CN205844145U - 一种页岩高温渗吸测量装置 - Google Patents

Abstract

一种页岩高温渗吸测量装置，其特征在于：岩心夹持器上端通过螺纹连接柱塞I，下端通过螺纹连接柱塞II，通孔I位于加热装置上部，通孔II和通孔III位于加热装置下部，管线I穿过通孔I并贯通柱塞I，管线I的连通状态受控制阀I控制，加热装置位于岩心夹持器外部，加热装置内部有发热电阻丝，由电源提供电源，时间控制仪表，温度控制仪表，开关位于加热装置外部，分别控制发热电阻丝的加热时间、温度以及启动状态，管线II和管线III分别穿过通孔II，通孔III，并贯通柱塞II，管线II连通状态受控制阀II控制，管线III右端连接压力传感器与压力表，压力传感器上部连接刻度管，控制面板位于加热装置的前方，通过记录刻度管液面高度进而测量页岩吸水量。

Description

一种页岩高温渗吸测量装置

技术领域

本实用新型属于石油工程领域，具体涉及一种页岩高温渗吸测量装置。

背景技术

自发渗吸是发生在多孔介质中常见的自然现象，对于非常规储层，利用自发渗吸对其进行研究在国际上都是比较前沿的技术。在致密性储层的研究中，特别是对低孔低渗透页岩气储层的研究中，评价储层岩石的自发渗吸强度是研究的重点。首先，由于低渗透储层的吼道细小，大多处于微米级甚至纳米级，毛细管力引起的自发渗吸现象比常规储层更为明显，对储层产生的影响更大；其次，低渗储层的吸水能力取决于岩性、地层以及人工注入的液体类型，需要进行大量自吸实验研究致密性储层与人工注入液体的相互作用；同时低渗储层的非均质性较强，尤其是在页岩气钻井过程中，需要对不同地层或同一地层不同位置的页岩进行多次取样评价。

目前，国内外对于页岩的自发渗吸研究主要集中在实验室环境中，在常温常压下，通过测量页岩对液体的吸入量开展研究。但是在现场作业过程中，页岩是在地下几千米处跟压裂液接触，此过程发生的具体环境是高温高压，可见现有的研究并不能真实地模拟页岩的渗吸过程。因此，急需开发一种用于页岩的自发渗吸测量装置。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种页岩高温渗吸测量装置，该装置在原有装置的基础上，通过加入一个高温恒温装置，使得当人们在进行自发渗吸实验时，能够根据需求提供合适的高温环境，更好的模拟现场页岩与压裂液的相互作用。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案为：

一种页岩高温渗吸测量装置，其结构包括：岩心夹持器，控制阀I，管线I，柱塞I，加热装置，控制面板，刻度管，压力表，控制阀II，管线II，柱塞II，管线III，压力传感器，通孔I，电源，时间控制仪表，温度控制仪表，开关，通孔II，通孔III，其特征在于：所述的岩心夹持器上端通过螺纹连接柱塞I，下端通过螺纹连接柱塞II，通孔I位于加热装置上部，通孔II和通孔III位于加热装置下部，管线I穿过通孔I并贯通柱塞I，管线I的连通状态受控制阀I控制，所述的加热装置位于岩心夹持器外部，加热装置内部有发热电阻丝，由电源提供电源，时间控制仪表，温度控制仪表，开关位于加热装置外部，分别控制发热电阻丝的加热时间、温度以及启动状态，管线II穿过通孔II，管线III穿过通孔III，管线II 和管线III都贯通柱塞II，所述的管线II连通状态受控制阀II控制，所述的管线III右端连接压力传感器与压力表，所述的压力传感器上部连接刻度管，所述的控制面板位于加热装置的前方，通过记录刻度管液面高度进而测量页岩吸水量。本实用新型的原理是：由于页岩岩心孔隙尺度很小且很发育，与液体接触时会存在一定强度的毛细管力。当干燥后的页岩岩心与水接触后，低孔低渗的页岩在毛细管力作用下会将液体自发渗吸吸入岩心中，从而导致刻度管中的液面下降，通过计量刻度管中液面的下降得出岩心的吸水量，从而实现测量。通过添加一个高温恒温装置，将岩心夹持器置于高温恒温装置中，使得岩心能够在高温环境下吸水，从而达到模拟地层环境的目的。

本实用新型的有益效果：

通过上述技术方案可以看出，本实用新型提供的是一种页岩高温渗吸测量装置，该装置通过添加一个高温恒温装置，使得在原有实验测量的基础上加以高温环境处理，使得页岩渗吸过程更接近现场环境，使得测量结果更加精确。

附图说明

图1为本实用新型整体示意图。图中：1岩心夹持器，2控制阀I，3管线I，4柱塞I，5加热装置，6控制面板，7刻度管，8压力表，9控制阀II，10管线II，11柱塞II，12管线III，13压力传感器。图2为本实用新型加热装置示意图。图中：3管线I，5加热装置，14通孔I，15电源，16时间控制仪表，17温度控制仪表，18开关，19通孔II，20通孔III。

具体实施方式

实施例1

一种页岩高温渗吸测量装置，其结构包括：岩心夹持器1，刻度管7，压力表8，加热装置5，控制面板6，压力传感器13，所述刻度管7通过管线III 12与所述岩心夹持器1的底部连接，所述控制阀II 9通过管线II 10与所述岩心夹持器1的底部连接，所述控制阀I 2通过管线I 3与所述岩心夹持器1的顶部连接。

通过岩心夹持器底部的控制阀II判断岩心底部与水是否接触。控制阀II与岩心底面在同一水平线上。控制阀II出水的那一刻，岩心底面与水刚好接触，此时关闭控制阀II，并开始计量。实验开始时，刻度管和管线III内充满水，岩心底面与水接触，在施加恒温条件下，岩心吸水，从而导致刻度管中的液面下降，通过计量刻度管中液面的下降得出岩心的吸水量。本实施例为逆向驱替，当关闭控制阀I时，岩心夹持器处于密封状态，此时得到的结果为逆向驱替的结果。

本实施例的测量装置还包括控制面板6，所述控制面板6与水平面垂直。所述控制面板6的前方设置所述岩心夹持器1、刻度管7、控制阀I 2和控制阀II 9以及加热装置5。所述控制面板10的后方设置所述管线、管线I 3、管线II 10、管线III 12。通过控制面板将测量装置中用到的所有管线遮挡在控制面板的后方，管线在控制面板的后方布置，既可以使测量装置整齐美观，又可以确保各条管线畅通，避免出现异常情况。

本实施例的测量装置还包括加热装置5，所述加热装置5的内部放置岩心夹持器1、岩心、柱塞I 4和柱塞II 11。所述加热装置5的顶部设置通孔I 14，所述通孔I 14内穿过管线I 3。所述加热装置5的底部设置通孔II 19和通孔III 20，所述通孔II 19和所述通孔III20内分别穿过管线管线II 10和管线III 12。所述加热装置5与电源15连接，其外部设置开关18、温度控制仪表17和时间控制仪表16。

按照本实用新型用于页岩的自发渗吸测量方法，采用上述测量装置，其按照先后顺序包括以下步骤：

步骤一：将岩心放入岩心夹持器中，连接测量装置的管线并检查密封性；

步骤二：关闭岩心夹持器顶部的控制阀，同时打开岩心夹持器底部的控制阀；

步骤三：接通加热装置电源并打开加热装置，通过温度控制仪表设置需要温度并打开时间控制仪表，持续十个小时；

步骤四：向刻度管中注入水，水流经岩心夹持器底部的管线后到达岩心夹持器底部的控制阀；

步骤五：当岩心夹持器底部的控制阀出水时，关闭该控制阀；

步骤六：岩心吸水，刻度管液面下降，计量岩心吸水体积，并转化为岩心吸水质量随时间的变化关系。

Claims (1)

1.一种页岩高温渗吸测量装置，其结构包括：岩心夹持器(1)，控制阀I(2)，管线I(3)，柱塞I(4)，加热装置(5)，控制面板(6)，刻度管(7)，压力表(8)，控制阀II(9)，管线II(10)，柱塞II(11)，管线III(12)，压力传感器(13)，通孔I(14)，电源(15)，时间控制仪表(16)，温度控制仪表(17)，开关(18)，通孔II(19)，通孔III(20)，其特征在于：所述的岩心夹持器(1)上端通过螺纹连接柱塞I(4)，下端通过螺纹连接柱塞II(11)，通孔I(14)位于加热装置(5)上部，通孔II(19)和通孔III(20)位于加热装置(5)下部，管线I(3)穿过通孔I(14)并贯通柱塞I(4)，管线I(3)的连通状态受控制阀I(2)控制，所述的加热装置(5)位于岩心夹持器(1)外部，加热装置(5)内部有发热电阻丝，由电源(15)提供电源，时间控制仪表(16)，温度控制仪表(17)，开关(18)位于加热装置(5)外部，分别控制发热电阻丝的加热时间、温度以及启动状态，管线II(10)穿过通孔II(19)，管线III(12)穿过通孔III(20)，管线II(10)和管线III(12)都贯通柱塞II(11)，所述的管线II(10)连通状态受控制阀II(9)控制，所述的管线III(12)右端连接压力传感器(13)与压力表(8)，所述的压力传感器(13)上部连接刻度管(7)，所述的控制面板(6)位于加热装置(5)的前方，通过记录刻度管(7)液面高度进而测量页岩吸水量。