[发明专利]一种可模拟地层条件下储层岩石渗吸的实验装置和方法

说明书

本发明提供了一种可模拟地层条件下储层岩石渗吸的实验装置和方法。该实验装置包括烘箱，烘箱内部设置有烘干室和测量室；测量室中设置有高压岩心夹持器，高压岩心夹持器的一端与水槽管道连接，水槽和高压岩心夹持器之间依次设置有水泵和第一压力表；高压岩心夹持器的另一端与水银管管道连接，高压岩心夹持器和水银管之间设置有精度为0.1％的高精度压力表；高压岩心夹持器的侧壁上开设有围压注入孔，围压注入孔与围压注入泵管道连接，围压注入孔与围压注入泵之间设置有第二压力表。该实验装置实现了地层条件下岩心温度环境、围压环境和缝隙内有压流体环境的可控模拟，使岩心吸水量的测量结果更贴近实际情况。

技术领域

本发明属于油气田开发技术领域，涉及一种可模拟地层条件下储层岩石渗吸的实验装置和方法。

背景技术

随着非常规天然气资源的不断探明和实验性开发，针对非常规天然气资源的研究在不断深入。目前，在研究致密储层，特别是低渗透页岩气储层时，评价储层岩石自发渗吸强度是研究的重点之一。首先，由于低渗透储层孔隙吼道小，自发渗吸现象比常规储层更为明显，该效应引起的毛管力会对储层产生很大的影响。其次，低渗储层对不同地层或者人工注入的液体的自吸能力不同，需要评价不同地层或者人工注入的液体对低渗地层的储层伤害。再次，低渗储层普遍非均质性较强，在开发页岩气过程中，需要对井段下不同地层或同一地层不同位置的页岩进行多次取样评价。

从工程角度来看，在针对储层进行压裂作业中，压裂液返排率是压裂作业中所关注的众多重点参数之一。常规压裂返排不彻底的机理研究，主要考虑压裂所造成的高压使压裂液进入地层造缝之后，通过孔隙吼道捕集作用将部分压裂液滞留在岩石里。在低渗透气藏储层，特别是低渗透页岩气储层中，由于岩石孔隙吼道狭窄，毛管效应明显。即使压裂时没有高压，压裂液也会通过自发渗吸效应进入岩石中。研究如何评价液体自发渗吸进入岩石这种现象，能为压裂作业对天然气储层的伤害分析提供基础性研究，也为低渗透气藏压裂液设计提供指导性建议。

目前，国内研究渗吸的室内试验主要利用称重法，即通过将岩样加工成标准岩样后，将岩样放置于密闭的岩心筒内，测量岩石的吸水情况。一般而言是将岩心筒内浸水，并在筒的一端接一根可以计量水的高度的玻璃管，然后针对玻璃管内液面高度进行监测。当岩样吸水以后，玻璃管内的液面高度下降。通过记录液面下降高度随时间的变化，并再通过玻璃管横截面积与液面下降高度的乘积，计算岩石吸入水的质量随时间的变化。此方法采用的实验装置存在以下缺陷：(1)该实验装置在模拟地层条件下岩石吸水过程中无法模拟岩心有围压的地层条件，导致实验过程与实际情况相差甚远；(2)该实验装置只能实现测量岩心的自发渗吸的实验，无法模拟地层条件下岩心缝内流体有压的情况下的岩石的吸水情况(3)该装置在液位实验数据读取过程中，容易受温度和人为因素的影响对实验数据采集造成极大的误差，降低了实验结果的精确度，并且试验后信息单一不能合理真实的解释渗吸机理，具有很大的局限性；(4)该实验装置在测量岩石吸水量的实验过程中，由于岩石本身可能在驱油烘干的过程中会有部分残留体积存在，因而不能保证所测得的吸水量完全是水的质量。

因此，需要发明一种设备，该设备能够快速、简便、最大化模拟地层条件下储层岩石的渗吸，经济地评价不同地层或同一地层不同位置的页岩气储层岩石的自发渗吸能力。

发明内容

鉴于上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种可模拟地层条件下储层岩石渗吸的实验装置和方法。该实验装置可以模拟不同围压、不同温度的地层条件下储层岩石渗吸的吸水情况和吸水量。该方法能够避免在液位实验数据读取过程中，温度和人为因素造成极大的误差。

为了实现前述发明目的，本发明提供了一种可模拟地层条件下储层岩石渗吸的实验装置，该实验装置包括烘箱，所述烘箱内部设置有烘干室和测量室；

所述测量室中设置有高压岩心夹持器，所述高压岩心夹持器的一端与水槽管道连接，所述水槽和高压岩心夹持器之间依次设置有水泵和第一压力表；