[发明专利]一种用于页岩的自发渗吸测量装置

说明书

本发明涉及一种用于页岩的自发渗吸测量装置，包括围压泵、岩芯夹持器和管线，所述围压泵通过管线Ⅰ与岩芯夹持器连接。还包括刻度管、控制阀Ⅰ、控制阀Ⅱ和控制面板，所述刻度管通过管线Ⅱ与岩芯夹持器的底部连接，所述控制阀Ⅰ通过管线Ⅲ与岩芯夹持器的底部连接，所述控制阀Ⅱ通过管线Ⅳ与岩芯夹持器的顶部连接。所述控制面板的前方设置岩芯夹持器、刻度管、控制阀Ⅰ和控制阀Ⅱ，所述控制面板的后方设置管线、管线Ⅰ、管线Ⅱ、管线Ⅲ和管线Ⅳ。本发明的测量装置结构简单，操作方便，节省成本，可模拟高压环境下页岩的自发渗吸过程，使模拟过程更符合实际情况，测得的结果也更加真实可靠。

技术领域

本发明属于石油工程技术领域，具体涉及一种用于页岩的自发渗吸测量装置。

背景技术

自发渗吸是发生在多孔介质中常见的自然现象，对于非常规储层，利用自发渗吸对其进行研究在国际上都是比较前沿的技术。在致密性储层的研究中，特别是对低孔低渗透页岩气储层的研究中，评价储层岩石的自发渗吸强度是研究的重点。首先，由于低渗透储层的吼道细小，大多处于微米级甚至纳米级，毛细管力引起的自发渗吸现象比常规储层更为明显，对储层产生的影响更大；其次，低渗储层的吸水能力取决于岩性、地层以及人工注入的液体类型，需要进行大量自吸实验研究致密性储层与人工注入液体的相互作用；同时低渗储层的非均质性较强，尤其是在页岩气钻井过程中，需要对不同地层或同一地层不同位置的页岩进行多次取样评价。

目前，国内外对于页岩的自发渗吸研究主要集中在实验室环境中，在常温常压下，通过测量页岩对液体的吸入量开展研究。但是在现场作业过程中，页岩是在地下几千米处跟压裂液接触，此过程发生的具体环境是高温高压，可见现有的研究并不能真实地模拟页岩的渗吸过程。因此，急需开发一种用于页岩的自发渗吸测量装置。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种用于页岩的自发渗吸测量装置，包括围压泵、岩芯夹持器和管线，所述围压泵通过管线Ⅰ与所述岩芯夹持器连接。还包括刻度管、控制阀Ⅰ和控制阀Ⅱ，所述刻度管通过管线Ⅱ与所述岩芯夹持器的底部连接，所述控制阀Ⅰ通过管线Ⅲ与所述岩芯夹持器的底部连接，所述控制阀Ⅱ通过管线Ⅳ与所述岩芯夹持器的顶部连接。

通过岩芯夹持器底部的控制阀Ⅰ判断岩芯底部与水是否接触。控制阀Ⅰ与岩芯底面在同一水平线上。控制阀Ⅰ出水的那一刻，岩芯底面与水刚好接触，此时关闭控制阀Ⅰ，同时施加围压，并开始计量。实验开始时，刻度管和管线Ⅱ内充满水，岩芯底面与水接触，在施加围压的条件下，岩芯吸水，从而导致刻度管中的液面下降，通过计量刻度管中液面的下降得出岩芯的吸水量。

通过岩芯夹持器顶部的控制阀Ⅱ，可实现同向驱替或混合驱替与逆向驱替的自由切换。当打开控制阀Ⅱ时，岩芯夹持器内部环境与外界环境相通，此时得到的结果为同向驱替或同向与逆向混合驱替的结果；当关闭控制阀Ⅱ时，岩芯夹持器处于密封状态，此时得到的结果为逆向驱替的结果。

优选的是，还包括控制面板，所述控制面板与水平面垂直。

在上述任一方案中优选的是，所述控制面板的前方设置所述岩芯夹持器、刻度管、控制阀Ⅰ和控制阀Ⅱ。

在上述任一方案中优选的是，所述控制面板的后方设置所述管线、管线Ⅰ、管线Ⅱ、管线Ⅲ和管线Ⅳ。

本发明通过控制面板将测量装置中用到的所有管线遮挡在控制面板的后方，管线在控制面板的后方布置，既可以使测量装置整齐美观，又可以确保各条管线畅通，避免出现异常情况。

在上述任一方案中优选的是，所述围压泵与所述岩芯夹持器之间设置围压显示器。围压泵包括气罐和手动加压设备。将岩芯放置于岩芯夹持器中，通过围压泵加压，为岩芯夹持器中的岩芯创造适宜的高压环境。围压显示器用于读取和帮助控制围压的大小。

在上述任一方案中优选的是，所述刻度管的底部连接压力表。