CN114076716A - 岩石孔隙体积压缩系数测定装置以及测定系统 - Google Patents
岩石孔隙体积压缩系数测定装置以及测定系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114076716A CN114076716A CN202010845757.6A CN202010845757A CN114076716A CN 114076716 A CN114076716 A CN 114076716A CN 202010845757 A CN202010845757 A CN 202010845757A CN 114076716 A CN114076716 A CN 114076716A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- plug
- pore volume
- measuring
- rock
- measurement
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000011148 porous material Substances 0.000 title claims abstract description 90
- 239000011435 rock Substances 0.000 title claims abstract description 88
- 230000006835 compression Effects 0.000 title claims abstract description 27
- 238000007906 compression Methods 0.000 title claims abstract description 27
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 66
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 8
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 8
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 8
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims description 7
- 238000003556 assay Methods 0.000 claims description 4
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 12
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 6
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 6
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 5
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 5
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 4
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 3
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 3
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 2
- 239000003209 petroleum derivative Substances 0.000 description 2
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 2
- 238000009738 saturating Methods 0.000 description 2
- 238000013076 uncertainty analysis Methods 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000011545 laboratory measurement Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000009347 mechanical transmission Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N3/08—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying steady tensile or compressive forces
- G01N3/10—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying steady tensile or compressive forces generated by pneumatic or hydraulic pressure
- G01N3/12—Pressure testing
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
- G01N15/08—Investigating permeability, pore-volume, or surface area of porous materials
- G01N15/0806—Details, e.g. sample holders, mounting samples for testing
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
- G01N15/08—Investigating permeability, pore-volume, or surface area of porous materials
- G01N15/088—Investigating volume, surface area, size or distribution of pores; Porosimetry
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N3/02—Details
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N2203/003—Generation of the force
- G01N2203/0042—Pneumatic or hydraulic means
- G01N2203/0044—Pneumatic means
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N2203/0058—Kind of property studied
- G01N2203/0076—Hardness, compressibility or resistance to crushing
- G01N2203/0085—Compressibility
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N2203/02—Details not specific for a particular testing method
- G01N2203/06—Indicating or recording means; Sensing means
- G01N2203/0641—Indicating or recording means; Sensing means using optical, X-ray, ultraviolet, infrared or similar detectors
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N2203/02—Details not specific for a particular testing method
- G01N2203/06—Indicating or recording means; Sensing means
- G01N2203/067—Parameter measured for estimating the property
- G01N2203/0676—Force, weight, load, energy, speed or acceleration
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N2203/02—Details not specific for a particular testing method
- G01N2203/06—Indicating or recording means; Sensing means
- G01N2203/067—Parameter measured for estimating the property
- G01N2203/0682—Spatial dimension, e.g. length, area, angle
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Abstract
本发明提供了一种岩石孔隙体积压缩系数测定装置以及测定系统,该岩石孔隙体积压缩系数测定装置包括:壳体,具有测定腔,测定腔用于容纳被测岩石;堵头组件,包括同轴设置的第一堵头和第二堵头,第一堵头和第二堵头均可轴向移动地设置在测定腔内,当堵头组件处于测定状态时,被测岩石卡设在第一堵头的第一端与第二堵头的第一端之间,当堵头组件处于标定状态时,第一堵头的第一端与第二堵头的第一端相接触;加压饱和判定组件,测定腔具有进口端和出口端,加压饱和判定组件设置在测定腔的出口端,加压饱和判定组件与测定腔连通,以判定测定腔的加压饱和平衡状态。通过本申请提供的技术方案,能够解决现有技术中的测定装置的测定误差大的问题。
Description
技术领域
本发明涉及石油天然气装置技术领域,具体而言,涉及一种岩石孔隙体积压缩系数测定装置以及测定系统。
背景技术
岩石孔隙体积压缩系数是油藏工程研究的一个重要参数,它在物质平衡分析、试井解释、数值模拟计算、评价油藏弹性产能和动态地质储量方面有重要的应用价值。准确测定不同有效压力下岩石孔隙体积压缩系数获取压缩系数随地层孔隙流体压力的变化规律对认识储层、调整油气藏开发方案等具有重要的意义。
石油天然气行业标准SY/T 5815-2016规定了岩石孔隙体积压缩系数测定方法,规定了采用体积法测量岩石孔隙体积压缩系数的方法。为了方便控制,实验室测定通常保持孔隙压力不变逐渐增加围压,或者保持围压不变,逐渐降低孔隙压力的方法,使有效压力增加造成岩石孔隙体积减小,再使用计量泵计量由于岩石孔隙体积减小排出的液体体积。
为了准确计量岩石孔隙体积的变化,通常的实验方法是,首先使用中间带孔的金属假岩心置入夹持器中对测定装置回路死体积进行标定。然后将烘干处理后的岩心放入夹持器中加压饱和后,保持孔隙压力不改变,以一定压力步长逐步增加围压,直至达到实验要求的最高压力。然而,这一过程中存在两个可能导致实验测定误差增加的缺陷。一方面,使用假岩心标定的装置回路死体积等于标定出的总体积减去假岩心中心孔体积。因此,假岩心中心孔体积测量误差会导致回路死体积标定不准确。另一方面,在夹持器中饱和岩心时,由于缺乏判断岩心饱和状态的装置,难以判断岩心是否已经完全饱和。在岩心未达到完全饱和状态测定数据必然会产生较大误差。
因此,现有技术中存在测定装置的测定误差大的问题。
发明内容
本发明提供一种岩石孔隙体积压缩系数测定装置以及测定系统,以解决现有技术中的测定装置的测定误差大的问题。
根据本发明的一个方面,提供了一种岩石孔隙体积压缩系数测定装置,岩石孔隙体积压缩系数测定装置包括:壳体,具有测定腔,测定腔用于容纳被测岩石;堵头组件,包括同轴设置的第一堵头和第二堵头,第一堵头和第二堵头均可轴向移动地设置在测定腔内,堵头组件具有测定状态和标定状态,当堵头组件处于测定状态时,被测岩石卡设在第一堵头的第一端与第二堵头的第一端之间,当堵头组件处于标定状态时,第一堵头的第一端与第二堵头的第一端相接触;加压饱和判定组件,测定腔具有进口端和出口端,加压饱和判定组件设置在测定腔的出口端,加压饱和判定组件与测定腔连通,以判定测定腔的加压饱和平衡状态。
进一步地,加压饱和判定组件包括:压力传感器,压力传感器设置在测定腔的出口端,压力传感器与测定腔连通;阀门,设置在测定腔的出口端,阀门用于控制测定腔的出口端的开闭。
进一步地,岩石孔隙体积压缩系数测定装置还包括固定件,固定件与壳体连接,固定件具有螺纹孔,第一堵头的第二端的外壁上设置有外螺纹,第一堵头穿设在螺纹孔内并与螺纹孔螺纹配合。
进一步地,岩石孔隙体积压缩系数测定装置还包括送样组件,送样组件与第二堵头驱动连接,以驱动第二堵头在轴向方向上移动。
进一步地,送样组件包括气缸,气缸包括缸体和推杆,推杆与第二堵头驱动连接。
进一步地,岩石孔隙体积压缩系数测定装置还包括卡接组件,卡接组件包括第一卡接件和第二卡接件,第一卡接件的一端与第二卡接件的一端相铰接,第一卡接件与第二卡接件扣合后,第一卡接件与第二卡接件之间围设有避让空间,壳体和第二堵头均穿设在避让空间内,卡接组件与壳体之间设置有第一限位结构,卡接组件与第二堵头之间设置有第二限位结构。
进一步地,第一卡接件的朝向第二卡接件的一侧设置有第一弧形凸台,第二卡接件的朝向第一卡接件的一侧设置有第二弧形凸台,第一弧形凸台与第二弧形凸台相扣合形成第一环形凸台,第一环形凸台沿卡接组件的周向延伸,壳体的侧壁上设置有第一环形凹槽,第一环形凸台卡设在第一环形凹槽内以形成第一限位结构;第一卡接件的朝向第二卡接件的一侧设置有第三弧形凸台,第二卡接件的朝向第一卡接件的一侧设置有第四弧形凸台,第三弧形凸台与第四弧形凸台相扣合形成第二环形凸台,第二环形凸台沿卡接组件的周向延伸,第二堵头的第二端的外壁上设置有第二环形凹槽,第二环形凸台卡设在第二环形凹槽内以形成第二限位结构。
进一步地,岩石孔隙体积压缩系数测定装置还包括抽真空组件,抽真空组件与测定腔连通,抽真空组件用于对测定腔抽真空。
进一步地,岩石孔隙体积压缩系数测定装置还包括加热组件和保温套,加热组件设置在测定腔内,保温套罩设在壳体外侧。
根据本发明的另一方面,提供了一种测定系统,测定系统包括:至少一个岩石孔隙体积压缩系数测定装置,岩石孔隙体积压缩系数测定装置为上述提供的岩石孔隙体积压缩系数测定装置;注入泵,与岩石孔隙体积压缩系数测定装置的测定腔的进口端连通;计量泵,与测定腔的进口端连通;围压泵,与测定腔连通;光栅尺,光栅尺用于计量计量泵的泵送体积。
应用本发明的技术方案,该岩石孔隙体积压缩系数测定装置包括壳体、堵头组件以及加压饱和判定组件。其中,壳体具有测定腔,测定腔用于容纳被测岩石,第一堵头和第二堵头均可轴向移动地设置在测定腔内。由于当堵头组件处于标定状态时,第一堵头的第一端与第二堵头的第一端相接触,从而避免了现有技术中的测定装置需要使用假岩心标定死体积存在测定误差的缺点。通过将加压饱和判定组件设置在测定腔的出口端,加压饱和判定组件与测定腔连通以判定测定腔的加压饱和平衡状态,能够保证测定装置在岩心达到完全饱和状态时测定数据。采用上述结构,能够消除现有技术中的假岩心中心孔体积测量导致的误差,以及岩心在未达到完全饱和状态测定数据导致的误差,进而能够提升测定装置的测定精度。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1示出了根据本发明实施例提供的岩石孔隙体积压缩系数测定装置的结构示意图;
图2示出了根据本发明实施例提供的岩石孔隙体积压缩系数测定装置的送样组件位于初始位置时的结构示意图;
图3示出了根据本发明实施例提供的岩石孔隙体积压缩系数测定装置的送样组件位于测定位置时的结构示意图;
图4示出了根据本发明实施例提供的岩石孔隙体积压缩系数测定装置的卡接组件处于打开状态时的结构示意图;
图5示出了根据本发明实施例提供的岩石孔隙体积压缩系数测定装置的卡接组件处于扣合状态时的结构示意图;
图6示出了根据本发明实施例提供的岩石孔隙体积压缩系数测定装置的卡接组件的结构示意图;
图7示出了根据本发明实施例提供的岩石孔隙体积压缩系数测定装置的卡接组件的又一结构示意图;
图8示出了根据本发明实施例提供的测定系统的示意图。
其中,上述附图包括以下附图标记:
10、壳体;11、测定腔;12、第一环形凹槽;20、堵头组件;21、第一堵头;22、第二堵头;221、第二环形凹槽;30、加压饱和判定组件;31、压力传感器;40、固定件;50、送样组件;51、缸体;52、推杆;60、卡接组件;61、第一卡接件;611、第一弧形凸台;612、第三弧形凸台;62、第二卡接件;621、第二弧形凸台;622、第四弧形凸台;71、第一限位结构;72、第二限位结构;80、抽真空组件;81、真空泵;82、干燥瓶;83、过滤瓶;90、保温套;100、注入泵;110、计量泵;120、围压泵。
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。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的,决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作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。
如图1至图7所示,本发明实施例提供了一种岩石孔隙体积压缩系数测定装置,该岩石孔隙体积压缩系数测定装置包括壳体10、堵头组件20以及加压饱和判定组件30。其中,壳体10具有测定腔11,测定腔11用于容纳被测岩石。具体地,堵头组件20包括同轴设置的第一堵头21和第二堵头22,第一堵头21和第二堵头22均可轴向移动地设置在测定腔11内,堵头组件20具有测定状态和标定状态。当堵头组件20处于测定状态时,被测岩石卡设在第一堵头21的第一端与第二堵头22的第一端之间,通过调节测定腔11内的围压和孔隙压力,即可对被测岩石的孔隙体积压缩系数进行测定。当堵头组件20处于标定状态时,第一堵头21的第一端与第二堵头22的第一端相接触,如此无需设置中间带孔的金属假岩心,能够提升标定精度。在本实施例中,测定腔11具有进口端和出口端,加压饱和判定组件30设置在测定腔11的出口端,加压饱和判定组件30与测定腔11连通,以判定测定腔11的加压饱和平衡状态,保证被测岩石在达到完全饱和状态后再进行测定。
应用本实施例提供的岩石孔隙体积压缩系数测定装置,由于当堵头组件20处于标定状态时,第一堵头21的第一端与第二堵头22的第一端相接触,从而避免了现有技术中的测定装置需要使用假岩心标定死体积存在测定误差的缺点。通过将加压饱和判定组件30设置在测定腔11的出口端,加压饱和判定组件30与测定腔11连通以判定测定腔11的加压饱和平衡状态,能够保证测定装置在岩心达到完全饱和状态时测定数据。采用上述结构,能够消除现有技术中的假岩心中心孔体积测量导致的误差,以及岩心在未达到完全饱和状态测定数据导致的误差,进而能够提升测定装置的测定精度,提高实验室岩石孔隙体积压缩系数测定结果的可信度。
在本实施例中,加压饱和判定组件30包括压力传感器31和阀门,压力传感器31和阀门均设置在测定腔11的出口端,压力传感器31与测定腔11连通,阀门用于控制测定腔11的出口端的开闭。加压之前先把测定腔11的出口端阀门关闭,抽真空后对被测岩石进行加压饱和。当测定腔11的出口压力与注入压力平衡时,即可判断被测岩石处于加压饱和平衡状态。
如图1所示,在本实施例中,岩石孔隙体积压缩系数测定装置还包括固定件40,固定件40与壳体10连接,固定件40具有螺纹孔,第一堵头21的第二端的外壁上设置有外螺纹,第一堵头21穿设在螺纹孔内并与螺纹孔螺纹配合。采用上述结构,通过转动第一堵头21,即可调整第一堵头21的轴向位置,便于进行标定和测定,具有结构简单、可靠性高以及成本低的优点。
如图2和图3所示,岩石孔隙体积压缩系数测定装置还包括送样组件50,送样组件50与第二堵头22驱动连接,以驱动第二堵头22在轴向方向上移动。通过设置送样组件50,能够利用送样组件50实现自动送样,简化操作人员的操作,能够提升测定效率,提升装置的自动化程度。
其中,送样组件包括但不限于气缸、油缸、螺杆传动等结构,只要能够实现自动送样即可。
在本实施例中,送样组件50包括气缸,气缸包括缸体51和推杆52,推杆52与第二堵头22驱动连接。利用缸体51能够为推杆52提供动力,从而利用推杆52驱动被测岩石移动至测定位置(图2为送样组件位于初始位置,图3为送样组件位于测定位置)。
其中,岩石孔隙体积压缩系数测定装置还包括控制组件和检测组件。具体地,检测组件用于检测推杆52的位置,控制组件与气缸和检测组件电连接,控制组件根据检测组件检测到的数据控制气缸的工作状态。
如图4至图7所示,岩石孔隙体积压缩系数测定装置还包括卡接组件60,卡接组件60包括第一卡接件61和第二卡接件62,第一卡接件61的一端与第二卡接件62的一端相铰接,第一卡接件和第二卡接件可相对转动,以实现扣合或打开。其中,第一卡接件61与第二卡接件62扣合后,第一卡接件61与第二卡接件62之间围设有避让空间,壳体10和第二堵头22均穿设在避让空间内。在本实施例中,卡接组件60与壳体10之间设置有第一限位结构71,卡接组件60与第二堵头22之间设置有第二限位结构72。利用第一限位结构71和第二限位结构72相配合,能够限制第二堵头22相对壳体10的轴向位移,以满足实验要求。通过设置卡接组件60,能够快速地将第二堵头22卡接固定在壳体上,具有便于操作,结构简单,能够提升操作效率的优点。相比于采用紧固件将第二堵头固定在壳体上的方式,操作便捷。其中,卡接组件60可设置在壳体或推杆上。
具体地,图4为卡接组件处于打开状态的结构示意图,图5为卡接组件处于扣合状态的结构示意图。
如图4至图7所示,第一卡接件61的朝向第二卡接件62的一侧设置有第一弧形凸台611,第二卡接件62的朝向第一卡接件61的一侧设置有第二弧形凸台621,第一弧形凸台611与第二弧形凸台621相扣合形成第一环形凸台,第一环形凸台沿卡接组件60的周向延伸,壳体10的侧壁上设置有第一环形凹槽12,第一环形凸台卡设在第一环形凹槽12内以形成第一限位结构71。第一卡接件61的朝向第二卡接件62的一侧设置有第三弧形凸台612,第二卡接件62的朝向第一卡接件61的一侧设置有第四弧形凸台622,第三弧形凸台612与第四弧形凸台622相扣合形成第二环形凸台,第二环形凸台沿卡接组件60的周向延伸,第二堵头22的第二端的外壁上设置有第二环形凹槽221,第二环形凸台卡设在第二环形凹槽221内以形成第二限位结构72。
具体地,在第一环形凸台卡入第一环形凹槽内之后,壳体的底壁刚好与第二环形凸台的顶壁相贴合,如此能够进一步提升卡接固定效果。通过调整第一堵头的轴向位置,该测定装置即可满足不同长度尺寸岩石的实验要求。
其中,可以在第一环形凸台和第一环形凹槽上设置倒角,以便于第一环形凸台卡入第一环形凹槽内,可以在第二环形凸台和第二环形凹槽上设置倒角,以便于第二环形凸台卡入第二环形凹槽内。
在本实施例中,岩石孔隙体积压缩系数测定装置还包括抽真空组件80,抽真空组件80与测定腔11连通,抽真空组件80用于对测定腔11抽真空,以便于后续利用压力传感器和阀门相配合判断被测岩石是否处于加压饱和平衡状态。在本实施例中,利用抽真空组件将测定腔抽真空为-0.2MPa。
具体地,抽真空组件80包括顺次设置的真空泵81、干燥瓶82以及过滤瓶83,过滤瓶83的一端与测定腔连通。
如图4所示,岩石孔隙体积压缩系数测定装置还包括加热组件和保温套90,加热组件设置在测定腔11内,保温套90罩设在壳体10外侧。利用加热组件可实现测定腔内的温度根据实验要求进行设定,将保温套罩设在壳体外侧,能够提升装置的保温效果,进而减小测定腔内的温度变化幅度。
其中,可以在测定腔内设置温度传感器,利用温度传感器检测测定腔内的温度,然后将温度传感器和加热组件与控制器电连接,利用控制器控制加热组件工作。
如图8所示,本发明又一实施例提供了一种测定系统,该测定系统包括至少一个岩石孔隙体积压缩系数测定装置、注入泵100、计量泵110、围压泵120以及光栅尺,岩石孔隙体积压缩系数测定装置为上述提供的岩石孔隙体积压缩系数测定装置。
其中,注入泵100与岩石孔隙体积压缩系数测定装置的测定腔11的进口端连通,计量泵110与测定腔11的进口端连通,围压泵120与测定腔11连通,光栅尺用于计量计量泵110的泵送体积。利用位移光栅尺测量计量泵的泵送体积,其精度达到0.001mm,不存在机械泵回程误差,从而能够进一步提升测定精度。而现有技术中,针对压缩系数实验计量体积较小,一般退泵或者进泵计量精度难以达到实验室测定要求,且机械泵在进泵和退泵回程时存在机械传动间隙误差的缺点。
具体地,在本实施例中,该测定系统包括两个尺寸不同的岩石孔隙体积压缩系数测定装置,其中一个的内径为50mm,另一个的内径为90mm。
下面结合实验实施例和实验对比例进行解释说明:
1)实验实施例1
使用本实施例提供的岩石孔隙体积压缩系数测定装置进行装置回路死体积标定,第一堵头和第二堵头直接接触。其操作方法包括以下步骤:
S1、按测定系统图连接仪器,将第一堵头和第二堵头直接接触。
S2、关闭真空泵、注入泵连接测定装置的阀门。
S3、将氦孔隙度仪连接测定腔的出口端,并打开出口端阀门。
S4、使用氦孔隙度仪测量装置回路死体积,测量五次取平均值。
2)实验实施例2
使用本实施例提供的岩石孔隙体积压缩系数测定装置进行实心金属块孔隙体积压缩系数的测定,实心金属块不存在孔隙,其孔隙体积压缩系数为0,实验过程中其孔隙体积不改变。其操作方法包括以下步骤:
S1、将实心金属块放入改进的装置中,加初始围压1.38MPa。
S2、对装置孔隙压管线及内压系统抽真空,并用盐水饱和装置孔隙压管线及内压系统。
S3、使用注入泵给装置孔隙压管线加孔隙压力1.38MPa,同时使用两个围压泵加载第一个围压2.76MPa。
S4、保持孔隙压力恒定,以5MPa的步长逐点增加围压。压力稳定后,测定各围压点的孔隙体积,直到围压增加到实验要求的最高压力时停止实验。
S5、释放围压和孔隙压力,取下堵头,清洗管线恢复仪器初始状态。
3)实验对比例1
实验对比例1与实验实施例1的区别在于,使用常规实验装置,标定装置死体积时将带中心孔的假岩心放入夹持器。装置死体积等于氦孔隙度仪测得的总体积减去假岩心中心孔体积。
4)实验对比例2
实验对比例与实验实施例2的区别在于,使用常规实验装置。
将上述实验实施例1与实验对比例1在相同的环境条件下分别进行装置回路空白体积标定,对测定结果进行不确定度分析,结果如表1所示。
表1不确定度分析结果
将上述实验实施例2与实验对比例2在相同的环境条件下分别进行实心金属块孔隙体积压缩系数测定实验,并记录测定的孔隙体积,具体测定结果如表2所示。
表2孔隙体积测定结果
由表1、表2的测定结果可知,使用本发明创新改进的实验装置能够显著的减小装置回路死体积标定的不确定度,将位移光栅尺应用到计量泵计量体积大大提高了实验测定孔隙体积的准确度。本发明改进的孔隙体积压缩系数测定装置与常规装置相比,死体积标定结果更加可靠,岩石孔隙体积计量精度更高误差更小。能达到提高实验室岩石孔隙体积压缩系数测定结果的可信度的目的。
通过实施例提供的装置,具有以下有益效果:
(1)通过对岩石孔隙体积压缩系数测定装置的改进,提高微小体积变化计量的精确度,克服目前测量装置存在测定误差的缺陷,提高实验室岩石孔隙体积压缩系数测定结果的可信度;
(2)改进测定装置的结构以提升装置的易用性,使实验操作简便并可避免繁杂操作可能对岩心造成的损害。
需要注意的是,这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式,而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的,除非上下文另外明确指出,否则单数形式也意图包括复数形式,此外,还应当理解的是,当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时,其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
除非另外具体说明,否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时,应当明白,为了便于描述,附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论,但在适当情况下,所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中,任何具体值应被解释为仅仅是示例性的,而不是作为限制。因此,示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
在本发明的描述中,需要理解的是,方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,在未作相反说明的情况下,这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明保护范围的限制;方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
为了便于描述,在这里可以使用空间相对术语,如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等,用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是,空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如,如果附图中的器件被倒置,则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而,示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位),并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
此外,需要说明的是,使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件,仅仅是为了便于对相应零部件进行区别,如没有另行声明,上述词语并没有特殊含义,因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种岩石孔隙体积压缩系数测定装置,其特征在于,所述岩石孔隙体积压缩系数测定装置包括:
壳体(10),具有测定腔(11),所述测定腔(11)用于容纳被测岩石;
堵头组件(20),包括同轴设置的第一堵头(21)和第二堵头(22),所述第一堵头(21)和所述第二堵头(22)均可轴向移动地设置在所述测定腔(11)内,所述堵头组件(20)具有测定状态和标定状态,当所述堵头组件(20)处于所述测定状态时,所述被测岩石卡设在所述第一堵头(21)的第一端与所述第二堵头(22)的第一端之间,当所述堵头组件(20)处于所述标定状态时,所述第一堵头(21)的第一端与所述第二堵头(22)的第一端相接触;
加压饱和判定组件(30),所述测定腔(11)具有进口端和出口端,所述加压饱和判定组件(30)设置在所述测定腔(11)的出口端,所述加压饱和判定组件(30)与所述测定腔(11)连通,以判定所述测定腔(11)的加压饱和平衡状态。
2.根据权利要求1所述的岩石孔隙体积压缩系数测定装置,其特征在于,所述加压饱和判定组件(30)包括:
压力传感器(31),所述压力传感器(31)设置在所述测定腔(11)的出口端,所述压力传感器(31)与所述测定腔(11)连通;
阀门,设置在所述测定腔(11)的出口端,所述阀门用于控制所述测定腔(11)的出口端的开闭。
3.根据权利要求1所述的岩石孔隙体积压缩系数测定装置,其特征在于,所述岩石孔隙体积压缩系数测定装置还包括固定件(40),所述固定件(40)与所述壳体(10)连接,所述固定件(40)具有螺纹孔,所述第一堵头(21)的第二端的外壁上设置有外螺纹,所述第一堵头(21)穿设在所述螺纹孔内并与所述螺纹孔螺纹配合。
4.根据权利要求1所述的岩石孔隙体积压缩系数测定装置,其特征在于,所述岩石孔隙体积压缩系数测定装置还包括送样组件(50),所述送样组件(50)与所述第二堵头(22)驱动连接,以驱动所述第二堵头(22)在轴向方向上移动。
5.根据权利要求4所述的岩石孔隙体积压缩系数测定装置,其特征在于,所述送样组件(50)包括气缸,所述气缸包括缸体(51)和推杆(52),所述推杆(52)与所述第二堵头(22)驱动连接。
6.根据权利要求1或4所述的岩石孔隙体积压缩系数测定装置,其特征在于,所述岩石孔隙体积压缩系数测定装置还包括卡接组件(60),所述卡接组件(60)包括第一卡接件(61)和第二卡接件(62),所述第一卡接件(61)的一端与所述第二卡接件(62)的一端相铰接,所述第一卡接件(61)与所述第二卡接件(62)扣合后,所述第一卡接件(61)与所述第二卡接件(62)之间围设有避让空间,所述壳体(10)和所述第二堵头(22)均穿设在所述避让空间内,所述卡接组件(60)与所述壳体(10)之间设置有第一限位结构(71),所述卡接组件(60)与所述第二堵头(22)之间设置有第二限位结构(72)。
7.根据权利要求6所述的岩石孔隙体积压缩系数测定装置,其特征在于,
所述第一卡接件(61)的朝向所述第二卡接件(62)的一侧设置有第一弧形凸台(611),所述第二卡接件(62)的朝向所述第一卡接件(61)的一侧设置有第二弧形凸台(621),所述第一弧形凸台(611)与所述第二弧形凸台(621)相扣合形成第一环形凸台,所述第一环形凸台沿所述卡接组件(60)的周向延伸,所述壳体(10)的侧壁上设置有第一环形凹槽(12),所述第一环形凸台卡设在所述第一环形凹槽(12)内以形成所述第一限位结构(71);
所述第一卡接件(61)的朝向所述第二卡接件(62)的一侧设置有第三弧形凸台(612),所述第二卡接件(62)的朝向所述第一卡接件(61)的一侧设置有第四弧形凸台(622),所述第三弧形凸台(612)与所述第四弧形凸台(622)相扣合形成第二环形凸台,所述第二环形凸台沿所述卡接组件(60)的周向延伸,所述第二堵头(22)的第二端的外壁上设置有第二环形凹槽(221),所述第二环形凸台卡设在所述第二环形凹槽(221)内以形成所述第二限位结构(72)。
8.根据权利要求1或2所述的岩石孔隙体积压缩系数测定装置,其特征在于,所述岩石孔隙体积压缩系数测定装置还包括抽真空组件(80),所述抽真空组件(80)与所述测定腔(11)连通,所述抽真空组件(80)用于对所述测定腔(11)抽真空。
9.根据权利要求1所述的岩石孔隙体积压缩系数测定装置,其特征在于,所述岩石孔隙体积压缩系数测定装置还包括加热组件和保温套(90),所述加热组件设置在所述测定腔(11)内,所述保温套(90)罩设在所述壳体(10)外侧。
10.一种测定系统,其特征在于,所述测定系统包括:
至少一个岩石孔隙体积压缩系数测定装置,所述岩石孔隙体积压缩系数测定装置为权利要求1至9中任一项所述的岩石孔隙体积压缩系数测定装置;
注入泵(100),与所述岩石孔隙体积压缩系数测定装置的测定腔(11)的进口端连通;
计量泵(110),与所述测定腔(11)的进口端连通;
围压泵(120),与所述测定腔(11)连通;
光栅尺,所述光栅尺用于计量所述计量泵(110)的泵送体积。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010845757.6A CN114076716B (zh) | 2020-08-20 | 2020-08-20 | 岩石孔隙体积压缩系数测定装置以及测定系统 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010845757.6A CN114076716B (zh) | 2020-08-20 | 2020-08-20 | 岩石孔隙体积压缩系数测定装置以及测定系统 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN114076716A true CN114076716A (zh) | 2022-02-22 |
CN114076716B CN114076716B (zh) | 2024-08-27 |
Family
ID=80282355
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202010845757.6A Active CN114076716B (zh) | 2020-08-20 | 2020-08-20 | 岩石孔隙体积压缩系数测定装置以及测定系统 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN114076716B (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN117929238A (zh) * | 2024-03-19 | 2024-04-26 | 西南石油大学 | 基于气体介质的低渗岩石孔隙体积压缩系数的测试方法 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102411044A (zh) * | 2011-12-05 | 2012-04-11 | 中国石油大学(华东) | 成岩作用模拟实验装置及方法 |
CN104374683A (zh) * | 2014-11-19 | 2015-02-25 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种岩心孔隙压缩系数测试装置及其测试方法 |
CN104897543A (zh) * | 2015-06-03 | 2015-09-09 | 河海大学 | 多相渗透仪及岩石渗透特性测定方法 |
US20190025169A1 (en) * | 2017-07-19 | 2019-01-24 | China University Of Petroleum-Beijing (Cupb) | Supercritical carbon dioxide fracturing core holder under the influence of pore pressure saturation |
CN110320136A (zh) * | 2018-03-28 | 2019-10-11 | 中国石油化工股份有限公司 | 页岩岩心有效孔隙度的测定装置及测定方法 |
CN111239023A (zh) * | 2020-03-12 | 2020-06-05 | 西安石油大学 | 一种高温高压条件下岩石压缩系数的测试系统及测试方法 |
-
2020
- 2020-08-20 CN CN202010845757.6A patent/CN114076716B/zh active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102411044A (zh) * | 2011-12-05 | 2012-04-11 | 中国石油大学(华东) | 成岩作用模拟实验装置及方法 |
CN104374683A (zh) * | 2014-11-19 | 2015-02-25 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种岩心孔隙压缩系数测试装置及其测试方法 |
CN104897543A (zh) * | 2015-06-03 | 2015-09-09 | 河海大学 | 多相渗透仪及岩石渗透特性测定方法 |
US20190025169A1 (en) * | 2017-07-19 | 2019-01-24 | China University Of Petroleum-Beijing (Cupb) | Supercritical carbon dioxide fracturing core holder under the influence of pore pressure saturation |
CN110320136A (zh) * | 2018-03-28 | 2019-10-11 | 中国石油化工股份有限公司 | 页岩岩心有效孔隙度的测定装置及测定方法 |
CN111239023A (zh) * | 2020-03-12 | 2020-06-05 | 西安石油大学 | 一种高温高压条件下岩石压缩系数的测试系统及测试方法 |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN117929238A (zh) * | 2024-03-19 | 2024-04-26 | 西南石油大学 | 基于气体介质的低渗岩石孔隙体积压缩系数的测试方法 |
CN117929238B (zh) * | 2024-03-19 | 2024-05-28 | 西南石油大学 | 基于气体介质的低渗岩石孔隙体积压缩系数的测试方法 |
US12092558B1 (en) | 2024-03-19 | 2024-09-17 | Southwest Petroleum University | Gas based testing method for pore volume compressibility of low-permeability rock |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN114076716B (zh) | 2024-08-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5435187A (en) | End-cap-to-piston coupling for triaxial test apparatus | |
CN104048982B (zh) | 一种岩心尺度核磁共振试验的多功能岩心夹持器 | |
CN212748564U (zh) | 一种一体式岩石三轴加载系统及岩石三轴试验系统 | |
CN103234888B (zh) | 长岩心夹持器 | |
CN203287373U (zh) | 长岩心模拟注水试验系统 | |
CN114076716B (zh) | 岩石孔隙体积压缩系数测定装置以及测定系统 | |
CN110823119A (zh) | 基于视觉-激光复合测量的高压实验舱测量系统 | |
CN108680437A (zh) | 一种动力电池铝壳压力膨胀力学检测工装 | |
US8024961B2 (en) | Simultaneous normal and radial liquid permeameter | |
CN212030815U (zh) | 一种压力传感器校准装置 | |
CN113138153A (zh) | 一种岩样夹持器、岩石孔隙度测量系统及方法 | |
CN103245769B (zh) | 长岩心模拟注水试验系统 | |
CN117538217A (zh) | 分析岩石中富氦天然气渗透、运移特征的装置及方法 | |
CN102261941A (zh) | 弹体药室容积测量方法及其装置 | |
US3772911A (en) | Ground strain gauge | |
CN117031374A (zh) | 一种用于电导率传感器的双端高压测试工装 | |
CN211669025U (zh) | 一种岩心气体渗透率检测装置 | |
CN211825802U (zh) | 水分活度检测装置和水分活度检测罐 | |
JP2001108564A (ja) | リーク測定器 | |
CN114720340A (zh) | 岩心变流压、液测渗透率应力敏感测试方法及装置 | |
US2794338A (en) | Determination of pore size distribution in large core samples | |
CN111175346A (zh) | 水分活度检测装置、水分活度检测罐及其检测方法 | |
CN218239203U (zh) | 气密检测装置 | |
CN218628014U (zh) | 一种用于风机壳体的测量检具 | |
CN217084478U (zh) | 一种深部岩石力学特性测定装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |