。
系数关系图(图2)。
表1
不同含水饱和度下电阻增大系数
Sw 10.90.80.60.50.4I
1
1.27
1.6
2.78
4.49
6.
63
图2 含水饱和度与电阻增大系数关系图
通过测试数据分析,Sw 与I 在对数坐标下呈很
好的乘幂关系即相关性好,岩性系数b =1.0037,饱和度指数n =2.0811。
对于含油气储层地层而言,岩性系数b 的值在1左右,饱和度指数n 的值在2左右,对比此次实验所得结果,可知本次实验获取的岩电参数符合常理,该实验装置性能可靠。
2.2 小岩心测试分析
将小岩心抽真空饱和地层水后装入小岩心夹持器,围压85M Pa ,温度140℃,实验步骤与全直径岩心实验一样,然后测量小岩心的电阻率(表2),最后建立含水饱和度与电阻增大系数关系图(图3)。
表2
不同含水饱和度下电阻增大系数
Sw 电阻率(83m )
I 1.002.37
1.000.90
2.991.260.80
3.821.610.606.642.800.5010.69
4.510.40
15.43
6.51
通过测试数据分析Sw 与I 在对数坐标下呈很
好的乘幂关系,岩性系数b =1.0086,饱和度指数n =2.0685。
同一口井同一井段的全直径岩心与小岩心在同样实验条件下所回归出的阿尔奇参数基本上相同,这说明该实验装置测得的数据具有可比性强、重复性好、可靠性高等优点。
图3 含水饱和度与电阻增大系数关系图
3 结论
该实验装置能够较好地模拟地层条件进行岩心岩电参数测量,并通过全直径岩心和小岩心进行实际的测试,对实验结果进行了处理和分析,测试结果合理有效。
该装置具有可靠性好,测试精度高等优点。
[参考文献]
[1] 周新鹏.岩石声电参数测量方法与实验研究
[D ].中国地质大学,2008.
[2] 张建华,刘振武.电法测井原理与应用[M ].西
安:西北工业大学出版社,2002.[3] 邓少贵,边瑞雪,范宜仁等.储层温度对阿尔奇
公式参数的影响[J ].测井技术,2000.[4] 刘正峰,刘堂晏,燕军.高温高压、泥质含量、润湿性及实验方法对阿尔奇公式的影响分析
[J ].测井技术,1998.[5] 王洪艳,陈一健等.高温高压岩芯多参数测量
仪器的研制[J ].西南石油大学学报,2007.
Research On Electrical Parameters Of RocksM easuremen t I n stru men t Used I n H igh Temperature And H igh Pressure
W A N G Z an 1,CH EN Y i -j ian 1,S H I J ian -g ang 2,F EN G L in
1
(1.State Key L abo rato ry fo r O il and Gas Geo logy and Exp lo itati on ,Southw est Petro leum U niversity 2.R esearch Institute of Exp lo rati on and D evelopm ent ,X injiang O ilfield company ,X injiang 834000,Ch ina )Abstract :Experi m ental study of rock’s electrical param eters m easurem ents is the i m po rtant content of rock physics ,and is also the basis of rock p roperties and w ell logging evaluati on .T h is article describes a self -m ade experi m ental device ,it can m easure electrical param eters of rock s at h igh temperature from am bient temperature to 150℃and h igh p ressure from 1M Pa
to 90M Pa ,ach ieve good experi m ental results
.Key words :H igh T emperature and H igh P ressure ;E lectrical Param eters O f RockExperi m ental D evice
7
2009年第4期 王赞等 高温高压岩电参数测量装置研究。