CN206489044U - 用于页岩岩心应力敏感评价实验的稳定增减压装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于页岩岩心应力敏感评价实验的稳定增减压装置，属于非常规油气实验技术领域，主要特点是在设置的气体增压泵的进口端连接氮气瓶，在连接氮气瓶的管线中串接阀门；在气体增压泵的出口端连接高压缓冲罐，在连接高压缓冲罐的管线中串接阀门和压力表，高压缓冲罐的上部装有减压阀门；高压缓冲罐下部的管线经串接的阀门与岩心夹持器环压腔入口和高压注入泵出口端的管线连接，本实用新型是对现有应力敏感评价实验装置结构的改进，解决了天然页岩岩心应力敏感实验过程中易受上覆压力波动对其孔隙度、渗透率影响至实验数据准确度无法满足实验要求的难题，本实用新型原理简单，操作方便，具有较强的实用性。

Description

用于页岩岩心应力敏感评价实验的稳定增减压装置

技术领域

本实用新型涉及一种用于页岩岩心应力敏感评价实验的稳定增减压装置，解决天然页岩岩心应力敏感实验过程中易受上覆压力波动对其孔隙度、渗透率影响至实验数据准确度无法满足实验要求的难题，属于非常规油气实验技术领域。

背景技术

页岩气是一种非常规天然气资源，是常规油气能源的重要战略接替。页岩气藏与常规油气藏相比，生成条件、运移模式、赋存方式、成藏条件等均不相同。与常规油气藏一样，在开采过程中，随着储层内部流体的产出，储层孔隙压力降低，储层岩石原有的受力平衡状态发生改变，引起岩石发生弹性或塑性变形导致岩石孔隙结构的改变，这种改变将大大影响到流体在其中的渗流能力。应力敏感评价实验目的在于了解岩石所受净应力改变时孔喉喉道变形、裂缝闭合或张开的过程，并导致岩石渗流能力变化的程度。常规油气藏储层主要以砂岩及各种矿物胶结组成，孔隙内流体压力及砂岩颗粒胶结的骨架应力共同克服上覆压力对岩心孔缝的影响。页岩主要是由富含有机质的粘土等矿物经成岩作用而成，基质间胶结物极少，基质间孔隙内流体主要成分是轻烃气，气体的压缩系数较液体而言相差几个数量级。大量实验表明，缺少骨架应力仅以孔隙内气体压力来克服上覆压力较常规砂岩相比而言，上覆压力值波动引起实验数据的误差则更加明显。对岩心增加和减小上覆压力是通过对包裹岩心的夹持器的密闭环压腔注水或排水来实现的，以环压压力来模拟上覆压力；以环压压力值与驱替压力值之差来模拟净应力，实验时分别计算净应力增加和减小过程中不同净应力下岩样渗透率变化率，绘制净应力增加和减小过程的应力敏感实验曲线并评价应力敏感损害率。增加和减小净应力方式是以手动泵或电动泵设置不同的环压压力来模拟的，驱替泵将实验用流体恒速驱替岩心，因受到注入流体及岩心物性参数影响，驱替压力会不断改变直至趋于稳定，在这过程中夹持器中包裹岩心的橡胶套受应力作用也会发生形变至环压压力出现较大幅度波动，页岩岩心受环压压力不均所测渗透率数值与真值间出现较大偏差。另以手动泵操作受人为因素干扰过大且人工强度较大；以电动泵操作，因目前仪器进、退泵以气动电磁阀自动控制，精度受电压、气动力源压力、电磁阀内橡胶密封圈老化程度等不利因素对实验数据也略有影响。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种用于页岩岩心应力敏感评价实验的稳定增减压装置，解决目前应力敏感评价实验过程中岩心受上覆压力不稳定无法满足实验要求的难题。通过本实用新型有利于恒定上覆压力，降低人为因素及仪器精度不足的干扰，提高实验数据的平行性、重复性，有利于提高实验数据的准确度。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的，一种用于页岩岩心应力敏感评价实验的稳定增减压装置，包括岩心夹持器，岩心夹持器的环压腔入口经管线连接的高压注入泵，该管线中串接的环压腔注液阀门和高压注入泵的出液阀门，其特征是，设置气体增压泵，在气体增压泵的进口端连接氮气瓶，在连接氮气瓶的管线中串接阀门；在气体增压泵的出口端连接高压缓冲罐，在连接高压缓冲罐的管线中串接阀门和压力表，高压缓冲罐的上部装有减压阀门；高压缓冲罐下部的管线经串接的阀门与岩心夹持器环压腔入口和高压注入泵出口端的管线连接。

所述高压缓冲罐容积为1000ml，耐压50MPa。

所述环压腔注液阀门外的管线中串接压力表。

所述压力表的精度不小于0.4级。

所述阀门及连接管线均为不锈钢制作，耐压不小于50MPa，管线直径为1.0mm。

本实用新型是对现有应力敏感评价实验装置结构的改进，通过氮气瓶释放氮气经过气体增压泵增压后注入事先装有一定体积液体的高压缓冲罐内，以减压阀门和高压注入泵调整高压缓冲罐流体压力至实验压力，关闭高压注入泵出液阀门，打开环压腔注液阀门使高压缓冲罐下部的液体注入岩心夹持器内环压腔并对岩心施压，按实验要求恒速驱替实验流体进入岩心，因高压缓冲罐上部为氮气，气体压缩能力较强，驱替压力变化不足于使环压压力发生改变，待驱替压力稳定后测其渗透率，记录此时初始压力值及在该压力下所测渗透率数值，重复以上操作步骤直升至目标压力测获数组数据。减压检测时关闭环压腔注液阀门，打开高压注入泵出液阀门及高压缓冲罐出液阀门，以减压阀门和高压注入泵调整高压缓冲罐流体压力至实验压力，打开环压腔注液阀门对岩心减压，按实验要求恒速注入实验流体，压力稳定后测其渗透率，记录此时压力值及在该压力下所测渗透率数值，重复以上操作步骤直降至初始压力测获数组数据。本实用新型原理简单，操作方便，具有较强的实用性。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图；

图中，1岩心夹持器，2环压腔，3岩心样品，4注气压力表，5气增压阀门，6气体增压泵，7氮气瓶阀门，8氮气瓶，9环压腔注液阀门，10注液压力表，11连接管线，12减压阀门，13高压缓冲罐，14出液阀门，15高压注入泵出液阀门，16高压注入泵。

具体实施方式

结合附图和实施例进一步说明本实用新型，如图1所示，本实用新型由增减压机构和与之连接的注入机构两部分组成。增减压机构由氮气瓶8、氮气瓶阀门7、气体增压泵6、气增压阀门5、注气压力表4构成；注入机构由高压缓冲罐13、气减压阀门12、高压缓冲罐出液阀门14、高压注入泵出液阀门15、高压注入泵16、注液压力表10、环压腔注液阀门9、岩心夹持器1构成。两组机构连接于高压缓冲罐13上部，两组机构中各部件均以管线连接。在气体增压泵6的进口端连接氮气瓶8，在连接氮气瓶8的管线中串接阀门7；在气体增压泵6的出口端连接高压缓冲罐13，在连接高压缓冲罐13的管线中串接气增压阀门5和注液压力表4，高压缓冲罐13的上部装有减压阀门12；高压缓冲罐13下部的管线经串接的出液阀门14与岩心夹持器环压腔入口和高压注入泵出口端的管线11连接。

实验时，先关闭所有阀门，将岩心样品3放入岩心夹持器1内，分别打开氮气瓶阀门7及气增压阀门5，释放氮气瓶8中氮气流经气体增压泵6经增压后进入高压缓冲罐内13，观察注气压力表4数值，待压力达到实验压力后关闭氮气瓶阀门7及气增压阀门5使气体增压泵6停止增压，分别打开高压缓冲罐出液阀门14、高压注入泵出液阀门15，观察注液压力表10数值，用高压注入泵16和气减压阀门12注液和排气来微调高压缓冲罐13内流体压力，待压力稳定后关闭高压注入泵出液阀门15，打开环压腔注液阀门9使高压缓冲罐13内下部液体进入环压腔2完成对岩心样品施压。按实验要求完成在该初始压力点的样品渗透率检测，重复以上步骤直升至目标压力。退压检测时先关闭环压腔注液阀门9，缓慢打开气减压阀门12，观察注液压力表10待压力数值稳定到实验压力值后打开环压腔注液阀门9，按实验要求完成在该压力点的样品渗透率检测，重复以上步骤直降至初始压力。

Claims (5)

1.一种用于页岩岩心应力敏感评价实验的稳定增减压装置，包括岩心夹持器，岩心夹持器的环压腔入口经管线连接的高压注入泵，该管线中串接的环压腔注液阀门和高压注入泵的出液阀门，其特征是，设置气体增压泵，在气体增压泵的进口端连接氮气瓶，在连接氮气瓶的管线中串接阀门；在气体增压泵的出口端连接高压缓冲罐，在连接高压缓冲罐的管线中串接阀门和压力表，高压缓冲罐的上部装有减压阀门；高压缓冲罐下部的管线经串接的阀门与岩心夹持器环压腔入口和高压注入泵出口端的管线连接。

2.根据权利要求1所述的用于页岩岩心应力敏感评价实验的稳定增减压装置，其特征是，所述高压缓冲罐容积为1000ml，耐压50MPa。

3.根据权利要求1所述的用于页岩岩心应力敏感评价实验的稳定增减压装置，其特征是，所述环压腔注液阀门外的管线中串接压力表。

4.根据权利要求1所述的用于页岩岩心应力敏感评价实验的稳定增减压装置，其特征是，所述压力表的精度不小于0.4级。

5.根据权利要求1所述的用于页岩岩心应力敏感评价实验的稳定增减压装置，其特征是，所述阀门及连接管线均为不锈钢制作，耐压不小于50MPa，管线直径为1.0mm。