技术领域
[0001] 本
发明涉及气井开发技术领域，尤其涉及一种携砂气体冲蚀岩芯的分析方法及装置。
背景技术
[0002] 出砂是油气田开发开采过程中面临最重要的问题之一，每年都需要投入大量的人
力物力来研究和防治。其危害主要表现在：砂埋产层或井筒，造成减产或停产；使地面和井下设备严重磨蚀、砂卡；冲砂检
泵、地面清罐等维修工作量剧增；
套管损坏、油气井报废。如果得不到有效的防治，出砂情况就会越来越严重，致使出砂的油气井不能正常有效的开发。
[0003] 出砂具体过程为：在油气生产过程中，当储层生产压差超过临界生产压差时，则
地层出砂，针对气井情况，储层远端的气体携带砂粒高速流向井筒，会对储层气体流道内的
岩石产生冲击和抽吸破坏，又加剧了储层出砂；当携砂气体进入井筒后，冲蚀油、套管，使得井不能正常生产；当携砂气体进入地面集输系统后，又会对其造成冲蚀破坏。因此研究分析携砂气体对储层岩石的冲蚀具有重要意义。
发明内容
[0004] 有鉴于此，本发明提供一种携砂气体冲蚀岩芯的分析方法及装置，以实现定量分析携砂气体对储层岩石的出砂和破坏的影响。
[0005] 本发明一方面提供一种携砂气体冲蚀岩芯的分析方法，包括：制备
岩心试样，所述岩芯试样包括形状尺寸相同的第一试样和第二试样；对每个所述岩芯试样施加预设压力，以使每个所述岩芯试样产生裂纹；清除每个所述岩芯试样的岩屑后，称重每个所述岩芯试样的重量，获得第一重量，所述第一重量为当前所有岩芯试样的平均重量；对所述第一试样匀速增加施压，直至破坏所述第一试样，获得所述第一试样
临界压力值；采用预设流量的携砂气体冲击所述第二试样，直至预设的时间停止；清除所述第二试样的岩屑后，称重所述第二试样，获得当前所述第二试样的第二重量；对所述第二试样匀速增加施压，直至破坏所述第二试样，获得所述第二试样临界压力值；对比所述第一重量和所述第二重量，获得所述携砂气体对所述岩芯试样的出砂影响；对比所述第一试样临界压力值和所述第二试样临界压力值，获得携砂气体对所述岩芯试样的破坏影响。
[0006] 本发明另一方面提供一种携砂气体冲蚀岩芯的分析装置，包括：制备模
块，用于制备岩心试样，所述岩芯试样包括形状尺寸相同的第一试样和第二试样；施压模块，用于对每个所述岩芯试样施加预设压力，以使每个所述岩芯试样产生裂纹；所述施压模块，还用于对所述第一试样匀速增加施压，直至破坏所述第一试样，获得所述第一试样临界压力值；所述施压模块，还用于对所述第二试样匀速增加施压，直至破坏所述第二试样，获得所述第二试样临界压力值；称重模块，用于清除每个所述岩芯试样的岩屑后，称重每个所述岩芯试样的重量；所述称重模块，用于清除每个所述岩芯试样的岩屑后，称重每个所述岩芯试样的重量，获得第一重量，所述第一重量为所有岩芯试样的平均重量；所述称重模块，还用于清除所述第二试样的岩屑后，称重所述第二试样，获得当前所述第二试样的第二重量；冲击模块，用于采用预设流量的携砂气体冲击所述第二试样，直至预设的时间停止；处理模块，用于对比所述第一重量和所述第二重量，获得所述携砂气体对所述岩芯试样的出砂影响；所述处理模块，还用于对比所述第一试样临界压力值和所述第二试样临界压力值，获得携砂气体对所述岩芯试样的破坏影响。
[0007] 本发明提供的携砂气体冲蚀岩芯的分析方法及装置，通过对比相同的岩芯试样在携砂气体冲蚀前后的重量，得到岩芯试样被携砂气体冲蚀后出砂量；通过对比相同的岩芯试样在携砂气体冲蚀前后被压碎的临界压力值，得到岩芯试样被携砂气体冲蚀后的破坏影响。其中所述岩芯试样从储层中获取，即实现了定量分析携砂气体对储层岩石的出砂和破坏的影响。
附图说明
[0008] 为了更清楚地说明本发明
实施例或
现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0009] 图1为本发明一实施例提供的携砂气体冲蚀岩芯的分析方法的流程示意图；
[0010] 图2为本发明另一实施例提供的携砂气体冲蚀岩芯的分析方法的流程示意图；
[0011] 图3为本发明又一实施例提供的携砂气体冲蚀岩芯的分析装置的结构示意图。
具体实施方式
[0012] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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例，都属于本发明保护的范围。
[0013] 图1为本发明一实施例提供的携砂气体冲蚀岩芯的分析方法的流程示意图，如图1所示，该方法包括：
[0014] 101、制备岩芯试样，岩芯试样包括形状尺寸相同的第一试样和第二试样。
[0015] 在高温高压气井储层中获取岩芯，一般通过钻石机钻取，经加工制作成所需要的岩芯试样，在钻取岩芯和试样的加工制作过程中，获取的岩芯试样不能有人为裂隙。制备的每个岩芯试样形状尺寸均相同，以方便于后续操作中将所得数据进行对比分析。
[0016] 可选的，可以制备规则形状的岩芯试样，以使得岩芯试样受力面的压力分布均匀，从而提高分析结果的准确性，相应的，101具体可以包括：通过钻石机获取岩芯；依次通过切石机和磨石机对所述岩芯进行加工，获得圆柱体或方柱体形状的所述岩芯试样。
[0017] 可选的，圆柱体或方柱体形状的岩芯试样的加工
精度需满足一定要求，以获得更准确的分析结果，相应的，所述依次通过切石机和磨石机对所述岩芯进行加工，获得圆柱体或方柱体形状的所述岩芯试样，具体可以包括：通过磨石机对所述岩芯进行加工，使岩芯试样的两端面的平面度公差为0.05毫米(mm)，且岩芯试样的两端面分别与岩芯试样的中
心轴线相垂直的最大偏差不超过0.25°。
[0018] 作为一种可实施的方式，所述岩芯试样可以为圆柱体形状的试样，相应的，所述岩芯试样的圆柱度公差可以为0.3mm。
[0019] 作为另一种可实施的方式，所述岩芯试样为圆柱体形状的试样，所述岩芯试样的直径为100mm，高度为60mm。
[0020] 其中，压力可以根据初始化条件进行预先设定，举例来说，假设岩芯试样为圆柱体形状的试样，岩芯试样的直径为100mm，高度为60mm，预设压力可以为1000
牛顿(N)。这样条件下的岩芯试样会出现基本相同的裂纹
缺陷，形成压裂试样。
[0021] 可选的，还可以对岩芯试样进行一系列处理操作，提高岩芯试样的
质量，从而提高分析结果的准确性，相应的，101具体还可以包括：清扫所述岩芯试样的表面；对所述岩芯试样进行抽
真空操作；烘干所述岩芯试样；在干燥器内冷却所述岩芯试样直至室温。
[0022] 具体的，首先用毛刷工具清除岩芯试样表面的尘土和松动颗粒等；为了避免岩芯试样内外形成压力差，以使后续得到的实验数据更加可靠，利用抽真空装置
抽取岩芯试样内的真空；然后将岩芯试样放在烘箱中经24小时烘干处理，避免岩芯试样中残留液体；最后将岩芯试样放在干燥器中，以防止岩芯试样冷却到室温过程中有
水分吸入。
[0023] 102、对每个岩芯试样施加预设压力，以使每个岩芯试样产生裂纹。
[0024] 由于每个岩芯试样的形状尺寸相同，因此施加预设压力后，每个岩芯试样会出现基本相同的裂纹缺陷，该步骤简单模拟了进行
酸化和酸压操作后岩芯的受到
应力破坏状态，每个岩芯试样受压产生裂纹后，均成为压裂试样。
[0025] 可选的，在102之前，还包括：在每个所述岩芯试样的两端面均涂有油层。具体的，可涂较薄的油层，以使得当压力试验机对岩芯试样的端面加压时，减小压力试验机与岩芯试样端面的摩擦，提高分析结果的准确性和可靠性。
[0026] 可选的，所述对每个所述岩芯试样施加预设压力，包括：对每个所述岩芯试样的端面垂直施加预设压力。具体的，对每个岩芯试样同一个端面垂直施加预设压力，在此受压条件下每个岩芯试样更容易产生相同的裂纹。
[0027] 103、清除每个岩芯试样的岩屑后，称重每个岩芯试样的重量，获得第一重量，第一重量为当前所有岩芯试样的平均重量。
[0028] 可以利用
风机设备等产生强风将每个岩芯试样产生的岩屑吹尽，然后分别称重，得到每个岩芯试样当前的重量，通过将当前所有岩芯试样的重量之和除以所有岩芯试样的数量，获得第一重量。
[0029] 104、对第一试样匀速增加施压，直至破坏第一试样，获得第一试样临界压力值。
[0030] 可通过压力试验机对第一试样缓慢均匀增加施压，当第一试样被破坏时，记录此时的压力值，即第一试样临界压力值。其中，104可设置在107之前、同时或之后执行，本实施例在此不对其进行限制。
[0031] 可选的，在对所述第一试样匀速增加施压直至破坏所述第一试样的过程中，可定时记录所述第一试样所承受的压力值。例如每隔20秒就记录第一试样所承受的压力值，可获得第一试样的受压变化规律。
[0032] 105、采用预设流量的携砂气体冲击第二试样，直至预设时间停止。
[0033] 可将第二试样放入一管道中，向管道内充入带有细砂的高速气体，携砂气体将冲击第二试样，直到冲击预设时间停止，其中预设时间可根据实际生产时间来设定。
[0034] 106、清除第二试样的岩屑后，称重第二试样，此时第二试样所称取的重量为第二重量。
[0035] 可以利用风机设备等产生强风对第二试样的岩屑吹尽，然后称重第二试样，得到第二重量，第二重量为受到携砂气体冲蚀后第二试样的重量。
[0036] 可选的，为了提高分析结果的准确性，所述第二试样的数量可以为多个，具体的，针对所有第二试样均采用相同流量的携砂气体进行冲击，直至相同的时间停止。相应的，106可以通过求取当前所有第二试样的重量平均值，获得所述第二重量。
[0037] 107、对第二试样匀速增加施压，直至破坏第二试样，获得第二试样临界压力值。
[0038] 可通过压力试验机对第二试样缓慢均匀增加施压，因此可方便的从压力试验机获取加压时间和压力值，当第二试样被破坏时，记录此时的压力值，即第二试样临界压力值。
[0039] 可选的，在对所述第二试样匀速增加压力直至破坏所述第二试样的过程中，定时记录所述第二试样所承受的压力值。例如每隔20秒就记录第二试样所承受的压力值，可获得第二试样受压变化规律。
[0040] 108、对比所述第一重量和所述第二重量，获得所述携砂气体对所述岩芯试样的出砂影响；对比所述第一试样临界压力值和所述第二试样临界压力值，获得携砂气体对所述岩芯试样的破坏影响。
[0041] 根据上述得到的第一重量和第二重量的对比，可获得携砂气体对岩芯试样的出砂影响，第一重量与第二重量之间的差值，为岩芯试样受到携砂气体冲蚀后的出砂量；其中岩芯试样从储层中获取，即获得携砂气体对储层岩石的出砂影响。
[0042] 第一试样临界压力值为岩芯试样在冲蚀前被破坏瞬间的压力值，第二试样临界压力值为相同的岩芯试样在冲蚀后被破坏瞬间的压力值，对比这两个值可知岩芯试样在冲蚀前后的抗压强度的变化，其中岩芯试样从储层中获取，即得出携砂气体对储层岩石的破坏影响。
[0043] 本实施例提供的一种携砂气体冲蚀岩芯的分析方法，通过分别获得岩芯试样在携砂气体冲蚀前后的出砂量和被压碎的临界压力值，将所得数据对比分析，以得出携砂气体对岩芯试样的出砂和破坏影响，其中岩芯试样从储层中获取，即实现了定量分析携砂气体对储层岩石的出砂和破坏的影响。
[0044] 图2为本发明另一实施例提供的携砂气体冲蚀岩芯的分析方法的流程示意图，如图2所示，在图1所示实施例的
基础上，所述第二试样的数量为多个，相应的，105具体可以包括：
[0045] 205、针对每个第二试样，采用与第二试样对应的流量的携砂气体冲击第二试样，直至第二试样对应的时间停止，其中，每个第二试样对应的携砂气体的流量不同，每个第二试样对应的时间不同。
[0046] 以实际场景举例来说：首先制备形状尺寸相同的岩芯试样，其中，岩芯试样包括第一试样和多个第二试样。
[0047] 对于每个第二试样，首先将其放入一管道中，然后向管道内充入带有细砂的高速气体，携砂气体将冲击第二试样，直到冲击预设时间停止，预设时间可根据实际生产时间来设定。对于多个第二试样可设定多个不同的预设时间，并且也可以向管道内充入不同流量的携砂气体，以便进行不同情况下的对比。
[0048] 相应的，108具体可以包括：
[0049] 208、根据第一重量和多个第二试样的第二重量之间的对比，获得不同流量和冲蚀时间的携砂气体对岩芯试样的出砂影响；根据第一试样临界压力值和多个第二试样的第二试样临界压力值之间的对比，获得不同流量和冲蚀时间的携砂气体对岩芯试样的破坏影响。
[0050] 具体来说，此实施例中得到多个第二试样在不同携砂气体冲蚀下的第二重量，根据第一重量和上述多个第二重量之间的对比，可获得不同流量和冲蚀时间的携砂气体对岩芯试样的出砂影响；以及，此实施例中得到多个第二试样在不同携砂气体冲蚀后的第二试样临界压力值，根据第一试样临界压力值和上述多个第二试样临界压力值之间的对比，可获得不同流量和冲蚀时间的携砂气体对岩芯试样的破坏影响。
[0051] 本实施例提供的携砂气体冲蚀岩芯的分析方法，通过分别获得岩芯试样在携砂气体冲蚀前后的出砂量、被压碎的临界压力值以及受压变化规律，且由于第二试样的数量为多个，可以获得更多的对比数据，能够更准确的得出不同情况下的携砂气体对岩芯试样的出砂和破坏影响的分析结果，其中岩芯试样从储层中获取，即实现了定量分析携砂气体对储层岩石的出砂和破坏的影响。
[0052] 图3为本发明又一实施例提供的携砂气体冲蚀岩芯的分析装置的结构示意图，如图3所示，该装置包括：
[0053] 制备模块31，用于制备岩芯试样，岩芯试样包括形状尺寸相同的第一试样和第二试样；
[0054] 施压模块32，用于对每个所述岩芯试样施加预设压力，以使每个所述岩芯试样产生裂纹；
[0055] 施压模块32，还用于对所述第一试样匀速增加施压，直至破坏所述第一试样，获得所述第一试样临界压力值；
[0056] 施压模块32，还用于对所述第二试样匀速增加施压，直至破坏所述第二试样，获得所述第二试样临界压力值；
[0057] 称重模块33，用于清除每个所述岩芯试样的岩屑后，称重每个所述岩芯试样的重量；
[0058] 称重模块33，用于清除每个所述岩芯试样的岩屑后，称重每个所述岩芯试样的重量，获得第一重量，所述第一重量为所有岩芯试样的平均重量；
[0059] 称重模块33，还用于清除所述第二试样的岩屑后，称重所述第二试样，获得当前所述第二试样的第二重量；
[0060] 冲击模块34，用于采用预设流量的携砂气体冲击所述第二试样，直至预设的时间停止；
[0061] 处理模块35，用于对比所述第一重量和所述第二重量，获得所述携砂气体对所述岩芯试样的出砂影响；
[0062] 处理模块35，还用于对比所述第一试样临界压力值和所述第二试样临界压力值，获得携砂气体对所述岩芯试样的破坏影响。
[0063] 可选的，可以制备规则形状的岩芯试样，以使得岩芯试样受力面的压力分布均匀，从而提高分析结果的准确性，相应的，制备模块31，具体用于通过钻石机获取岩芯；依次通过切石机和磨石机对所述岩芯进行加工，获得圆柱体或方柱体形状的所述岩芯试样。
[0064] 可选的，圆柱体或方柱体形状的岩芯试样的加工精度需满足一定要求，以获得更准确的分析结果，相应的，制备模块31，具体用于通过磨石机对所述岩芯进行加工，使岩芯试样的两端面的平面度公差为0.05mm，且岩芯试样的两端面分别与岩芯试样的中心轴线相垂直的最大偏差不超过0.25°。
[0065] 作为一种可实施的方式，所述岩芯试样可以为圆柱体形状的试样，相应的，所述岩芯试样的圆柱度公差可以为0.3mm。
[0066] 作为另一种可实施的方式，所述岩芯试样为圆柱体形状的试样，所述岩芯试样的直径为100mm，高度为60mm。
[0067] 可选的，还可以对岩芯试样进行一系列处理操作，提高岩芯试样的质量，从而提高分析结果的准确性，相应的，制备模块31，具体还用于清扫所述岩芯试样的表面；对所述岩芯试样进行抽真空操作；烘干所述岩芯试样；在干燥器内冷却所述岩芯试样直至室温。
[0068] 可选的，在对所述第一试样匀速增加施压直至破坏所述第一试样的过程中，施压模块32可定时记录所述第一试样所承受的压力值。
[0069] 可选的，为了提高分析结果的准确性，所述第二试样的数量可以为多个，具体的，冲击模块34针对所有第二试样均采用相同流量的携砂气体进行冲击，直至相同的时间停止。相应的，称重模块33可以通过求取当前所有第二试样的重量平均值，获得所述第二重量。可选的，在对所述第二试样匀速增加压力直至破坏所述第二试样的过程中，施压模块32定时记录所述第二试样所承受的压力值。
[0070] 具体的，处理模块35根据上述得到的第一重量和第二重量的对比，可获得携砂气体对岩芯试样的出砂影响，第一重量与第二重量之间的差值，为岩芯试样受到携砂气体冲蚀后的出砂量；其中岩芯试样从储层中获取，即获得携砂气体对储层岩石的出砂影响。具体的，第一试样临界压力值为岩芯试样在冲蚀前被破坏瞬间的压力值，第二试样临界压力值为相同的岩芯试样在冲蚀后被破坏瞬间的压力值，对比这两个值可知岩芯试样在冲蚀前后的抗压强度的变化，其中岩芯试样从储层中获取，即得出携砂气体对储层岩石的破坏影响。
[0071] 本实施例提供的携砂气体冲蚀岩芯的分析装置，通过分别获得岩芯试样在携砂气体冲蚀前后的出砂量和被压碎的临界压力值，将所得数据对比分析，以得出携砂气体对岩芯试样的出砂和破坏影响，其中岩芯试样从储层中获取，即实现了定量分析携砂气体对储层岩石的出砂和破坏的影响。
[0072] 本发明又一个实施例提供的携砂气体冲蚀岩芯的分析装置，在图3所示实施例的基础上，所述第二试样的数量为多个，相应的，冲击模块34具体用于针对每个第二试样，采用与第二试样对应的流量的携砂气体冲击第二试样，直至第二试样对应的时间停止，其中，每个第二试样对应的携砂气体的流量不同，每个第二试样对应的时间不同。
[0073] 以实际场景举例来说：首先制备形状尺寸相同的岩芯试样，其中，岩芯试样包括第一试样和多个第二试样。对于每个第二试样，首先将其放入一管道中，然后向管道内充入带有细砂的高速气体，携砂气体将冲击第二试样，直到冲击预设时间停止，预设时间可根据实际生产时间来设定。对于多个第二试样可设定多个不同的预设时间，并且也可以向管道内充入不同流量的携砂气体，以便进行不同情况下的对比。
[0074] 相应的，处理模块35，具体可以用于根据第一重量和多个第二试样的第二重量之间的对比，获得不同流量和冲蚀时间的携砂气体对岩芯试样的出砂影响；根据第一试样临界压力值和多个多个第二试样的第二试样临界压力值之间的对比，获得不同流量和冲蚀时间的携砂气体对岩芯试样的破坏影响。
[0075] 具体来说，此实施例中得到多个第二试样在不同携砂气体冲蚀下的第二重量，根据第一重量和上述多个第二重量之间的对比，可获得不同流量和冲蚀时间的携砂气体对岩芯试样的出砂影响；以及，此实施例中得到多个第二试样在不同携砂气体冲蚀后的第二试样临界压力值，根据第一试样临界压力值和上述多个第二试样临界压力值之间的对比，可获得不同流量和冲蚀时间的携砂气体对岩芯试样的破坏影响。
[0076] 本实施例提供的携砂气体冲蚀岩芯的分析装置，通过分别获得岩芯试样在携砂气体冲蚀前后的出砂量、被压碎的临界压力值以及受压变化规律，且由于第二试样的数量为多个，可以获得更多的对比数据，能够更准确的得出不同情况下的携砂气体对岩芯试样的出砂和破坏影响的分析结果，其中岩芯试样从储层中获取，即实现了定量分析携砂气体对储层岩石的出砂和破坏的影响。
[0077] 所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
[0078] 最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行
修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
