[发明专利]页岩气扩散能力测试系统

说明书

本发明公开一种页岩气扩散能力测试系统，包括：岩心夹持器，其用于放置岩心样本；所述岩心夹持器具有第一端及第二端；围压施加机构，其连接所述岩心夹持器；所述围压施加机构用于向所述岩心样本施加围压；第一容器，其内部存储有第一预定压强的甲烷；所述第一容器与所述岩心夹持器的第一端相连通；第二容器，其内部存储有第二预定压强的甲烷；所述第二容器与所述岩心夹持器的第二端相连通；所述第一预定压强与所述第二预定压强的压差大于零且小于预定值；测量机构，其能够测量所述第一容器及所述第二容器的压强值；与所述测量机构连接的计算单元，其能够根据所述第一容器及所述第二容器的压强值确定气体的扩散信息。

技术领域

本发明涉及页岩气扩散能力测试领域，尤其涉及在极小压差条件下的一种页岩气扩散能力测试系统。

背景技术

页岩气是蕴藏于页岩层可供开采的天然气资源，页岩气是指赋存于富有机质泥页岩及其夹层中，以吸附和游离状态为主要存在方式的非常规天然气，成分以甲烷为主，是一种清洁、高效的能源资源和化工原料，中国的页岩气可采储量较大，开采前景广阔。

其中，页岩气藏流动机理比较复杂，渗流和扩散作用同时存在。页岩气储层物性差，基质孔喉直径约为1～1000nm，其孔隙度在2％～5％变化，并且基质渗透率极低，页岩气藏的岩性特性分析表明，其渗透率的范围为10-9～10-3mD。

在如此低孔低渗的多孔介质中，连续流动假设不再适用，扩散作用变得非常重要。在页岩气的现场开采过程中，页岩基质中存在的大量吸附气和游离气需要依靠扩散作用，从基质流入裂缝，并最终进入生产井形成工业产量。因此，页岩气基质扩散作用规律的研究对于页岩气有效开发至关重要。

经文献调研发现，目前还没有专门针对页岩气在极小压差条件下扩散的实验研究，极其限制深入认识近平衡态下扩散机理和规律，阻碍了页岩气开采技术的发展。

发明内容

鉴于现有技术的不足，本发明的目的是提供一种页岩气扩散能力测试系统，以能够测试出扩散对页岩气流动的影响，便于揭露出页岩气在岩层中变化的规律和机理，为页岩气藏现场生产能力和开发措施提供依据。

本发明采用以下技术方案解决以上技术问题，该技术方案如下：

一种页岩气扩散能力测试系统，包括：

岩心夹持器，其用于放置岩心样本；所述岩心夹持器具有第一端及第二端；

围压施加机构，其连接所述岩心夹持器；所述围压施加机构用于向所述岩心样本施加围压；

第一容器，其内部存储有第一预定压强的甲烷；所述第一容器与所述岩心夹持器的第一端相连通；

第二容器，其内部存储有第二预定压强的甲烷；所述第二容器与所述岩心夹持器的第二端相连通；所述第一预定压强与所述第二预定压强的压差大于零且小于预定值；

测量机构，其能够测量所述第一容器及所述第二容器的压强值；

与所述测量机构连接的计算单元，其能够根据所述第一容器及所述第二容器的压强值确定气体的扩散信息。

作为优选的实施方式，所述第一预定压强与所述第二预定压强的压差大于零且小于1.5兆帕。

作为优选的实施方式，所述测量机构包括第一压力传感器、及第二压力传感器；所述第一压力传感器能够测量所述第一容器的压强；所述第二压力传感器能够测量所述第二容器的压强。

作为优选的实施方式，所述第一容器与所述岩心夹持器之间通过第一管道相连接；所述第一压力传感器通过一三通阀与所述第一管道相连接。

作为优选的实施方式，所述第二容器与所述岩心夹持器之间通过第二管道相连接；所述第二压力传感器通过一三通阀与所述第二管道相连接。