CN105547965A - 一种岩石渗透性测试仪 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种岩石渗透性测试仪，包括：氩气瓶、第一稳压系统、第二稳压系统、测量系统，第一稳压系统和第二稳压系统均包括依次连接的减压阀、稳压阀、储气罐及气压差记录表，测量系统包括四通阀、岩心压力室及孔隙度测量装置，孔隙度测量装置的一端与岩心压力室的下端和四通阀的第四接口相连。通过设计新的测量气路及配套设有稳压系统，使得气源至岩心压力室的气路压力变化较小，供气气压更稳定，减少了气路气压变化大带来的对测试精度的影响，进一步提高了岩石渗透性测试仪的测试精度，减少了人为操作带来的误差。
Description
技术领域
本发明涉及石油开发技术领域，特别涉及一种岩石渗透性测试仪。
背景技术
储层岩石是多孔介质，岩石的孔隙性和渗透率是人们关心的两个储层特征。孔隙性决定了岩石的储集性能，即单位体积岩石中的油气储量。而渗透性是表示储层岩石在一定的压差下，允许流体(油、气、水)通过的性能，渗透性的大小用渗透率来表示。在油气田勘探开发过程中，准确进行渗透率的测量，是油气资源评价和开发方案设计的地质基础，因而岩石的渗透性的准确标定直接影响到油、气井的产量；储层岩石渗透率能否准确标定其重要性也体现在地震岩石物理的研究中，岩石渗透率的准确标定也关系到能否定量研究不同储集类型岩石的弹性与粘弹性性质与岩石孔隙性与渗透性的关系，从而获得相对精确的地震岩石物理解释量版，最终提高储层预测与流体识别的精度。
岩石的渗透率参数主要从岩心分析、地震、测井和试井得到。相比于测井评价和试井分析方法，实验室测量渗透率的方法(即岩心分析)的优点在于承认了各向异性及非均匀性，其测量结果更为直接、准确。实验室测量储层岩石渗透率的方法大体上分为稳态和非稳态两种，稳态法主要有定压法、定流量法和非常规稳态法。(1)定压法利用达西原理，使用气体作为渗流介质来测量特定压力和温度环境下岩样渗流稳定时的流量，从而测得渗透率，此方法测量环境更接近于地层环境；(2)与定压法相反，定流量法采用稳定的流量，测量岩石两侧的压力变化，定流量法的测量结果比定压法更准确，但液体的稳定性很难控制，并且要求液体在某个压力和温度下具有一定的黏度；所以定流量法受限于恒流泵的质量。在此基础上有发展了测液体黏度和流量乘积的毛细管粘滞法。
现有使用定压法测低渗透率岩石的岩石渗透性测试仪，其结构较简单，缺乏对气路过程中压力的控制，导致气源至岩心压力室气压波动，测试时数据跳动大，导致人为误差较大；同时由于气体的压力与体积的乘积与温度成反比，而现有的使用定压法测低渗透率岩石的岩石渗透性测试仪未考虑温度的波动对实际测试中带来的影响(对孔隙度测量系统参数校准测试影响最为直接)，进一步影响了岩石渗透性测试仪的测试精度。
发明内容
本发明解决的问题是提供一种岩石渗透性测试仪，使得现有的岩石渗透性测试仪在测试低渗透率岩石时人为误差较大、测试精度较低的缺陷得到解决了。
为解决上述问题，本发明实施例提供了一种岩石渗透性测试仪，包括：气瓶、第一稳压系统、第二稳压系统以及测量系统，所述气瓶通过管路分别连接第一稳压系统和第二稳压系统，所述第一稳压系统和第二稳压系统均包括依次连接的减压阀、稳压阀、储气罐及气压差记录表，所述第一稳压系统和第二稳压系统之间设置有压差计；
所述测量系统包括四通阀、岩心压力室及孔隙度测量装置，所述岩心压力室的上端与四通阀的第一接口连接，所述四通阀的第二接口连接有高精度气压记录仪，所述四通阀的第三接口上安装有放空阀；所述孔隙度测量装置的第一端同时与岩心压力室的下端以及四通阀的第四接口相连；所述孔隙度测量装置的第二端连接第二稳压系统的气压差记录表，所述四通阀的第四接口连接第一稳压系统的气压差记录表。本发明过设计新的测量气路及配套设有稳压系统，使得气源至岩心压力室的气路压力变化较小，供气气压更稳定，减少了气压变化大带来的测试精度的影响，减少了人为操作带来的误差，进一步提高了岩石渗透性测试仪的测试精度。
可选的，所述稳压阀上连接有气压计。便于直接读取数据对测试情况进行判断。
可选的，所述稳压阀连接管路进气端设有过滤器。设置过滤器可有效过滤气路中带入杂质和水分或气源中的杂质和水分
可选的，所述稳压阀设有自动控制元件，所述自动控制元件连接计算机系统。将压力控制连入计算机系统并通过计算机系统控制、读取压力，进一步减少人为操作带来的误差。
可选的，所述第一稳压系统、第二稳压系统及测量系统处于恒温系统中。
可选的，所述恒温系统包括温控装置、气体混合循环装置，所述气体混合循环装置输送气体进入第一稳压系统、第二稳压系统和测量系统中。
可选的，所述气体混合循环装置包括混合储罐，所述混合储罐设有第一进气口、第二进气口，所述第一进气口连接温控装置，所述第二进气口连接气泵，所述气泵另一端连接环境空气。通过设置恒温系统有效减少了温度的波动对实际测试中带来的影响(对孔隙度测量系统参数校准测试影响最为直接)，进一步提高了岩石渗透性测试仪的测试精度，采取带有气体混合循环装置的温控系统，进一步减少温控系统降温或升温与环境温度(测试仪内部)温差带来局部温度变化梯度。
可选的，所述岩石渗透性测试仪还包括围压控制装置，所述围压控制装置与岩心压力室下端连接。围压控制装置为岩心压力室提供部分压力，采取该结构其结构简单，成本较低。
与现有技术相比，本技术方案具有以下优点：
本发明过设计新的测量气路及配套设有稳压系统，使得气源至岩心压力室的气路压力变化较小，供气气压更稳定，减少了气压变化大带来的测试精度的影响，减少了人为操作带来的误差，进一步提高了岩石渗透性测试仪的测试精度。
另外将压力控制连入计算机系统并通过计算机系统控制、读取压力，进一步减少人为操作带来的误差，通过设置恒温系统有效减少了温度的波动对实际测试中带来的影响(对孔隙度测量系统参数校准测试影响最为直接)，进一步提高了岩石渗透性测试仪的测试精度，采取带有气体混合循环装置的温控系统，进一步减少温控系统降温或升温与环境温度(测试仪内部)温差带来局部温度变化梯度。本发明结构简单，测试精度较高，操作便捷，生产成本较低。
附图说明
图1是本发明实施例的岩石渗透性测试仪的结构示意图；
图2是本发明实施例的岩石渗透性测试仪的恒温系统示意图。
1、气瓶，2、第一稳压系统，3、第二稳压系统，4、测量系统，5、气压计，6、计算机系统，7、恒温系统，8、围压控制装置，21、减压阀，22、稳压阀，23、储气罐，24、气压记录表，25、气压计，26、过滤器，41、四通阀，42、岩心压力室，43、孔隙度测量装置，44、高精度气压记录仪，45、放空阀，71、温控装置，72、气体混合循环装置，81、第一接口，82、第二接口，83、第三接口，84、第四接口，141、混合储罐，142、第一进气口，143、第二进气口，144、气泵。
具体实施方式
下面结合附图，通过具体实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述。
实施例：本发明实施例提供了一种岩石渗透性测试仪(见附图1、2)，包括：气瓶1、第一稳压系统2、第二稳压系统3以及测量系统4，所述气瓶1通过管路分别连接第一稳压系统2和第二稳压系统3，所述第一稳压系统2和第二稳压系统3均包括依次连接的减压阀21、稳压阀22、储气罐23及气压差记录表24，所述第一稳压系统2和第二稳压系统3之间设置有压差计25；
所述测量系统包括四通阀41、岩心压力室42及孔隙度测量装置43，所述岩心压力室42的上端与四通阀41的第一接口81连接，所述四通阀41的第二接口82连接有高精度气压记录仪44，所述四通阀41的第三接口83上安装有放空阀45；所述孔隙度测量装置43的第一端同时与岩心压力室42的下端以及四通阀41的第四接口84相连；所述孔隙度测量装置43的第二端连接第二稳压系统3的气压差记录表24，所述四通阀41的第四接口84连接第一稳压系统2的气压差记录表24。本发明过设计新的测量气路及配套设有稳压系统，使得气源至岩心压力室的气路压力变化较小，供气气压更稳定，减少了气压变化大带来的测试精度的影响，减少了人为操作带来的误差，进一步提高了岩石渗透性测试仪的测试精度。
本发明过设计新的测量气路及配套设有稳压系统，使得气源至岩心压力室42的气路压力变化较小，供气气压更稳定，减少了气压变化大带来的测试精度的影响，减少了人为操作带来的误差，进一步提高了岩石渗透性测试仪的测试精度。第一稳压系统2和第二稳压系统3的稳压阀22上的压力根据实际的情况进行设置。
所述稳压阀22上连接有气压计25，便于直接读取数据对测试情况进行判断。所述稳压阀22连接管路进气端设有过滤器26。设置过滤器可有效过滤气路中带入杂质和水分或气源中的杂质和水分。所述稳压阀22设有自动控制元件，所述自动控制元件连接计算机系统6。将压力控制连入计算机系统6并通过计算机系6统控制、读取压力，进一步减少人为操作带来的误差。在实际的设计中可以将高精度气压记录仪44、围压控制装置8上提供的压力以及压差计5中的压力均纳入计算机系统统一监控、读数，并制成压力曲线便于读数、测量，尽量减少人为的按时间段读数带来误差。
所述第一稳压系统2、第二稳压系统3及测量系统4处于恒温系统7中。所述恒温系统7包括温控装置71、气体混合循环装置72，所述气体混合循环装置72输送气体进入第一稳压系统2、第二稳压系统3和测量系统4中。所述气体混合循环装置72包括混合储罐141，所述混合储罐141设有第一进气口142、第二进气口143，所述第一进气口142连接温控装置71，所述第二进气口143连接气泵144，所述气泵144另一端连接环境空气。通过设置恒温系统7有效减少了温度的波动对实际测试中带来的影响(对孔隙度测量系统参数校准测试影响最为直接)，进一步提高了岩石渗透性测试仪的测试精度，采取带有气体混合循环装置72的温控系统7，进一步减少温控系统7降温或升温而导致的与环境温度(测试仪内部)的温差，从而降低局部温度变化梯度。
所述岩石渗透性测试仪还包括围压控制装置8，所述围压控制装置8与岩心压力室42下端连接。围压控制装置8为岩心压力室42提供部分压力，采取该结构其结构简单，成本较低。
本发明实施时，使用前先开启恒温系统，设置控制温度，待环境实测温度稳定后，进行孔隙度测量系统参数校准测试，实时记录的实际环境温度(岩石渗透性测试仪内部)，将实测温度代入孔隙度公式中计算出校准参数，从而对孔隙度测量数值进行修正；在实际测量时，打开气瓶的阀们及减压阀的阀门开关，设置稳压阀的压力数值，得到一个稳定的输出压力数值，通过计算机系统控制并读取各部位压力参数，将所得压力参数代入岩样渗透率测试公式中计算得到岩样的渗透率。
本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (8)
1.一种岩石渗透性测试仪，其特征在于，包括：气瓶、第一稳压系统、第二稳压系统以及测量系统，所述气瓶通过管路分别连接第一稳压系统和第二稳压系统，所述第一稳压系统和第二稳压系统均包括依次连接的减压阀、稳压阀、储气罐及气压差记录表，所述第一稳压系统和第二稳压系统之间设置有压差计；
所述测量系统包括四通阀、岩心压力室及孔隙度测量装置，所述岩心压力室的上端与四通阀的第一接口连接，所述四通阀的第二接口连接有高精度气压记录仪连接，所述四通阀的第三接口上安装有放空阀；所述孔隙度测量装置的第一端同时与岩心压力室的下端以及四通阀的第四接口相连；所述孔隙度测量装置的第二端连接第二稳压系统的气压差记录表，所述四通阀的第四接口连接第一稳压系统的气压差记录表。
2.如权利要求1所述的岩石渗透性测试仪，其特征在于，所述稳压阀上连接有气压计。
3.如权利要求2所述的岩石渗透性测试仪，其特征在于，所述稳压阀的连接管路的进气端设有过滤器。
4.如权利要求2所述的岩石渗透性测试仪，其特征在于，所述稳压阀设有自动控制元件，所述自动控制元件连接计算机系统。
5.如权利要求1所述的岩石渗透性测试仪，其特征在于，所述第一稳压系统、第二稳压系统及测量系统处于恒温系统中。
6.如权利要求5所述的岩石渗透性测试仪，其特征在于，所述恒温系统包括温控装置、气体混合循环装置，所述气体混合循环装置输送气体进入第一稳压系统、第二稳压系统和测量系统中。
7.如权利要求6所述的岩石渗透性测试仪，其特征在于，所述气体混合循环装置包括混合储罐，所述混合储罐设有第一进气口、第二进气口，所述第一进气口连接温控装置，所述第二进气口连接气泵，所述气泵另一端连接环境空气。
8.如权利要求1所述的岩石渗透性测试仪，其特征在于，所述岩石渗透性测试仪还包括围压控制装置，所述围压控制装置与岩心压力室下端连接。
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