1.一种高压脉冲注水激励砂岩微损伤检测实验装置,其特征在于:包括驱替泵、气源装置、输水中间容器、输磁流体中间容器、损伤检测岩心管、计量装置、超声波探伤仪、磁场强度检测仪和数据处理装置;
所述驱替泵用于形成高压脉冲流动,所述驱替泵和所述气源装置同时与所述输水中间容器通过管线连接,所述驱替泵、所述气源装置、所述输水中间容器和所述输磁流体中间容器均与所述损伤检测岩心管的注入端连接,所述损伤检测岩心管的末端通过回压阀与所述计量装置连接;
所述超声波探伤仪和所述磁场强度检测仪的探头与所述损伤检测岩心管表面的测点接触,分别用于测量声程和磁通量信号;所述超声波探伤仪和所述磁场强度检测仪均与所述数据处理装置信号连接。
2.根据权利要求1所述的高压脉冲注水激励砂岩微损伤检测实验装置,其特征在于:所述驱替泵、所述气源装置、所述输水中间容器、所述输磁流体中间容器以及所述损伤检测岩心管并联于一多通阀,所述驱替泵、所述输水中间容器、所述输磁流体中间容器以及所述多通阀并联于所述回压阀。
3.根据权利要求1所述的高压脉冲注水激励砂岩微损伤检测实验装置,其特征在于:还包括防护罩,所述输水中间容器、所述输磁流体中间容器和所述损伤检测岩心管均安装于所述防护罩内。
4.根据权利要求2所述的高压脉冲注水激励砂岩微损伤检测实验装置,其特征在于:所述气源装置、所述输水中间容器以及所述多通阀上分别连接有压力计。
5.根据权利要求4所述的高压脉冲注水激励砂岩微损伤检测实验装置,其特征在于:所述驱替泵为可形成高压脉冲流动的往复泵。
6.根据权利要求1所述的高压脉冲注水激励砂岩微损伤检测实验装置,其特征在于:所述损伤检测岩心管包括岩心管腔体、端盖以及腔体内部的密封橡胶和人造岩心,所述岩心管腔体与所述端盖通过螺纹连接;所述损伤检测岩心管的注入端侧壁设置有多个用于与压力计连接的测压点,所述测压点内设置螺柱,所述密封橡胶设置于所述岩心管腔体的内壁,所述螺柱内部与所述密封橡胶紧密接触。
7.根据权利要求6所述的高压脉冲注水激励砂岩微损伤检测实验装置,其特征在于:所述螺柱的材料不同于所述岩心管腔体;在所述螺柱与所述岩心管腔体外表面的接触位置用螺栓固定密封。
8.一种高压脉冲注水激励砂岩微损伤检测实验方法,根据权利要求1~7任一项所述高压脉冲注水激励砂岩微损伤检测实验装置实现的,其特征在于:包括如下步骤:步骤S1、高压脉冲注水激励前对照组岩心信号测量实验,实验过程如下:
S101、岩心物性测量与装置组装:准备人造岩心,气测人造岩心的孔隙度和渗透率、真空饱和岩心;将对照组人造岩心装入岩心管腔体,连接实验装置,检测密封情况;连通驱替泵、输水中间容器、损伤检测岩心管和回压阀通路,在损伤检测岩心管的末端形成回压,并参考常规水驱压力驱替对照组人造岩心,达到压力稳定后,测量流速和水驱渗透率;
S102、信号测量:利用超声波探伤仪对岩心管腔体表面的各个测点测量信号;测量完毕后,连通驱替泵、输磁流体中间容器和损伤检测岩心管通路,将磁流体稳压注入对照组人造岩心中,并达到压力稳定,利用磁场强度检测仪对岩心管腔体表面的各个测点测量信号;测量完毕后关停装置,并泄压取出对照组人造岩心,对人造岩心进行CT扫描,重新气测人造岩心的孔隙度和渗透率;
步骤S2、连续高压脉冲注水激励岩心微损伤测量实验,实验过程如下:
S201、装置组装与岩心驱替:同步骤S101,连接实验装置,检测密封性,驱替人造岩心达到压力稳定,测量流速和水驱渗透率;
S202、信号测量与微损伤信号对比:按照连续高压脉冲注水条件,利用驱替泵或气源装置对物性相近的人造岩心进行脉冲驱替;脉冲驱替完毕后改常规驱替压力下的注水,测量流速和水驱渗透率;同步骤S102,首先利用超声波探伤仪测量信号,然后在人造岩心中注入磁流体、利用磁场强度检测仪测量信号,之后对实验装置泄压取出人造岩心并进行CT扫描,重新气测人造岩心的孔隙度和渗透率;再之后对比步骤S102与S202中超声波探伤仪测量信号、磁场强度检测仪测量信号、CT扫描结果的差异,建立CT扫描得到的微损伤特征与声程、磁通量信号、气测孔隙度、气测渗透率、水驱渗透率变化间的联系;
S203、连续高压脉冲注水激励参数敏感性分析:同步骤S201、S202,装入物性相近的新人造岩心,分别改变脉冲注水时的激励频率、激励时间、尖峰压力,激励完毕后测量流速和水驱渗透率,利用超声波探伤仪、磁场强度检测仪测量信号,对比步骤S102与S203中超声波探伤仪测量信号、磁场强度检测仪测量信号的差异,依据步骤S202中CT扫描得到的微损伤特征与声程、磁通量信号、气测孔隙度、气测渗透率、水驱渗透率变化间的联系,得到给定连续高压脉冲注水激励参数下的微损伤程度,得到连续高压脉冲注水时微损伤程度受激励频率、激励时间、尖峰压力的影响规律;
S204、岩心物性参数敏感性分析:同步骤S201、S202,装入孔隙度、渗透率、岩石强度不同的新人造岩心,开展连续高压脉冲注水激励;同步骤203,激励完毕后测量流速和水驱渗透率,利用超声波探伤仪、磁场强度检测仪测量信号,实验装置泄压气测人造岩心的孔隙度和渗透率,得到连续高压脉冲注水时微损伤程度受岩石物性的影响规律;
步骤S3、泄入性瞬时脉冲注水激励岩心微损伤测量实验,实验过程如下:
S301、装置组装与岩心驱替:同步骤S101,连接实验装置,检测密封性,驱替人造岩心达到压力稳定,测量流速和水驱渗透率;
S302、信号测量与微损伤信号对比:利用驱替泵或气源装置对输水中间容器进行增压,按照泄入性瞬时脉冲注水条件,利用输水中间容器的瞬时泄压,对物性相近的人造岩心进行驱替;脉冲驱替完毕后改完常规驱替压力下的注水,测量流速和水驱渗透率;同步骤S102,首先利用超声波探伤仪测量信号,然后在人造岩心中注入磁流体、利用磁场强度检测仪测量信号,之后对实验装置泄压取出人造岩心并进行CT扫描,重新气测人造岩心的孔隙度和渗透率;对比步骤S102与S302中超声波探伤仪测量信号、磁场强度检测仪测量信号、CT扫描结果的差异,建立CT扫描得到的微损伤特征与声程、磁通量信号、气测孔隙度、气测渗透率、水驱渗透率变化间的联系;
S303、泄入性瞬时脉冲注水激励参数敏感性分析:同步骤S301、S302,装入物性相近的新人造岩心,分别改变脉冲注水时的泄压时间、激励次数、间隔时间、尖峰压力,激励完毕后测量流速和水驱渗透率,利用超声波探伤仪、磁场强度检测仪测量信号,对比步骤S102与S303中超声波探伤仪测量信号、磁场强度检测仪测量信号的差异,依据步骤S302中CT扫描得到的微损伤特征与声程、磁通量信号、气测孔隙度、气测渗透率、水驱渗透率变化间的联系,得到给定泄入性瞬时脉冲注水激励参数下的微损伤程度,得到泄入性瞬时脉冲注水时微损伤程度受泄压时间、激励次数、间隔时间、尖峰压力的影响规律;
S304、岩心物性参数敏感性分析:同步骤S301、S302,装入孔隙度、渗透率、岩石强度不同的新人造岩心,开展泄入性瞬时脉冲注水激励;同步骤303,激励完毕后测量流速和水驱渗透率,利用超声波探伤仪、磁场强度检测仪测量信号,实验装置泄压气测人造岩心的孔隙度和渗透率,得到泄入性瞬时脉冲注水时微损伤程度受岩石物性的影响规律;
步骤S4、数据处理:根据步骤S203、步骤S204、步骤S303、步骤304所记录的实验数据,对比不同脉冲注水条件和岩心物性条件对砂岩微损伤程度的影响,根据微损伤程度受脉冲注水激励参数和岩石物性的影响规律,优化脉冲注水工艺参数,给出高压脉冲注水适用油藏特征。
9.根据权利要求8所述的高压脉冲注水激励砂岩微损伤检测实验方法,其特征在于:所述驱替泵、气源装置给输水中间容器供压至要求压力数值,一个输水中间容器间歇性打开阀门泄流降压、并重新补充回要求压力数值,或多个输水中间容器达到要求压力数值、并依次打开阀门泄流降压,形成对损伤检测岩心管内部岩心驱替的泄入性瞬时脉冲注水条件。
10.根据权利要求8所述的高压脉冲注水激励砂岩微损伤检测实验方法,其特征在于:
所述驱替泵直接通过管线对损伤检测岩心管内部岩心进行驱替,或气源装置间歇性打开阀门对损伤检测岩心管内部岩心进行驱替,形成对损伤检测岩心管内部岩心驱替的连续高压脉冲注水条件。