CN206627402U - 一种低渗岩石渗透率测试系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种低渗岩石渗透率测试系统，包括动力装置、测试装置和数据采集及处理装置，动力装置包括氮气瓶和注射泵，测试装置包括岩心夹持器，岩心夹持器的中部连接有对岩心施加围压的环压泵，岩心夹持器的入口、出口端分别安装有岩心夹持器入口、出口阀，注射泵出口阀的出口通过入口管道与岩心夹持器入口阀相连，岩心夹持器出口阀与出口管道相连，入口管道连接有上游腔室，出口管道连接有下游腔室，测试装置还包括水箱和微型泵，微型泵的吸口与水箱的底部相连，微型泵的出口通过容积流量计与上、下游腔室进水阀相连，上、下游腔室出水阀分别通过回流管与水箱相连，本实用新型提高了低渗透岩石的测试精度，缩短了测试时间。

Description

一种低渗岩石渗透率测试系统

技术领域

本实用新型涉及一种测试设备，尤其涉及一种低渗岩石渗透率测试系统，属于油井测试设备技术领域。

背景技术

研究油藏岩石和流体的物理、化学特性以及两者之间的物理、化学作用，及其对油气储集与渗流能力的影响是科学开发油气藏的物理和化学基础，渗透率、相对渗透率的测量是油气开发实验中最基本的技术。渗透率是表征土或岩石传导气体能力的参数，是油气藏储层最重要的物性参数，也是油气藏储层评价、产能计算和开发方案制定所必需的关键参数之一。随着页岩气、致密砂岩油气等非常规油气的勘探开发，需要开展低渗透率测试装置及测试方法研究，对于页岩油气或致密油气等非常规储层，渗透率超低，用常规的稳态法难以进行精确测量，甚至根本无法获得精确的样品渗透率。

对于低渗透率油气藏储层渗透率的测量，目前采用最广泛的方法是脉冲衰减法。传统的岩石渗透率测试系统包括动力装置、测试装置和数据采集及处理装置，动力装置包括氮气瓶和注射泵，氮气瓶的出口与注射泵的入口相连，注射泵的出口设有注射泵出口阀；测试装置包括岩心夹持器，岩心夹持器的中部连接有对岩心施加围压的围压管，围压管与环压泵的出口相连；岩心夹持器的入口端安装有岩心夹持器入口阀，岩心夹持器的出口端安装有岩心夹持器出口阀，注射泵出口阀的出口通过入口管道与岩心夹持器入口阀的入口相连，岩心夹持器出口阀的出口与出口管道相连，入口管道的末端通过三通连接有上游腔室，出口管道的首端通过三通连接有下游腔室。其测量原理是在原有的稳定孔隙压P2状态下,通过在样品的上游端突然施加一个孔隙压力脉冲,造成样品的上游端和下游端之间瞬间存在附加的压力差，随着流体在岩心样品中的流动，上、下游端压力逐渐衰减，通过测量岩心样品上、下游端的压力随时间的变化可以求得衰减系数，进而计算出岩石的渗透率。相关文献资料证明，当岩心孔隙体积与上下游腔室容积比值为0.25～0.5，才能在相对较短的测试时间内减少误差。然而，现有测试系统上下游腔室容积无法根据岩心孔隙体积进行调整，对测试精度产生了巨大影响。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，克服现有技术中存在的问题，提供一种低渗岩石渗透率测试系统，可以提高低渗岩石渗透率的测试精度，缩短测试时间。

为解决以上技术问题，本实用新型的一种低渗岩石渗透率测试系统，包括动力装置、测试装置和数据采集及处理装置，所述动力装置包括氮气瓶和注射泵，所述氮气瓶的出口与所述注射泵的入口相连，所述注射泵的出口设有注射泵出口阀；所述测试装置包括岩心夹持器，所述岩心夹持器的中部连接有对岩心施加围压的围压管，所述围压管与环压泵的出口相连；所述岩心夹持器的入口端安装有岩心夹持器入口阀，所述岩心夹持器的出口端安装有岩心夹持器出口阀，所述注射泵出口阀的出口通过入口管道与所述岩心夹持器入口阀的入口相连，所述岩心夹持器出口阀的出口与出口管道相连，所述入口管道的末端通过三通连接有上游腔室，所述出口管道的首端通过三通连接有下游腔室，所述上游腔室连接有上游腔室进水阀和上游腔室出水阀，所述下游腔室连接有下游腔室进水阀和下游腔室出水阀；所述测试装置还包括水箱和微型泵，所述微型泵的吸口通过微型泵进水阀与所述水箱的底部相连，所述微型泵的出口安装有容积流量计，所述容积流量计的出口分别通过进水管与所述上游腔室进水阀和所述下游腔室进水阀相连，所述上游腔室出水阀和所述下游腔室出水阀分别通过回流管与所述水箱相连。

相对于现有技术，本实用新型取得了以下有益效果：因为氮气不溶于水，而且水具有不可压缩特性，上游腔室和下游腔室的容积可以根据不同的岩心的孔隙体积进行调整，提高了低渗透岩石的测试精度，缩短了测试时间。需要减少上游腔室和下游腔室容积时，启动微型泵，开启微型泵进水阀、上游腔室进水阀和下游腔室进水阀，通过微型泵将水箱中的水注入上游腔室和下游腔室。需要增加上游腔室和下游腔室容积时，关闭微型泵，开启上游腔室出水阀和下游腔室出水阀，将上游腔室和下游腔室中的水排入水箱中。

作为本实用新型的改进，所述动力装置还包括压力脉冲发生器，所述压力脉冲发生器的出口设有压力脉冲发生器出口阀，所述压力脉冲发生器出口阀的出口与所述入口管道的入口端相连。测试过程中可以根据需要压力脉冲。

作为本实用新型的进一步改进，所述入口管道上安装有入口压力表和流量传感器，所述出口管道上安装有出口压力表，所述入口管道与所述出口管道之间安装有压差传感器，所述围压管上安装有环压表。环压表可以监测岩心夹持器的围压，入口压力表可以监测岩心夹持器入口的压力，流量传感器可以监测岩心夹持器的入口流量，出口压力表可以监测岩心夹持器出口的压力，压差传感器可以监测岩心夹持器入口与出口的压力差。

作为本实用新型的进一步改进，所述数据采集及处理装置包括控制器和与控制器相连的计算机，所述入口压力表、出口压力表、流量传感器、压差传感器和环压表的信号线分别接入所述控制器。控制器采集到岩心夹持器的围压，入口压力、入口流量、出口压力及进出口压力差等数据，并将采集到的数据发送给计算机进行处理和出具报告。

作为本实用新型的进一步改进，所述上游腔室与所述下游腔室的结构相同。

作为本实用新型的进一步改进，所述测试装置整体置于恒温箱中。使整个测试过程在恒温箱中进行，可减少温度的变化对测试精度的影响，进一步提高测试精度。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明，附图仅提供参考与说明用，非用以限制本实用新型。

图1为本实用新型低渗岩石渗透率测试系统的结构示意图。

图中：1.动力装置；11.氮气瓶；12.注射泵；13.压力脉冲发生器；2.测试装置；21.恒温箱；22.岩心夹持器；23.环压泵；24.上游腔室；25.下游腔室；26.水箱；3.数据采集及处理装置；31.控制器；32.计算机； F1.注射泵出口阀； F2.压力脉冲发生器出口阀；F3.环压泵出口阀；F4.岩心夹持器入口阀；F5.岩心夹持器出口阀；F6.微型泵进水阀；F7.上游腔室进水阀；F8.上游腔室出水阀；F9.下游腔室进水阀；F10.下游腔室出水阀；P1.入口压力表；P2.出口压力表；P3.环压表；PZ.压差传感器；LZ.流量传感器；B1.微型泵；L1.容积流量计。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型的低渗岩石渗透率测试系统包括动力装置1、测试装置2和数据采集及处理装置3。动力装置1包括氮气瓶11、注射泵12和压力脉冲发生器13，氮气瓶11的出口与注射泵12的入口相连，注射泵12的出口设有注射泵出口阀F1，压力脉冲发生器13的出口设有压力脉冲发生器出口阀F2，压力脉冲发生器出口阀F2的出口与入口管道的入口端相连。测试过程中可以根据需要压力脉冲。

测试装置2包括岩心夹持器22、水箱26和微型泵B1，岩心夹持器22的中部连接有对岩心施加围压的围压管，围压管与环压泵23的出口相连，环压泵23的出口安装有环压泵出口阀F3。岩心夹持器22的入口端安装有岩心夹持器入口阀F4，岩心夹持器22的出口端安装有岩心夹持器出口阀F5，注射泵出口阀F1的出口通过入口管道与岩心夹持器入口阀F4的入口相连，岩心夹持器出口阀F5的出口与出口管道相连，入口管道的末端通过三通连接有上游腔室24，出口管道的首端通过三通连接有下游腔室25，上游腔室24连接有上游腔室进水阀F7和上游腔室出水阀F8，下游腔室25连接有下游腔室进水阀F9和下游腔室出水阀F10；上游腔室24与下游腔室25的结构相同。微型泵B1的吸口通过微型泵进水阀F6与水箱26的底部相连，微型泵B1的出口安装有容积流量计L1，容积流量计L1的出口分别通过进水管与上游腔室进水阀F7和下游腔室进水阀F9相连，上游腔室出水阀F8和下游腔室出水阀F10分别通过回流管与水箱26相连。

因为氮气不溶于水，而且水具有不可压缩特性，上游腔室24和下游腔室25的容积可以根据不同的岩心的孔隙体积进行调整，提高了低渗透岩石的测试精度，缩短了测试时间。调整范围可达到岩心孔隙体积与上游腔室24、下游腔室25容积比值为0.25～0.5，以减少测试误差。已知岩心的孔隙体积v，则上游腔室24和下游腔室25的体积应为2～4v，上游腔室24和下游腔室25的最大容积为V。需要减少上游腔室24和下游腔室25容积时，启动微型泵B1，开启微型泵进水阀F6、上游腔室进水阀F7和下游腔室进水阀F9，通过微型泵B1将水箱26中的水注入上游腔室24和下游腔室25。注水量可由容积流量计L1获得，当容积流量计L1测得的数值在(V-4v)～ (V-2v )范围内时，关闭微型泵进水阀F6、上游腔室进水阀F7、下游腔室进水阀F9和微型泵B1。需要增加上游腔室24和下游腔室25容积时，关闭微型泵B1，开启上游腔室出水阀F8和下游腔室出水阀F10，将上游腔室24和下游腔室25中的水排入水箱26中。

入口管道上安装有入口压力表P1和流量传感器LZ，出口管道上安装有出口压力表P2，入口管道与出口管道之间安装有压差传感器PZ，围压管上安装有环压表P3。环压表P3可以监测岩心夹持器22的围压，入口压力表P1可以监测岩心夹持器入口的压力，流量传感器LZ可以监测岩心夹持器的入口流量，出口压力表P2可以监测岩心夹持器出口的压力，压差传感器PZ可以监测岩心夹持器入口与出口的压力差。

数据采集及处理装置3包括控制器31和与控制器31相连的计算机32，入口压力表P1、出口压力表P2、流量传感器LZ、压差传感器PZ和环压表P3的信号线分别接入控制器31。控制器31采集到岩心夹持器22的围压，入口压力、入口流量、出口压力及进出口压力差等数据，并将采集到的数据发送给计算机32进行处理和出具报告。

测试装置2整体置于恒温箱21中。使整个测试过程在恒温箱21中进行，可减少温度的变化对测试精度的影响，进一步提高测试精度。

以上所述仅为本实用新型之较佳可行实施例而已，非因此局限本实用新型的专利保护范围。除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围内。本实用新型未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述。

Claims (6)

1.一种低渗岩石渗透率测试系统，包括动力装置、测试装置和数据采集及处理装置，所述动力装置包括氮气瓶和注射泵，所述氮气瓶的出口与所述注射泵的入口相连，所述注射泵的出口设有注射泵出口阀；所述测试装置包括岩心夹持器，所述岩心夹持器的中部连接有对岩心施加围压的围压管，所述围压管与环压泵的出口相连；所述岩心夹持器的入口端安装有岩心夹持器入口阀，所述岩心夹持器的出口端安装有岩心夹持器出口阀，所述注射泵出口阀的出口通过入口管道与所述岩心夹持器入口阀的入口相连，所述岩心夹持器出口阀的出口与出口管道相连，所述入口管道的末端通过三通连接有上游腔室，所述出口管道的首端通过三通连接有下游腔室，其特征在于：所述上游腔室连接有上游腔室进水阀和上游腔室出水阀，所述下游腔室连接有下游腔室进水阀和下游腔室出水阀；所述测试装置还包括水箱和微型泵，所述微型泵的吸口通过微型泵进水阀与所述水箱的底部相连，所述微型泵的出口安装有容积流量计，所述容积流量计的出口分别通过进水管与所述上游腔室进水阀和所述下游腔室进水阀相连，所述上游腔室出水阀和所述下游腔室出水阀分别通过回流管与所述水箱相连。

2.根据权利要求1所述的一种低渗岩石渗透率测试系统，其特征在于：所述动力装置还包括压力脉冲发生器，所述压力脉冲发生器的出口设有压力脉冲发生器出口阀，所述压力脉冲发生器出口阀的出口与所述入口管道的入口端相连。

3.根据权利要求1所述的一种低渗岩石渗透率测试系统，其特征在于：所述入口管道上安装有入口压力表和流量传感器，所述出口管道上安装有出口压力表，所述入口管道与所述出口管道之间安装有压差传感器，所述围压管上安装有环压表。

4.根据权利要求3所述的一种低渗岩石渗透率测试系统，其特征在于：所述数据采集及处理装置包括控制器和与控制器相连的计算机，所述入口压力表、出口压力表、流量传感器、压差传感器和环压表的信号线分别接入所述控制器。

5.根据权利要求1所述的一种低渗岩石渗透率测试系统，其特征在于：所述上游腔室与所述下游腔室的结构相同。

6.根据权利要求1至5任一项所述的一种低渗岩石渗透率测试系统，其特征在于：所述测试装置整体置于恒温箱中。