可调储层参数的岩样物理特性测量系统及测量方法

本发明涉及工程地质领域，特别是涉及一种可调储层参数的岩样物理特性测量系统及测量方法。

背景技术：

1、在co2地质封存、油气储层改造及开采等工程中，都涉及到流体驱替过程（水驱替油气、co2驱替水、co2驱替原油等），但是这一过程中岩样的物理特性（包括弹性波速度以及电阻率）和储层参数（包括岩样所处的温度、压力和流体饱和度）之间的关系并未被人研究；即使存在较少的研究，但也仅涉及原理上的分析，是定性方面的研究，而缺乏定量的研究。而现有的一些岩样检测装置，也无法适用于岩样的物理特性和储层参数之间关系的定量研究。

2、应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本技术的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本技术的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。

技术实现思路

1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种可调储层参数的岩样物理特性测量系统及测量方法，用于解决现有技术无法对岩样的物理特性（包括弹性波速度以及电阻率）和储层参数（包括岩样所处的温度、压力和流体饱和度）之间的定性和定量关系进行分析测量等问题。

2、为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种可调储层参数的岩样物理特性测量系统，包括：

3、岩心夹持器、温控机构、压力加载机构、流体饱和度调节机构以及测量装置；

4、所述岩心夹持器包括筒体以及样品管；所述筒体内部中空并填充有液体介质；所述样品管沿着所述筒体的轴向方向贯穿且内部中空用于装载所述岩样；其中，所述样品管中部侧壁设置为弹性结构，便于所述岩样接收所述液体介质的压力；

5、所述温控机构设置于所述样品管的外部，用于对所述岩心夹持器内部的液体介质进行温度调控；

6、所述压力加载机构设置于所述筒体的外部，用于对所述岩心夹持器内部的液体介质进行压力调控；

7、所述流体饱和度调节机构设置于所述筒体的外部并向所述样品管注入经过预设压力增压并流体饱和度调节后的流体介质，以进行流体驱替过程；其中，流体驱替过程中的各流体介质分别增压输送；

8、所述测量装置连接所述样品管的两端，至少用于测量读出流体驱替过程中的所述岩样的电阻率以及弹性波速度。

9、可选地，所述样品管还包括设置于所述弹性结构两端的声电柱塞，所述岩样通过两个所述声电柱塞固定在所述弹性结构处。

10、可选地，所述测量装置包括示波器以及数字电桥；所述示波器基于两个所述声电柱塞发射的信号对所述岩样的弹性波进行测量；所述数字电桥的两个测试端分别对应连接两个所述声电柱塞以对所述岩样的电阻率进行测量。

11、可选地，所述测量装置还包括流体驱替监控器；所述流体驱替监控器连接两个所述声电柱塞，用于监控所述流体驱替过程中的流体驱替开始时刻以及流体驱替结束时刻。

12、可选地，所述温控机构包括升温结构以及降温结构；所述升温结构包括设置于所述筒体中的加热管；所述加热管包括壳体以及设置于所述壳体内部的电阻丝，对所述电阻丝加压以使得所述加热管产生温度并对所述液体介质进行升温；所述降温结构包括设置于所述筒体上的冷却液体入口、冷却液体出口以及冷却管路，所述冷却管路连通所述冷却液体入口以及所述冷却液体出口，基于冷却液体的流入流出对所述液体介质进行降温。

13、可选地，所述压力加载机构包括围压调节组件以及轴压调节组件；

14、所述围压调节组件包括装载有液体介质的第一容器、围压增压泵以及围压输入口；所述第一容器以及所述围压增压泵设置于所述岩心夹持器的外部，所述围压增压泵的第一端连接所述第一容器，第二端连接所述围压输入口；所述围压输入口设置于所述筒体的侧壁，使得经所述围压增压泵加压后的液体介质沿着所述筒体的径向方向注入，便于所述岩样接收所述液体介质的径向压力；

15、所述轴压调节组件包括装载有液体介质的第二容器、轴压增压泵、轴压输入口以及第一活塞；所述第二容器以及所述轴压增压泵设置于所述岩心夹持器的外部，所述轴压增压泵的第一端连接所述第二容器，第二端连接所述轴压输入口；所述轴压输入口设置于所述筒体第一端的侧壁，且所述第一活塞设置于所述样品管的第一端，所述第一活塞的截面位于所述轴压输入口注入所述液体介质的路径上；所述轴压增压泵加压后的液体介质沿着所述轴压输入口以所述筒体的轴向方向注入并加压至所述第一活塞上，便于所述岩样接收所述液体介质的轴向压力。

16、可选地，所述第一容器以及所述第二容器通过同一个增压液体容器实现，所述围压增压泵以及所述轴压增压泵通过同一个压力增压泵实现。

17、可选地，所述流体饱和度调节机构包括装载第一流体介质的第三容器、装载第二流体介质的第四容器、装载第三流体介质的第五容器、第一控制阀门、第二控制阀门、第三控制阀门、第一增压泵以及第二增压泵；所述第一流体介质与所述第三流体介质设置为不同的流体介质；

18、所述第三容器装载的第一流体介质由第一增压泵增压后输出，并经所述第一控制阀门、所述第三控制阀门输出至所述样品管的第一端；所述第四容器经第二增压泵增压后输出的第二流体介质；所述第五容器内部设置有第二活塞；所述第二活塞隔离所述第二流体介质以及所述第三流体介质，并基于所述第二流体介质为所述第三流体介质加压；所述第五容器装载的第三流体介质加压后输出，并经所述第二控制阀门、所述第三控制阀门输出至所述样品管的第一端；

19、其中，控制所述第一控制阀门以及所述第二控制阀门的开启和关闭以调节流体饱和度，控制所述第三控制阀门打开使得流体介质流经所述岩样并从所述样品管的第二端输出。

20、可选地，所述流体饱和度调节机构还包括流体压力校正装置；所述流体压力校正装置设置于所述第三控制阀门与所述样品管之间。

21、可选地，所述流体饱和度调节机构还包括饱和度测量装置；所述饱和度测量装置连接所述样品管的第二端，对从所述样品管中流出的相应流体介质进行饱和度测量。

22、为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种可调储层参数的岩样物理特性测量方法，包括：

23、s1、将所述岩样放置于所述样品管的弹性结构处，并对所述液体介质进行温度调控以及压力调控，使得所述岩样处于预设温度以及预设压力条件下；对所述流体介质进行增压并流体饱和度调节，以进行流体驱替过程，使得所述岩样处于预设的压力以及流体饱和度下；其中，流体驱替过程中的各流体介质分别增压输送；

24、s2、至少用于测量读出流体驱替过程中的所述岩样的电阻率以及弹性波速度。

25、可选地，所述流体饱和度调节机构包括装载第一流体介质的第三容器、装载第二流体介质的第四容器、装载第三流体介质的第五容器、第一控制阀门、第二控制阀门、第三控制阀门、第一增压泵以及第二增压泵时，

26、控制所述第一控制阀门以及所述第二控制阀门的开启和关闭以调节流体饱和度，并控制所述第三控制阀门开启使得流体介质流经所述岩样并从所述样品管的第二端输出。

27、可选地，向所述样品管注入所述第三流体介质后关闭所述第二控制阀门并开启第一控制阀门，以使得所述第一流体介质的体积占比增加同时所述第三流体介质的体积占比降低，并读取不同比例的流体饱和度条件下的所述岩样的电阻率以及弹性波速度。

28、如上所述，本发明的可调储层参数的岩样物理特性测量系统及测量方法，具有以下有益效果：

29、本发明通过设置一种新的可调储层参数的岩样物理特性测量系统，可以精确测量流体驱替过程中测量得到储层参数，如温度、压力、流体饱和度和弹性波速度、电阻率等岩样物理特性之间的变化关系。除此之外，本发明的可调储层参数的岩样物理特性测量系统及测量方法，结构简单、方法简便、能有效模拟岩样的储层参数的同时能提高测量的精准性。