[发明专利]一种岩石气体各向异性渗透率的测试装置及计算方法

说明书

本发明公开了一种岩石气体各向异性渗透率的测试装置及计算方法，该测试装置包括储气罐、气室、真空泵和样品室；所述储气罐通过第一管道与所述气室连通，所述气室通过第二管道与所述样品室连通，所述真空泵通过第三管道与所述第二管道连通，所述样品室通过第四管道与大气连通；其中，所述第一管道上设置有第一控制阀，所述第二管道上，且位于第三管道与第二管道的连接处到气室之间设有第二控制阀和压力表，所述压力表位于第二控制阀的右侧；所述第三管道上设置有第三控制阀，所述第四管道上设置有第四控制阀，所述第四控制阀的右侧设置有气体流量计。该测试装置结构简单，造价低，非常适用于高校实验室使用。

技术领域

本发明涉及岩石力学实验技术领域，具体来说，涉及一种岩石气体各向异性渗透率的测试装置及计算方法。

背景技术

受地质构造等影响，岩体呈现出明显的各向异性。在同一埋深、不同层理方向的岩石渗透率差异可达两个数量级。目前，针对岩心的纵向渗透率测量方法已较为成熟，有稳态渗流法、压力脉冲法及其改进方法等。针对岩石不同方向的渗透率测量，常用的手段则是在同一岩块上制备其他方向的岩心进行渗透率测量。由于岩样制备过程会存在不同程度的破损(如产生新的微裂纹)，因此不同层理方向的岩心测量结果可能存在较大误差如何准确表征同一岩样的各向异性渗透率还有待进一步深入研究。

针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

针对现有技术存在的技术问题，本发明的第一个目的是提供一种结构简单，造价低，操作方便的岩石气体各向异性渗透率的测试装置。

本发明的第二个目的是提供一种使用上述测试装置测量岩石气体各向异性渗透率的计算方法，该方法测试全面，同时测量精度高。

为实现上述第一个目的，本发明采用的具体技术方案如下：

一种岩石气体各向异性渗透率的测试装置，其特征在于，包括储气罐、气室、真空泵和样品室；

所述储气罐通过第一管道与所述气室连通，所述气室通过第二管道与所述样品室连通，所述真空泵通过第三管道与所述第二管道连通，所述样品室通过第四管道与大气连通；

其中，所述第一管道上设置有第一控制阀，所述第二管道上，且位于第三管道与第二管道的连接处到气室之间设有第二控制阀和压力表，所述压力表位于第二控制阀的右侧；

所述第三管道上设置有第三控制阀，所述第四管道上设置有第四控制阀，所述第四控制阀的右侧设置有气体流量计。

作为改进，该测试装置还包括用于放置样品的支架，所述支架位于样品室内，且固定在样品室的底面。

作为改进，所述第四控制阀为减压阀。

作为改进，所述储气罐内部气体为高纯度氮气。

为实现上述第二个目的，本发明采用的具体技术方案如下：

一种岩石气体各向异性渗透率的计算方法，该方法采用上述测试装置，该方法包括以下步骤：

S1:选取岩石样本，将所述岩石样本加工为圆柱体，并测量记录加工后岩石样本的直径和高度；

S2:将加工后的岩石样本放置于所述样品室内支架上，关闭第一控制阀，第二控制阀和第四控制阀，打开第三控制阀，用真空泵将样品室内空气抽出，使其处于真空状；

S3:关闭第三控制阀和第四控制阀，打开第一控制阀和第二控制阀，通过所述第二管道向所述样品室内注入压力气体，再关闭第一控制阀和第二控制阀，待系统内压力平衡后，通过所述压力表记录系统的初始压力p_i；

S4:打开所述第四控制阀，并通过所述第四控制阀控制系统处于恒定压力p₀条件下；