[实用新型]一种页岩盐离子扩散能力实验测试装置

说明书

本实用新型公开了一种页岩盐离子扩散能力实验测试装置，由恒速恒压泵、恒速恒压泵出口阀、中间容器、中间容器出口阀、真空泵、真空泵入口阀、电动机、转子、转子叶片、反应釜、加热器、岩心夹持器、圆柱形垫块、岩心夹持器出口阀、围压泵、取样器进口阀、取样器、取样器出口阀组成；其中，加热器用于给实验测试装置加热；围压泵通过岩心夹持器向岩心施加地层围压；叶片带动流体流动。本实用新型能够测试流体流动、储层围压、储层温度、流体压力对页岩盐离子扩散能力的影响。

技术领域

本实用新型涉及石油天然气工程领域，尤其是页岩水力压裂过程中一种页岩盐离子扩散能力实验测试装置。

背景技术

借鉴北美页岩气开发经验中国对页岩气勘探开发技术进行持续攻关研究，取得突破性进展，通过水平井多段多簇体积压裂改造，实现了页岩气商业化开发。区别与常规储层，页岩在储层特征、压裂工艺、裂缝面积等方面具有显著的差异，页岩气井压裂焖井后表现出截然不同的返排特征，通常呈现出“低返排率、高矿化度、高产能”等特征。

美国Eagle Ford盆地低于20％，Barnett盆地低于50％，中国涪陵页岩气储层压裂后返排率甚至低于3％(张涛,李相方,杨立峰.关井时机对页岩气井返排率和产能的影响[J].天然气工业,2017,37(8):48-58)，Haluszczak等测试了北美页岩气井3个月返排液矿化度高度170000mg/L(Haluszczak等.宾夕法尼亚州Marcellus气井返排盐水的地球化学评价,[J].应用地球科学2013,28:55-61)。研究发现页岩盐离子扩散浓度是评价页岩气井体积压裂效果的关键因素，而页岩盐离子扩散浓度主要由页岩盐离子扩散能力及页岩压裂后裂缝复杂程度决定，因此准确的测试页岩盐离子扩散能力对评价页岩体积改造效果至关重要。

研究表明，页岩储层温度、储层围压、压裂液流动、焖井时间等都对页岩盐离子扩散能力有重要影响，但目前的实验研究大多数是在常温常压下开展页岩盐离子扩散浓度测试实验，测试实验液体中电导率随渗吸时间的变化，来间接的评价页岩盐离子扩散浓度，研究得出盐离子扩散与页岩渗吸同步进行，压裂液渗吸进入基质为盐离子扩散提供了通道与条件。

基于现有技术中没有综合考虑页岩压裂过程中液体在水力裂缝中的流动、储层围压、储层温度、焖井时间等因素对页岩盐离子扩散能力的影响，因此有必要研究一种页岩储层条件下压裂与焖井全过程页岩盐离子扩散能力测试装置，为认识压裂液在页岩储层渗吸能力与压裂效果评价等提供科学依据。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种页岩盐离子扩散能力实验测试装置，实验测试装置由恒速恒压泵，恒速恒压泵出口阀，中间容器，中间容器出口阀，真空泵，真空泵入口阀，电动机，转子，转子叶片，反应釜，加热器，岩心，岩心夹持器，圆柱形垫块，岩心夹持器出口阀，围压泵，取样器进口阀，取样器，取样器出口阀，烧杯组成；

其中，加热器用于给实验测试装置加热，以模拟地层温度；

围压泵通过岩心夹持器向岩心施加地层围压，以模拟井下岩石所受到的地层围压；

恒速恒压泵、恒速恒压泵出口阀、中间容器、中间容器出口阀依次连接至反应釜，真空泵、真空泵入口阀依次连接至反应釜；

电动机通过转子驱动转子叶片转动，转子叶片置于反应釜中，通过转子叶片搅动反应釜中液体运动，以模拟流体流动对页岩盐离子扩散能力的影响；

反应釜的出口依次连接取样器进口阀、取样器、取样器出口阀。

进一步地，岩心放置在岩心夹持器中，岩心的一个端面与反应釜中的流动流体接触，另一端面接触圆柱形垫块。

进一步地，圆柱形垫块与岩心接触面设有导流槽，垫块中心处有供流体流动的孔眼。

进一步地，反应釜内腔为圆柱形。

进一步地，转子叶片的高度与岩心的轴线对齐。