技术领域
[0001] 本发明属于油气田工程领域，尤其涉及一种全直径岩心径向各向异性测量装置及方法。
相关背景技术
[0002] 目前随着大部分油气藏已经进入开发后期，剩余油气的开采一直是行业内的热点和难点问题。剩余油气开采的数值模拟技术一直是主要手段，而数值模拟的基础需要有全面的地质、油藏资料。这些资料依赖于现场勘探的技术条件，以及实验室中物理模拟数据支持。
[0003] 物理模拟实验离不开对全直径岩心的各种特性分析评价，如岩心主要的孔隙度、饱和度、渗透率等参数。而为了获取这些基本参数发展了声和电等多种手段，其中电阻率测饱和度法由于原理简单，投资小，后期数据分析量少对软件依赖程度低而得到广泛运用，但局限在于无法有效反应在岩心某段中因岩心各向异性影响，气液在岩心径向方向上的不均匀分布形成的饱和度大小区别。
[0004] 中国实用新型专利CN 204359752 U公布了全直径岩心波速各向异性试验装置，包括声波发射接收器、示波器、声波探头和垫块。声波发射接收器分别与声波探头和示波器相连；两个声波探头分别通过垫块与全直径岩心接触。其特征是：垫块与全直径岩心接触一面为内弧形，垫块与声波探头接触一面为平面，垫块弧形一面带有角度标志线。本实用新型避免了岩心波速各向异性测试过程中探头平面与全直径岩心弧面接触时的不稳定性，使操作更容易，提高了测试精度；垫块自带的角度标志线可方便、精确地在全直径岩心上进行角度分割。为岩石地应力方向测试和主方向差应变分析提供更精确的试验数据。但是该装置无法测定岩心中孔隙的分布情况，也无法准确的测量饱和度和渗透率等数据，也不能为数模的建立提供理论基础。
具体实施方式
[0035] 为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
[0036] 因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
[0037] 应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
[0038] 在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0039] 为了更好地了解本发明的目的、结构及功能，下面结合附图，对本发明一种全直径岩心径向各向异性测量装置及方法作进一步详细描述。
[0040] 实施例1：
[0041] 如图1所示，本实施例提供了一种全直径岩心径向各向异性测量装置，包括岩心1、岩心套2、声波传感器3、耐压筒体5、声波系统6、驱替泵和计算机7，岩心套2包裹在岩心1的侧壁，岩心套2上设置有声波传感器3，声波传感器3与声波系统6电连接，声波系统6与计算机7电连接，岩心1、岩心套2和声波传感器3均设置在耐压筒体5内部，岩心套2和耐压筒体5之间形成覆压空间4，覆压空间4内充有液体或气体，并使岩心套2紧贴岩心1，岩心1端面连接驱替泵；声波系统6能够通过声波传感器3发射和接收声波信号，并将发射和接收到的纵横波数据传递给计算机7，计算机7模拟岩心1径向截面中液体或气体的分布情况。
[0042] 实施例2：
[0043] 如图1所示，本实施例提供了一种全直径岩心径向各向异性测量装置，包括岩心1、岩心套2、声波传感器3、耐压筒体5、声波系统6、驱替泵和计算机7，岩心套2包裹在岩心1的侧壁，岩心套2上设置有声波传感器3，声波传感器3与声波系统6电连接，声波系统6与计算机7电连接，岩心1、岩心套2和声波传感器3均设置在耐压筒体5内部，岩心套2和耐压筒体5之间形成覆压空间4，覆压空间4内充有液体或气体，并使岩心套2紧贴岩心1，岩心1端面连接驱替泵；声波系统6能够通过声波传感器3发射和接收声波信号，并将发射和接收到的纵横波数据传递给计算机7，计算机7模拟岩心1径向截面中液体或气体的分布情况。
[0044] 本实施例与第一实施例的不同之处在于：
[0045] 岩心1为全直径岩心，岩心套2由弹性材料制成，例如橡胶。
[0046] 覆压空间4为环形空腔；
[0047] 覆压空间4与覆压泵连接，通过覆压泵给覆压空间4注水并加压，模拟地层压力条件，并使岩心套2紧贴全直径岩心1；
[0048] 工作人员能够根据需要设置驱替泵的驱替压力和流速；
[0049] 耐压筒体5的由钢材制成，耐压筒体5位于结构最外侧，作为承压部件，为内部建立高压环境提供条件；
[0050] 声波传感器3的数量为多个，声波传感器3成组使用，每组声波传感器3均包括一个第一声波传感器和第二声波传感器，第一声波传感器和第二声波传感器的连线与岩心1的轴线相交；优选地，相邻声波传感器3之间的夹角为60°，成对使用，声波传感器3的工作面与全直径岩心1贴合；
[0051] 第一声波传感器和第二声波传感器均可作为声波的接收和发射设备使用。
[0052] 本实施例一种全直径岩心径向各向异性测量装置的工作过程如下：
[0053] 未使用驱替泵进行驱替前，声波系统6通过第一声波传感器发射声波信号，声波信号开始传播，第二声波传感器接收到通过岩心1的各向声波信号，并传给声波系统6，声波系统6将各向声波信号数据传给计算机7，所述各向声波信号数据为岩心1的原始声波数据，岩心1原始声波数据包括声波波速和波形进行分析，该声波波速和波形是全直径岩心声波因其内部结构和孔隙所固有的；
[0054] 然后使用驱替泵驱替气体，声波系统6通过第一声波传感器发射声波信号，声波信号开始传播，第二声波传感器接收到通过岩心1的声波信号，并传给声波系统6，声波系统6将声波信号数据传给计算机7，所述声波信号数据包括岩心1上各个第二声波传感器测得的各向声波波速和波形数据，计算机7将驱替时测得各向声波信号数据与岩心1原始声波数据进行对比分析，根据不同密度岩心气体或者液体流经时声音能量衰减不同，得出气体流经岩心1的孔隙时的分布情况，同理可测得油或者水等液体介质分别在全直径岩心径向方向上的分布情况，通过计算机7能够形成气、油或水在径向方向上的分布图，通过将声波的波速进行对比，从而计算模拟出岩心1径向各向异性的情况。
[0055] 声波在岩心中的传播速度主要与岩石的成分、岩石内部结构、孔隙流体和所处的环境有关，声波在不同介质中的内摩擦和声波的散射特性会导致声波能量的消耗，降低声波的波形幅度和声波的速度。如页岩中波速一般比砂岩高，岩石内部的孔隙会使波速下降，水或者油也会使波速下降。
[0056] 本发明一种全直径岩心径向各向异性测量装置通过设置声波系统6和声波传感器3，声波传感器3沿径向设置，并作为声波的发射和接受设备，首先测得未驱替时的岩心1声波因内部结构、孔隙所固有的声波波速和波形，得到岩心1原始声波数据；通过设置驱替泵驱替气体或者液体，声波传感器3测得驱替时经过岩心1的各向波速和波形数据，采用计算机7将其与原始声波数据进行对比分析，得出气体或者液体流经岩心1的孔隙时的分布情况，通过计算机技术可形成气、油和水在径向方向上的分布图，通过对纵横波的波速变化进行对比，从而计算模拟出岩心径向各向异性的情况。
[0057] 实施例3：
[0058] 如图2所示，本实施例提供了一种全直径岩心径向各向异性测量方法，用于上述的一种全直径岩心径向各向异性测量装置，包括如下步骤：
[0059] 步骤S1:声波系统6发出声波信号，声波传感器3接收到通过岩心1的各向声波信号，然后传给计算机7，所述各向声波信号为岩心1的原始声波数据；
[0060] 步骤S2:采用驱替泵驱替气体或者液体，声波系统6发出声波信号，声波传感器3接收到通过岩心1的各向声波信号，然后通过声波系统6将其传给计算机7；
[0061] 步骤S3:计算机7将驱替时测得的各向声波信号数据与岩心1的原始声波数据进行对比分析，模拟出岩心1径向各向异性的情况。
[0062] 所述步骤S1中岩心1的原始声波数据包括声波波速和波形，该声波波速和波形是岩心1因其内部结构和孔隙所固有的；
[0063] 所述步骤S3中驱替时测得的声波信号数据包括各向声波波速和波形数据；
[0064] 所述步骤S3中计算机7将驱替时测得的各向声波信号数据与岩心1的原始声波数据进行对比分析，得出气体或者液体流经岩心1的孔隙时的分布情况，计算机7能够形成汽提或者液体在径向方向上的分布图，通过将声波的波速进行对比，计算模拟出岩心1径向各向异性的情况。
[0065] 本发明一种全直径岩心径向各向异性测量方法通过最先测得未驱替时的岩心1内部结构和孔隙所固有的声波波速和波形，得到岩心1原始声波数据。再次通过驱替气体测得岩心1各个声波传感器3的各向波速和波形数据，将其与原始声波数据进行对比分析，波形中能够提取出声波的幅度变化、能量大小和能量衰减，根据不同密度岩心气体或者液体流经时声波能量衰减不同，得出气体流经岩心1孔隙时的分布情况，同理可测得油和水等介质分别在岩心1径向方向上的分布情况，通过计算机技术可形成气、油和水在径向方向上的分布图，通过对纵横波的波速变化进行对比，从而计算模拟出岩心径向各向异性的情况。
[0066] 本发明提供一种全直径岩心径向各向异性测量的方法可以实现全直径岩心径向方向上各向异性的分析和气液饱和度测量，根据气液介质不同，声传播速度不同，能量衰减参数不同，根据声速和能量衰减参数得出气液饱和度，通过增加全直径岩心轴向方向的声波传感器组数，通过计算机7分析处理软件能够实现全直径岩心径向、轴向饱和度和气液流动的动态模拟，为数模提供理论基础，进一步计算径向和轴向渗透率，用于评价直井和水平井的渗流能力，设计较优的开采方案。
[0067] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围之内。
