[发明专利]一种致密岩石气相相对渗透率测量装置及方法

说明书

本发明公开了一种致密岩石气相相对渗透率测量装置，它包括：岩心夹持器、围压泵、可变体积上游压力室、可变体积下游压力室、高压气源、控制台和核磁共振仪；所述高压气源的出气口依次通过阀门a、第一压力控制器和阀门b与可变体积上游压力室的进口相连接，可变体积上游压力室的出口通过阀门c与岩心夹持器相连接；岩心夹持器通过阀门d与可变体积下游压力室的进口相连接，可变体积下游压力室的出口通过阀门f与泄压口相连接；岩心夹持器设置在核磁共振仪的测量腔内部。本发明同时基于本测量装置提供了一套测量方法。本发明具有能够快速、有效地测得致密岩石的气体相对渗透率的有益效果。

技术领域

本发明涉及一种致密岩石气相相对渗透率测量装置及测量方法，属于气体相对渗透率测量领域。

背景技术

低渗致密储层的天然气资源量在我国地质资源储量中占有很大的比例。准确测定该类储层岩石的物理性质(例如气相相对渗透率)对储层气井产量的计算、动态分析、数值模拟等非常重要，然而目前很难准确测定致密岩石气/水相对渗透率。

现有的气/水相对渗透率室内实验测试都是参照GB/T 28912-2012(岩石中两相流体相对渗透率测定方法)，即用稳态法和非稳态法两种方法来测定气/水相对渗透率。稳态法是将气/水按一定流量比例匀速注入岩样，直到岩样进出口两端压力和通过岩样的气/水流量达到稳定，以及岩样的含水饱和度也不再变化时，通过达西公式直接计算出有效渗透率和相对渗透率；该方法适合渗透性好的岩石(很容易达到稳定)，对于致密岩石由于稳定时间太长而无效。

但是，低渗致密岩石的气/水相对渗透率的测定一般采用标准GB/T28912-2012中的非稳态法，即是先用水饱和测试样品，以一定压力或者流速注入气体驱替饱和水岩样，记录驱替压力、产水量和产气量随时间的变化关系，其中特别注意见水时间节点的观察与记录，进而用J.B.N方法计算气/水相对渗透率；该方法虽然缩短了测试时间，提高了测试效率，然而却忽略了毛管压力的影响(致密储层中毛细管现象非常突出(详见：capillarypressure and permeability relationships in tight gas sands[Wells等，1985])，且对气/水相对渗透率的影响显著)，此外见水时间节点的确定往往存在滞后，这些都使得气/水相对渗透率的有效测定不能得到保证。

发明内容

针对上述问题和不足，本发明所要解决的技术问题是：怎样提供一种在考虑毛管压力的作用的情况下既能快速测得气体相对渗透率，又能减少传统测量装置及其测量方法由于步骤繁琐容易导致人为误差的气相相对渗透率测量装置。

本发明同时基于本测量装置提供了一套测量方法。

为了解决上述问题，本发明采用了以下的技术方案。

一种致密岩石气相相对渗透率测量装置，它包括：岩心夹持器、围压泵、可变体积上游压力室、可变体积下游压力室、高压气源、控制台和核磁共振仪；所述岩心夹持器内装载有岩心，岩心夹持器上设有温度计；

所述高压气源的出气口依次通过阀门a、第一压力控制器和阀门b与可变体积上游压力室的进口相连接，所述可变体积上游压力室的出口通过阀门c与岩心夹持器的前端相连接；岩心夹持器的后端通过阀门d与可变体积下游压力室的进口相连接，所述可变体积下游压力室的出口通过阀门f与泄压口相连接；

可变体积上游压力室和可变体积下游压力室均可调节体积大小，并且可变体积上游压力室20体积大于可变体积下游压力室21；

岩心夹持器的后端通过阀门e与排水口相连接；围压泵的出气口依次通过阀门g和第二压力控制器与岩心夹持器的前端相连接；

所述岩心夹持器的前端与所述可变体积下游压力室的进口之间设置有阀门h；