[发明专利]渗流出水端水压力调控方法

说明书

技术领域：

本发明主要是用于岩石(体)渗透性及其高孔隙水压力、小水力梯度条件下渗透性力学特性测试及其破坏机制研究，特别涉及的是渗流出水端水压力调控方法。

背景技术：

按照实验原理，室内渗透性测试方法可分为两大类：一类是在试件的两端施加一定或变化的水压差，通过测量渗透流量来计算试件的渗透系数，传统的定水位和变水位法即属于此类；另一类是向试件的一端以一定的流量注水或直接施加压力脉冲，通过测量试件两端间压力差随时间的变化来计算试件的渗透系数。渗透性测试主要存在两大技术难点，一是稳定渗透水压差的建立，二是渗流量的测定。以往分别采用保持试样进、出水端各自稳定的水压力，需采用两套伺服控制系统。如张铭等设计的通用试验装置采用高性能流泵，中国石油勘探开发研究院提高石油采收率研究所油层物理实验室引进的美国岩心公司生产的FDES-641驱替评价系统，通过精确控制进、出口端泵的流速(控制为同一流速)的方法使试样两端产生稳定的水压差。这种方法对仪器的性能要求极高，不易长期稳定，难能推广普遍使用。

随着对低渗透岩的深入研究，瞬时压力脉冲法被广泛采用和认可。该方法是根据水压力的平衡与时间的关系来测试岩样的渗透性，它忽略了岩样中流体的压缩性和岩石(体)的孔隙压缩性，管路的变形及管路的泄漏，而且压差传感器的精度相对较低，试验持续时间长必然影响测试结果。渗流出水口端水压力是一个变量，而实际岩体所受的孔隙水压力并不随时间而改变，这就与岩样实际所受的孔隙水压力情况不符，难能针对在高孔隙水压力条件下岩石(体)全应力、应变过程的渗透性及相关力学特性测试。

发明内容：

本发明的目的是为了克服以上不足，提供一种成本低，能解决工程实际所存在的高孔隙水压力、小水力梯度真实模拟测试，为岩石(体)渗透性及其力学性质研究提供可靠研究基础的渗流出水端水压力调控方法。

本发明的目的是这样来实现的：

本发明渗流出水端水压力调控方法，该方法是在试样渗流出水端连接管路过滤器，与管路过滤器连接的调速阀，对渗流出水端流量在0～10L/min进行调控，使在出水端保持稳定的流量，只要保证渗流进口端水压力不变，当试样的渗流量与调节的流量达到平衡时，则在渗出端产生稳定的水压值，进而在试样两端形成稳定的水压差，当渗透水压差与渗流量均保持不变，则该时段渗透性测试符合达西定律，进而获得相应条件下岩石体的渗透性指标。

上述的管路过滤器过滤精度为3μm，可防止颗粒物质堵塞调速阀管路，调速阀为手动调速阀。

本发明中调速阀用于调控水的流量，配备管路过滤器对渗流水体进行过滤，解决了水流杂质堵塞调速阀的难题。本方法可使出水端保持某一稳定的流量，实验证明，出水流量可0～10L/min任意调节。只要控制渗流进水端水压力稳定，当试样的渗流量与调节的流量达到平衡，则可在渗出端产生一个稳定的水压值，进而在试样两端形成稳定的水压差。本方法解决了岩石渗流试验中渗流出水端水压力的建立、保持问题。成本低。

附图说明：

图1为本发明调控装置结构示意图。

图2为围压10MPa下试样渗透性实测结果。

具体实施方式：

参见图1，渗流出水端水压力调控方法，该方法是在试样渗流出水端连接管路过滤器1，与管路过滤器连接的手动调速阀2，对渗流出水端流量进行调控，使在出水端保持稳定的流量。只要保证渗流进口端水压力不变，当试样的渗流量与调节的流量达到平衡时，则可在渗出端产生稳定的水压值，进而在试样两端形成稳定的水压差。当渗透水压差与流量均保持不变，则该时段渗透性测试符合达西定律，进而可以获得相应条件下岩石体的渗透性指标。

图2是针对某一岩性试样，出水端采用调速阀控制进行实测结果。图中进水端水压保持为4.36MPa，出水端水压波动幅度0.27～0.31MPa之间，可取出水端水压稳定段数据进行渗透性测试，即14～29分钟段数据，其渗透压差波动幅度在0.02MPa范围之内。从渗出水体积的变化情况看(图中简称体变量)，其与时间的关系基本呈直线关系，说明该时段已达到稳定的渗流状态。渗透压差、渗流量均达到稳定状态，即该时段渗透特性满足达西定律，进而可计算得到相应渗透性指标。

上述实施例是对本发明的上述内容作进一步的说明，但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于上述实施例。凡基于上述内容所实现的技术均属于本发明的范围。