CN108663300B - 低渗透致密砂岩实验装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了低渗透致密砂岩实验装置，本发明的温保温组件设计更加合理，可保证实验样品的温度恒定，采用螺母的方式对砂岩样品的轴向压力进行调节，可保证轴向压力的稳定性和准确性，在使用时，还可以研究不同轴向力对渗透率的影响，在实验中，只需将一端的接头座以及内端座拆开，放入砂岩样品，然后安装好，通过计算机的监测，使得其中一端的压力传感器二处于抵靠住但压力近似为0的状态，然后，旋拧另一端的压力控制螺母，使得压力传感器也为0，旋钮一端的压力控制螺母，对样品施加轴向力，并利用计算机记录轴向力，之后，按照常规方法进行实验即可，本发明可有效的研究低渗透致密砂岩的渗透率情况，提高实验的多功能性和准确度。
Description
技术领域
本发明涉及低渗透致密砂岩实验装置，属于砂岩渗透率实验设备技术领域。
背景技术
渗透率是油气地质和煤田地质等领域的一项基础性评价参数，通常以渗透率测定仪获取岩石样品的渗透率。渗透率是储层物性特征研究中最重要的参数之一，对储层评价、开发方案设计、数值模拟及产能评级必不可少。致密页岩储层渗透率通常在纳米级，很难用常规方法测得。对此，目前已经出现了比如压力脉冲衰减法、压力衰减法、压力恢复法、脱气法等检测方法来实现对致密砂岩渗透率的检测，其中，压力衰减法包括岩屑压力衰减法、岩心柱压力衰减法等，这些基本可以实现对致密砂岩渗透率的研究。尤其是岩心柱压力衰减法，其检测精度高，可以实现低渗透率的检测，但是，该方法依然不够完善，其在施加轴向力时难以准确把握，而且，无法实现对轴向力的多组研究，更无法分析轴向力不同对致密砂岩渗透率的影响等。
本发明针对以上问题，提供低渗透致密砂岩实验装置，提高该实验装置的可靠性和功能性。
发明内容
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：低渗透致密砂岩实验装置，其包括氦气罐、电磁阀一、电磁阀二、电磁阀三、砂岩样品夹持器、围压接头、围压泵和计算机，所述氦气罐依次连接电磁阀一、电磁阀二、电磁阀三后连接至所述砂岩样品夹持器，所述砂岩样品夹持器上的所述围压接头连接所述围压泵，所述计算机与所述砂岩样品夹持器内的压力传感器连接，以便监测所述砂岩样品夹持器内的压力值，所述电磁阀一、电磁阀二、电磁阀三均由所述计算机控制；其特征在于，所述砂岩样品夹持器内的砂岩样品为圆柱形结构；
所述砂岩样品夹持器内所施加的围压大小为可控制设计，且所述围压从所述砂岩样品夹持器的径向方向施加；
所述砂岩样品夹持器内还设置有对所述砂岩样品进行施加轴向方向的轴向力的轴向施力组件，所述轴向施力组件对砂岩样品的施力大小为可调节设置。
进一步，作为优选，所述电磁阀一与所述电磁阀二之间连接的管道上设置有压力表。
进一步，作为优选，所述砂岩样品夹持器包括砂岩样品筒、恒温保温组件、插合接头、接头座和围压套，所述砂岩样品筒内设置有通孔，所述砂岩样品筒的两端可拆卸的固定连接有所述插合接头，所述插合接头的中心密封插入设置有所述接头座，所述接头座的中心设置有气道，伸入所述砂岩样品筒内的接头座之间采用密封套连接设置有所述围压套，砂岩样品设置在所述围压套内，且砂岩样品的两端抵靠住所述插合接头，所述插合接头对所述砂岩样品之间的抵靠压力由所述轴向施力组件进行控制，所述砂岩样品筒的外部套设有所述恒温保温组件。
进一步，作为优选，所述恒温保温组件包括导热多孔套、外隔热套、加热片和保温盖，所述导热多孔套紧贴套设在所述砂岩样品筒的外圆周壁上，所述砂岩样品筒的外部还套设有所述外隔热套，所述外隔热套的内壁与所述导热多孔套的外壁之间设置有间隙，所述外隔热套的内壁上还均匀的阵列设置有所述加热片，所述外隔热套的端部采用所述保温盖密封连接，所述保温盖也套设在所述砂岩样品筒上。
进一步，作为优选，所述轴向施力组件包括内端座、压力控制螺母、防转移动组件和限位座，所述限位座定位固定在所述砂岩样品筒内，所述内端座伸入所述砂岩样品筒内且由所述限位座进行限位固定，所述接头座伸入且可轴向移动的设置在所述内端座内，且所述内端座与所述接头座之间设置有防止所述接头座转动的防转移动组件，所述接头座在所述插合接头内也可轴向移动设置，所述接头座上设置有螺纹，所述压力控制螺母与所述接头座螺纹连接，所述压力控制螺母抵靠在所述插合接头的外端面上，通过转动所述压力控制螺母实现所述接头座的轴线移动，进而实现对砂岩样品的轴线压力的大小控制。
进一步，作为优选，所述内端座上设置有阶梯槽，所述阶梯槽的靠近所述压力控制螺母侧的端壁上设置有压力传感器一，所述阶梯槽内位于远离所述压力控制螺母的一侧固定设置有抵靠套，所述抵靠套上靠近所述压力传感器一的一侧固定设置有压力传感器二，所述接头座上位于所述压力传感一和压力传感器二之间固定设置有施压块，所述接头座的内端部与所述砂岩样品之间还设置有压力传感器三。
进一步，作为优选，其中一侧的接头座上设置有对气道进行密封的可拆卸的堵头。
进一步，作为优选，所述围压接头的围压接头本体伸入所述恒温保温组件后沿着径向伸入所述砂岩样品筒内设置。
进一步，作为优选，所述防转移动组件包括至少两个防转座，两个所述防转座固定设置在所述插合接头的内圆周孔的圆周上，所述接头座的外圆周壁上设置有与所述防转座滑动配合的滑槽，所述防转座伸入所述滑槽内设置。
进一步，作为优选，所述接头座内的气道上设置有监测器压力值的气体压力传感器。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明的低渗透致密砂岩实验装置，在对渗透率进行研究实验时，方法简单可靠，其恒温保温组件设计更加合理，可以保证实验样品的温度恒定，提高准确度，同时，采用螺母的方式对砂岩样品的轴向压力进行调节，可以保证轴向压力的稳定性和准确性，在使用时，还可以研究不同轴向力对渗透率的影响，在实验中，只需将一端的接头座以及内端座拆开，放入砂岩样品，然后安装好，通过计算机的监测，使得其中一端的压力传感器二处于抵靠住但压力近似为0的状态，然后，旋拧另一端的压力控制螺母，使得压力传感器也为0，之后，旋钮一端的压力控制螺母，对样品施加轴向力，并利用计算机记录轴向力，之后，对样品施加一定的围压，之后，打开所有电磁阀门，用氦气驱替出装置中的空气，待装置压力达到平衡后，关闭电磁阀一 ，然后用氦气罐向电磁阀二与电磁阀三之间的管线中施加一压力脉冲，打开电磁阀一 ，气体便流入砂岩样品夹持器中，记录压力随时间的变化数据， 待系统达到新的平衡状态时，停止实验，本发明可以有效的研究低渗透致密砂岩的渗透率情况，提高实验的多功能性和准确度。
附图说明
图1是本发明低渗透致密砂岩实验装置的结构示意图；
图2是本发明低渗透致密砂岩实验装置的砂岩样品夹持器内部结构示意图；
图3是本发明低渗透致密砂岩实验装置的砂岩样品夹持器防转移动组件结构示意图；
图4是本发明低渗透致密砂岩实验装置的砂岩样品夹持器的局部放大结构示意图；
其中，1、氦气罐，2、电磁阀一，3、电磁阀二，4、电磁阀三，5、压力表，6、砂岩样品夹持器，7、围压接头，8、围压泵，9、计算机，10、砂岩样品筒，11、导热多孔套，12、外隔热套，13、加热片，14、内端座，15、插合接头，16、压力控制螺母，17、接头座，18、施压块，19、堵头，20、密封套，21、砂岩样品，22、围压套，23、限位座，24、抵靠套，25、围压接头本体，26、保温盖，27、压力传感器一，28、压力传感器二，29、防转座。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：低渗透致密砂岩实验装置，其包括氦气罐1、电磁阀一2、电磁阀二3、电磁阀三4、砂岩样品夹持器6、围压接头7、围压泵8和计算机9，所述氦气罐1依次连接电磁阀一2、电磁阀二3、电磁阀三4后连接至所述砂岩样品夹持器6，所述砂岩样品夹持器6上的所述围压接头7连接所述围压泵8，所述计算机9与所述砂岩样品夹持器6内的压力传感器连接，以便监测所述砂岩样品夹持器内的压力值，所述电磁阀一2、电磁阀二3、电磁阀三4均由所述计算机9控制；其特征在于，所述砂岩样品夹持器内的砂岩样品为圆柱形结构；
所述砂岩样品夹持器6内所施加的围压大小为可控制设计，且所述围压从所述砂岩样品夹持器的径向方向施加；
所述砂岩样品夹持器6内还设置有对所述砂岩样品进行施加轴向方向的轴向力的轴向施力组件，所述轴向施力组件对砂岩样品的施力大小为可调节设置。
其中，所述电磁阀一与所述电磁阀二之间连接的管道上设置有压力表5。如图2，所述砂岩样品夹持器包括砂岩样品筒10、恒温保温组件、插合接头15、接头座17和围压套22，所述砂岩样品筒10内设置有通孔，所述砂岩样品筒10的两端可拆卸的固定连接有所述插合接头15，所述插合接头15的中心密封插入设置有所述接头座17，所述接头座17的中心设置有气道，伸入所述砂岩样品筒内的接头座17之间采用密封套20连接设置有所述围压套22，砂岩样品设置在所述围压套22内，且砂岩样品21的两端抵靠住所述插合接头15，所述插合接头15对所述砂岩样品之间的抵靠压力由所述轴向施力组件进行控制，所述砂岩样品筒的外部套设有所述恒温保温组件。
其中，所述恒温保温组件包括导热多孔套11、外隔热套12、加热片13和保温盖26，所述导热多孔套11紧贴套设在所述砂岩样品筒的外圆周壁上，所述砂岩样品筒10的外部还套设有所述外隔热套12，所述外隔热套12的内壁与所述导热多孔套的外壁之间设置有间隙，所述外隔热套12的内壁上还均匀的阵列设置有所述加热片13，所述外隔热套的端部采用所述保温盖26密封连接，所述保温盖26也套设在所述砂岩样品筒上。
所述轴向施力组件包括内端座14、压力控制螺母16、防转移动组件和限位座23，所述限位座23定位固定在所述砂岩样品筒内，所述内端座14座伸入所述砂岩样品筒内且由所述限位座进行限位固定，所述接头座17伸入且可轴向移动的设置在所述内端座14内，且所述内端座与所述接头座之间设置有防止所述接头座转动的防转移动组件，所述接头座在所述插合接头内也可轴向移动设置，所述接头座17上设置有螺纹，所述压力控制螺母16与所述接头座17螺纹连接，所述压力控制螺母16抵靠在所述插合接头的外端面上，通过转动所述压力控制螺母实现所述接头座的轴线移动，进而实现对砂岩样品的轴线压力的大小控制。
所述内端座14上设置有阶梯槽，所述阶梯槽的靠近所述压力控制螺母侧的端壁上设置有压力传感器一27，所述阶梯槽内位于远离所述压力控制螺母的一侧固定设置有抵靠套，所述抵靠套24上靠近所述压力传感器一的一侧固定设置有压力传感器二28，所述接头座上位于所述压力传感一和压力传感器二之间固定设置有施压块18，所述接头座的内端部与所述砂岩样品之间还设置有压力传感器三。
其中一侧的接头座上设置有对气道进行密封的可拆卸的堵头19，所述围压接头的围压接头本体伸入所述恒温保温组件后沿着径向伸入所述砂岩样品筒内设置。
如图3，所述防转移动组件包括至少两个防转座29，两个所述防转座固定设置在所述插合接头的内圆周孔的圆周上，所述接头座的外圆周壁上设置有与所述防转座滑动配合的滑槽，所述防转座伸入所述滑槽内设置。所述接头座内的气道上设置有监测器压力值的气体压力传感器。
本发明的低渗透致密砂岩实验装置，在对渗透率进行研究实验时，方法简单可靠，其恒温保温组件设计更加合理，可以保证实验样品的温度恒定，提高准确度，同时，采用螺母的方式对砂岩样品的轴向压力进行调节，可以保证轴向压力的稳定性和准确性，在使用时，还可以研究不同轴向力对渗透率的影响。
在实验中，只需将一端的接头座以及内端座拆开，放入砂岩样品，然后安装好，通过计算机的监测，使得其中一端的压力传感器二处于抵靠住但压力近似为0的状态，然后，旋拧另一端的压力控制螺母，使得压力传感器也为0，之后，旋钮一端的压力控制螺母，对样品施加轴向力，并利用计算机记录轴向力，之后，对样品施加一定的围压，之后，打开所有电磁阀门，用氦气驱替出装置中的空气，待装置压力达到平衡后，关闭电磁阀一 ，然后用氦气罐向电磁阀二与电磁阀三之间的管线中施加一压力脉冲，打开电磁阀一 ，气体便流入砂岩样品夹持器中，记录压力随时间的变化数据， 待系统达到新的平衡状态时，停止实验，本发明可以有效的研究低渗透致密砂岩的渗透率情况，提高实验的多功能性和准确度。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (5)
1.低渗透致密砂岩实验装置，其包括氦气罐、电磁阀一、电磁阀二、电磁阀三、砂岩样品夹持器、围压接头、围压泵和计算机，所述氦气罐依次连接电磁阀一、电磁阀二、电磁阀三后连接至所述砂岩样品夹持器，所述砂岩样品夹持器上的所述围压接头连接所述围压泵，所述计算机与所述砂岩样品夹持器内的压力传感器连接，以便监测所述砂岩样品夹持器内的压力值，所述电磁阀一、电磁阀二、电磁阀三均由所述计算机控制；其特征在于，所述砂岩样品夹持器内的砂岩样品为圆柱形结构；
所述砂岩样品夹持器内所施加的围压大小为可控制设计，且所述围压从所述砂岩样品夹持器的径向方向施加；
所述砂岩样品夹持器内还设置有对所述砂岩样品进行施加轴向方向的轴向力的轴向施力组件，所述轴向施力组件对砂岩样品的施力大小为可调节设置；
所述砂岩样品夹持器包括砂岩样品筒、恒温保温组件、插合接头、接头座和围压套，所述砂岩样品筒内设置有通孔，所述砂岩样品筒的两端可拆卸的固定连接有所述插合接头，所述插合接头的中心密封插入设置有所述接头座，所述接头座的中心设置有气道，伸入所述砂岩样品筒内的接头座之间采用密封套连接设置有所述围压套，砂岩样品设置在所述围压套内，且砂岩样品的两端抵靠住所述插合接头，所述插合接头对所述砂岩样品之间的抵靠压力由所述轴向施力组件进行控制，所述砂岩样品筒的外部套设有所述恒温保温组件；
所述恒温保温组件包括导热多孔套、外隔热套、加热片和保温盖，所述导热多孔套紧贴套设在所述砂岩样品筒的外圆周壁上，所述砂岩样品筒的外部还套设有所述外隔热套，所述外隔热套的内壁与所述导热多孔套的外壁之间设置有间隙，所述外隔热套的内壁上还均匀的阵列设置有所述加热片，所述外隔热套的端部采用所述保温盖密封连接，所述保温盖也套设在所述砂岩样品筒上；
所述轴向施力组件包括内端座、压力控制螺母、防转移动组件和限位座，所述限位座定位固定在所述砂岩样品筒内，所述内端座伸入所述砂岩样品筒内且由所述限位座进行限位固定，所述接头座伸入且可轴向移动的设置在所述内端座内，且所述内端座与所述接头座之间设置有防止所述接头座转动的防转移动组件，所述接头座在所述插合接头内也可轴向移动设置，所述接头座上设置有螺纹，所述压力控制螺母与所述接头座螺纹连接，所述压力控制螺母抵靠在所述插合接头的外端面上，通过转动所述压力控制螺母实现所述接头座的轴线移动，进而实现对砂岩样品的轴线压力的大小控制；
所述内端座上设置有阶梯槽，所述阶梯槽的靠近所述压力控制螺母侧的端壁上设置有压力传感器一，所述阶梯槽内位于远离所述压力控制螺母的一侧固定设置有抵靠套，所述抵靠套上靠近所述压力传感器一的一侧固定设置有压力传感器二，所述接头座上位于所述压力传感一和压力传感器二之间固定设置有施压块，所述接头座的内端部与所述砂岩样品之间还设置有压力传感器三；
所述围压接头的围压接头本体伸入所述恒温保温组件后沿着径向伸入所述砂岩样品筒内设置。
2.根据权利要求1所述的低渗透致密砂岩实验装置，其特征在于：所述电磁阀一与所述电磁阀二之间连接的管道上设置有压力表。
3.根据权利要求2所述的低渗透致密砂岩实验装置，其特征在于：其中一侧的接头座上设置有对气道进行密封的可拆卸的堵头。
4.根据权利要求2所述的低渗透致密砂岩实验装置，其特征在于：所述防转移动组件包括至少两个防转座，两个所述防转座固定设置在所述插合接头的内圆周孔的圆周上，所述接头座的外圆周壁上设置有与所述防转座滑动配合的滑槽，所述防转座伸入所述滑槽内设置。
5.根据权利要求2所述的低渗透致密砂岩实验装置，其特征在于：所述接头座内的气道上设置有监测器压力值的气体压力传感器。
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