CN206431021U - 一种页岩渗透率的模拟测试装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种页岩渗透率的模拟测试装置，该装置包括高压氮气进气装置、高压天然气进气装置、第一六通阀、增压泵、第二六通阀、抽空装置、恒温箱、岩心流动模型、差压传感器、缓冲器、环压控制泵和双向驱替泵；所述高压氮气进气装置和高压天然气进气装置通过管线经过第一六通阀和增压泵后与第二六通阀连接，所述抽空装置与第二六通阀连接，第二六通阀通过管线经设置在恒温箱中的岩心流动模型后与双向驱替泵连接，所述岩心流动模型分别与差压传感器和用于跟踪调节岩心流动模型围压的环压控制泵连接。本实用新型装置能测试模拟气藏开发过程中不同压力条件下的气体有效渗透率。
Description
技术领域
本实用新型属于页岩气藏开发技术领域，特别是一种页岩渗透率的模拟测试装置。
背景技术
页岩气藏属于特低孔、特低渗多尺度的双重介质，同时页岩气存在吸附/解吸/扩散/流动等多种流动特性的非常规气藏。储渗结构属于纳微米数量级并具有很强的多尺度性，具有特殊的微观储存结构和复杂的渗流机理。页岩渗透率是表征气体运移能力一个物理量，不仅是影响页岩气井有效开发极为重要的因素，还是储层评价、开发方案设计、数值模拟及产能评价的重要参数。
目前渗透率测试有稳态法、非稳态脉冲衰减法、压汞法。
常规稳态渗流实验法，是岩心出口端压力为大气压、入口施加一定压力，计量出口气体流量，开展不同压力梯度下气体渗流的实验方法。在低孔隙压力下，随着围压增高，渗透率变低，气体低压流动时滑脱效应强，渗透率偏大。传统稳态渗透率测试方法效率低、实验过程易受环境温度影响、流速计量误差偏大。
非稳态脉冲衰减法，其分为岩心柱脉冲衰减法、岩屑脉冲衰减法、脱气法。岩心柱脉冲衰减渗透率测试方法能够测试储层原始条件及不同围压条件下的储层渗透率，及储层应力敏感性，但围压使岩心微裂缝产生闭合，闭合压力随样品的不同而不同，从而造成渗透率易受微裂缝的影响。岩屑脉冲衰减法能够测试不同含水饱和度条件下的气体渗透率；样品外形不受限制，能够测试岩心切片、钻井岩屑等不规则样品；可测基质渗透率，但因无法施加围压，测试精度相对较低。脱气渗透率测试方法主要用于现场密闭取心的测试，在测量页岩储层含气量等参数的同时定量给出渗透率的大小。该方法忽略了页岩气的吸附/解吸/扩散等流动方式，渗透率测试结果偏差较大。
压汞渗透率测试方法，利用压汞毛管压力曲线预测渗透率基于不同理论的预测模型，研究结果为页岩储层非稳态渗透率测试方法，压汞法预测渗透率主要受样品岩石类型、裂缝发育等影响，不同样品类型渗透率预测结果差异较大。
以上实验方法存在问题：① 在围压下，常规稳态渗流实验法、非稳态脉冲衰减法和压汞方法页岩不会发生解吸，忽视了吸附效应的影响，低估了其渗透率；②渗透率是岩石自身的性质，因此它不随压力以及气体流动类型变化而变化，而在低压微尺度下气体滑脱效应非常明显；③对不同孔隙压力下渗流特性无法表征。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种页岩渗透率的模拟测试装置。
本实用新型解决上述问题的技术方案为：一种页岩渗透率的模拟测试装置，包括：
高压氮气进气装置、高压天然气进气装置、第一六通阀、增压泵、第二六通阀、抽空装置、恒温箱、岩心流动模型、差压传感器、缓冲器、环压控制泵和双向驱替泵；
所述高压氮气进气装置和高压天然气进气装置通过管线经过第一六通阀和增压泵后与第二六通阀连接，所述抽空装置与第二六通阀连接，第二六通阀通过管线经设置在恒温箱中的岩心流动模型后与双向驱替泵连接，所述岩心流动模型分别与差压传感器和用于跟踪调节岩心流动模型围压的环压控制泵连接。
按上述方案，所述岩心流动模型与双向驱替泵之间设有用于缓存驱替气体的缓冲器。
该装置工作的原理是：
采集页岩气藏储层岩石并制作天然岩心，根据储层地质特征排列、装填岩心至模拟装置；打开抽空装置，抽空至真空压力-0.1MPa，关闭抽空装置；打开高压进气装置和增压泵充填实验气体至一定压力，确保模型及管线保证被实验气充填，然后加压到地层压力，围压为气藏上覆压力，恒温箱升温至指定温度；装置围压压力保持稳定24小时，填充气在页岩中扩散、吸附充分达到平衡无渗漏；导通实验流程依次打开双向驱替泵、差压传感器；改变双向驱替泵流量，测试不同流量下气体在岩心内渗流时的压差，直至压差稳定，测试不少于5个点，绘制渗流速度与压力梯度的渗流特性曲线；改变围压压力、孔隙压力，绘制不同围压下、不同孔隙压力下渗流特性曲线。
本实用新型装置带来的有益效果是：本实用新型装置能测试模拟气藏开发过程中不同压力条件下的气体有效渗透率，对研究明确影响页岩气流动、开采的主要因素及页岩气多尺度介质流动机理，页岩气藏动态分析，产能预测等提供理论支撑具有重要意义。
附图说明
图1是本实用新型一个实施例的装置的结构示意图；
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
如图1所示，一种封闭的页岩气流动的测试装置,包括高压氮气进气装置1、高压天然气进气装置2、第一六通阀3、增压泵4、第二六通阀6、抽空装置5、恒温箱7、岩心流动模型8、差压传感器9、缓冲器10、环压控制泵11和双向驱替泵12；
高压氮气进气装置1和高压天然气进气装置2通过管线经过第一六通阀3和增压泵4后与第二六通阀6连接，抽空装置5与第二六通阀6连接，第二六通阀6通过管线经设置在恒温箱7中的岩心流动模型8后与双向驱替泵12连接，岩心流动模型8与双向驱替泵12之间设有缓冲器10，岩心流动模型8分别与差压传感器9和用于跟踪调节岩心流动模型围压的环压控制泵11连接。
高压氮气、天然气进气装置 ，最大压力12 MPa，通过增压泵将低压气体增压到地层压力；最大输出压力达50 MPa，给岩流动模型提供充足的气体压力；
岩心流动模型，可装入直径2.5cm岩心，岩心长度3至8cm，压力50 MPa；
环压控制泵跟踪调节围压，包裹岩心不渗漏，最大压力70 MPa；
抽空装置是对要充天然气的部分进行抽空，保证岩心流动模型及管线被纯天然气充填，压力范围－0.1至0 MPa，测试精度0.02 MPa；
差压传感器用于测试模型前后压差，压力范围0至10MPa，测试精度0.001 MPa；
恒温箱用于控制模型模拟地层温度，温度范围：室温至100℃，温控精度0.5℃；
双向驱替泵设置调节驱替流量，流量范围0.01ml/hour至600ml/hour，压力最大压力70 Mpa。
Claims (2)
1.一种页岩渗透率的模拟测试装置，其特征在于，包括：
高压氮气进气装置、高压天然气进气装置、第一六通阀、增压泵、第二六通阀、抽空装置、恒温箱、岩心流动模型、差压传感器、缓冲器、环压控制泵和双向驱替泵；
所述高压氮气进气装置和高压天然气进气装置通过管线经过第一六通阀和增压泵后与第二六通阀连接，所述抽空装置与第二六通阀连接，第二六通阀通过管线经设置在恒温箱中的岩心流动模型后与双向驱替泵连接，所述岩心流动模型分别与差压传感器和用于跟踪调节岩心流动模型围压的环压控制泵连接。
2.根据权利要求1所述的模拟测试装置，其特征在于，所述岩心流动模型与双向驱替泵之间设有用于缓存驱替气体的缓冲器。
Priority Applications (1)
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| CN201621419176.1U CN206431021U (zh) | 2016-12-21 | 2016-12-21 | 一种页岩渗透率的模拟测试装置 |
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Publications (1)
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2016
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