[发明专利]一种致密岩心渗透率测量装置及测量方法

说明书

本发明公开了一种致密岩心渗透率测量装置及测量方法，包括岩心夹持器、标准气体混合物供应系统、围压泵、真空泵、气相色谱仪和恒温箱；岩心夹持器进气口端通过管线与标准气体混合物供应系统连接，一种致密岩心渗透率测量装置的测量致密岩心渗透率的方法，包括以下步骤：S1：将岩心长度为L的待测岩样放入岩样腔室，利用真空泵将岩样和装置内的气体抽真空；S2：开启围压泵，将围压腔的围压加至所需围压值，并保持压力恒定；解决了现有稳态法测量渗透率过程中存在的流量测量难、未考虑扩散和滑脱的问题。

技术领域

本发明涉及致密岩心渗透率测量领域，特别是一种致密岩心渗透率测量装置及测量方法。

背景技术

在油气田开发领域中，渗透率是评价储层物性的重要参数，在制定开发方案之前都需要对岩样渗透率进行大量的测量。近年来，随着常规油气藏数量的减少，致密油气藏、页岩油气藏等非常规油气藏的开发受到了较大的关注。而这类油气藏的显著特征就是渗透率较低，常规的岩心分析手段对其适用性较差。特别是页岩样品，其渗透率通常在nD级别，常规的渗透率测量方法存在较大误差。并且，即使是同一页岩样品，在不同的实验室测定渗透率的结果差异可达2～ 3个数量级。因此，对于致密岩心而言，找到其适用的渗透率测量方法尤为重要。

现今，对致密岩心渗透率的测量理论大多基于稳态或非稳态渗流理论，仅考虑了粘性流动的影响，通过渗流方程进行渗透率的计算，并没有直接在计算公式中考虑滑脱效应和气体扩散的影响。相对应的测量方法主要有非稳态法和稳态法。非稳态法通常是测量压力随时间的变化，该方法的优点是测量快，不需要进行流量的监测，但有研究表明，该方法所测得的渗透率并不能完全表征岩心的渗透率，可能受到局部裂缝的影响而不能体现整个岩心的渗透性，并且通常不进行扩散和滑脱效应校正。稳态法是基于达西定律通过监测流量来计算岩心的渗透率，该方法存在有较大的不足：首先致密岩样的流量通常较小，要监测其流量的微小变化难度较大；另外，致密岩样中的存在有滑脱效应和气体扩散，需要进行单独校正。因此，测量结果误差较大。目前已有很多研究人员对非稳态法的测量装置及方法进行了改良，但基于稳态法测量手段较少。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种致密岩心渗透率测量装置及测量方法，解决了现有稳态法测量渗透率过程中存在的流量测量难、未考虑扩散和滑脱的问题。

本发明采用的技术方案是，一种致密岩心渗透率测量装置，包括岩心夹持器、标准气体混合物供应系统、围压泵、真空泵、气相色谱仪和恒温箱；岩心夹持器进气口端通过管线与标准气体混合物供应系统连接，岩心夹持器进气口端通过管线与标准气体混合物供应系统连接的管线上设有上游调压控制阀和上游精细压力表；

标准气体混合物供应系统包括增压机和标准气体混合物气源瓶，增压机通过管线与标准气体混合物气源瓶连接，增压机通过管线与标准气体混合物气源瓶连接的管线上设有气源阀；

岩心夹持器的出气口端分别通过管线和多通接头与真空泵、取样腔室和大气连通，取样腔室和气相色谱仪通过管线连接，岩心夹持器的出气口端分别通过管线和多通接头与真空泵、取样腔室和大气连通的管线上设有下游调压阀和下游精细压力表；岩心夹持器的出气口端通过管线和多通接头与大气连通的管线上设有排气阀，岩心夹持器的出气口端通过管线、多通接头与真空取样腔室连通的管线上依次设有管线控制阀和取样阀，岩心夹持器的出气口端通过管线和多通接头与真空泵连通的管道上依次设置有管线控制阀和真空泵控制阀；

岩心夹持器包括岩样腔室、围压腔和缓冲扩散腔；岩样腔室位于夹持器中心位置，岩样腔室的两侧均设有用于使气流平稳缓冲扩散腔，围压腔通过管线与围压泵连接；围压腔通过管线与围压泵连接的管线上依次设有围压泵控制阀和压力表，岩心夹持器、取样腔室和气相色谱仪均放置于恒温箱中。

优选地，标准气体混合物气源瓶内充有摩尔分数为80％的甲烷和摩尔分数为20％的乙烷两组分的标准混合气体，标准气体混合物气源瓶的最高配置压力低于混合物露点压力，标准气体混合物气源瓶的气瓶口设有气源阀。