[实用新型]一种岩石热致裂实验用的岩心夹持器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种岩石热致裂实验用的岩心夹持器，属于储层改造和储层完整性评价的技术领域。

背景技术

我国拥有丰富的地热能、油页岩、页岩油、页岩气等新能源和非常规能源。对于这样一些清洁能源和非常规能源，如何高效、安全开采是目前所面临的首要问题。由于这些能源的特殊性，与传统的开采和处理方式相比，存在很大的不同。如干热岩储层通常采用水力压裂形成人工热储后，再注入低温的冷水或者二氧化碳工作液提取热能；油页岩由于采用地面干馏矿石方式生产存在成本高、易引起地质灾害以及环境污染等问题，而转向地下高温加热干馏生产；为了提高页岩油气的采收率，在体积压裂形成的裂缝中进行加热，从而促进原油的流动和气体的解吸；等等。上述工程应用中储层岩心及储层流体都要受到高温或低温作用的影响。

当受到外界热作用时，由于岩石内部各种矿物颗粒的热膨胀系数的不同，将会在其内部产生热应力，并可能导致新裂缝的产生、延伸和连通，从而引起岩石力学性质、物理性质等的改变，如岩石强度、弹性模量、孔隙度、渗透率的变化。因热应力引起岩石内部产生裂缝的现象称为岩石热致裂，也称作岩石热开裂。

从不同的工程应用角度来讲，岩心热致裂一方面会引起岩体完整性的破坏，导致不可预期的后果，如CO₂地质埋存过程中因盖层或井筒存在裂缝而导致CO₂发生泄漏、核废料地下处置过程中放射性污染物通过岩体中产生的裂缝发生逸散等；另一方面，又需要采用不同手段产生大量裂缝，提高储层流体流动能力，如形成裂缝网络提高干热岩体的换热效率、提高页岩油气的产量等。为了使岩心热致裂的工程效益最大化，进行储层环境下的岩石热致裂研究，为未来的工程应用提供理论依据和技术指导，具有重大的理论意义和工程价值。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提出一种岩石热致裂实验用的岩心夹持器。

本实用新型的技术方案如下：

一种岩石热致裂实验用的岩心夹持器，包括：可拆卸密封腔、在所述密封腔内轴向设置有供盛放岩心的密封套，其特征在于，在所述密封套的顶部设置有用于给岩心一侧端面加热的加热器。

根据本实用新型优选的，在所述密封套的两端分别设置有上堵头和下堵头，在上堵头内贯通有介质注入管和温度传感器II，在所述下堵头内贯通有介质泄出管和温度传感器I。

根据本实用新型优选的，所述可拆卸密封腔包括密封连接的壳体和盖体，在所述盖体的侧面贯通设置有围压接口，用于向密封腔和密封套之间的空间增压。

根据本实用新型优选的，所述上堵头贯穿设置在所述盖体内，所述介质注入管和温度传感器II的测温数据线由所述盖体穿出至密封腔的外部。

根据本实用新型优选的，所述介质泄出管和温度传感器I的测温数据线由所述盖体穿出至密封腔的外部。

根据本实用新型优选的，所述盖体包括上盖体和下盖体，所述上盖体和下盖体分别与所述壳体的上端部和壳体的下端部密封连接；

所述上堵头贯穿设置在所述上盖体内，所述介质注入管和温度传感器II的测温数据线由所述上盖体穿出至密封腔的外部；

所述介质泄出管和温度传感器I的测温数据线由所述下盖体穿出至密封腔的外部。

根据本实用新型优选的，所述加热器安装在所述上堵头下端；在所述下堵头上还设置有冷却源。

根据本实用新型优选的，所述冷却源为制冷器。

如上述岩石热致裂实验用的岩心夹持器的工作方法，包括：用于模拟在饱和实验介质条件下，对岩心进行单侧端面加热，岩心加热端面的温度加热到预定值后，对岩心停止加热，然后再通过介质注入管和介质泄出管循环对岩心冷却。本实用新型可以用于测得加热时、冷却时岩心热传导系数变化趋势，利用实验介质测得加热前、冷却后的岩心渗透率；其中所述实验介质为气体介质或液体介质。

根据本实用新型优选的，所述的冷却方式为自然冷却、介质冷却或冷源冷却。

根据本实用新型优选的，所述自然冷却是指利用放空管路的方式对加热后的岩心进行冷却。所述放空管路是指将介质流入管路和介质泄出管路进行放空。

根据本实用新型优选的，所述介质冷却是指将测量岩心渗透率的气体介质或液体介质通入加热后的岩心进行冷却。

根据本实用新型优选的，所述冷源冷却指将冷源通入加热后的岩心进行冷却，优选的，所述的冷源是制冷器。

本实用新型的有益效果在于：

1、本实用新型采用岩心单侧端面受热设计，与现有岩石热致裂实验方法中采用的岩心整体受热设计存在显著差别，更符合工程应用背景；