CN210834546U - 一种测试不同温度下页岩自吸量的实验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种测试不同温度下页岩自吸量的实验装置，该实验装置包括温度调节模块、储液保温模块、称量记录模块；温度调节模块包括用于加热页岩岩心的电加热岩心夹持器、用于密封页岩岩心两端的密封装置及岩心夹持器支架；储液保温模块包括供液容器、隔热垫、导热管及导热管支架、供液阀、排气阀、发热片、贴片式温度传感器；称量记录模块包括电子天平、外罩及电脑；通过调节电加热岩心夹持器与发热片加热温度同时使水和页岩岩心达到预定测试温度，使页岩岩心一端与水接触并待电子天平稳定后开始计数，通过测量供液容器重量变化即可测定不同温度下页岩吸水量。本实用新型结构简单、操作方便，实验成本较低。

Description

一种测试不同温度下页岩自吸量的实验装置

技术领域

本发明属于油气田开发技术领域，具体涉及一种测试不同温度下页岩自吸量的实验装置。

背景技术

页岩气井压裂后闷井过程中有大量压裂液被页岩储层吸入且难以返排，因此有必要详细研究页岩的吸水特性，从而了解页岩压裂液“返排率低”的原因。页岩储层一般处于高温状态，而目前的室内自吸实验一般是在常温下进行；因为温度对液体粘度影响较大，粘度反过来会严重影响压裂及闷井过程中的水相自吸进程。因此，量化分析温度对自吸的影响可以准确预测储层条件下的页岩自吸量，进而为准确预测压裂及闷井过程中的压裂液滤失量提供理论支撑，对于减少页岩气井大型水力压裂中的地表水使用量、保护水资源等具有指导意义。

目前，国内外对页岩静态自吸吸水量的测量方法多为称重法，比如：①直接称重法，通过称量岩心质量的增加量来反映自吸质量；②间接称重法，通过称量液相质量的降低量来反映自吸质量。但称重法往往忽略了温度对自吸的影响，且存在较大蒸发问题，实验操作步骤较复杂、误差较大等问题。另外，在考虑温度对自吸影响实验时，将岩心加热后需立即从加热装置中取出并擦干岩心表面才能称取重量，否则会产生非常大的误差，该方法不能实时并连续的测量温度影响下的页岩自吸量，更难以自动记录数据，因此，开发一套有针对性、能快速直观并自动记录岩心在不同温度下吸水量的装置十分有现实意义。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种测试不同温度下页岩自吸量的实验装置，以弥补上述现有技术和实验装置的不足。

为实现上述目的，本实用新型采用如下方案：一种测试不同温度下页岩自吸量的实验装置，该实验装置包括：温度调节模块、储液保温模块、称量记录模块。

所述温度调节模块包括用于加热页岩岩心的电加热岩心夹持器，用于密封页岩岩心两端的密封装置及岩心夹持器支架。

所述储液保温模块包括供液容器、隔热垫、导热管及导热管支架、供液阀、排气阀、发热片、贴片式温度传感器，所述供液容器通过导热管与供液阀相连，所述供液阀上方设有与其并联的排气阀，供液阀、排气阀均位于密封装置其中一端。

所述供液容器上部安装有带一个小孔的橡皮塞，小孔中插有中空玻璃管，玻璃管上端套有气球，玻璃管下端悬于液体上方，可以通过气球的膨胀或收缩使供液容器内外气压相等并避免供液容器内外物质交换。

所述供液容器和导热管外部贴有发热片，导热管与供液阀接触一端表面贴有贴片式温度传感器，贴片式温度传感器被保温材料包裹。

所述发热片带有外挂温度控制器，发热片一面带有3M耐高温胶可粘贴使用，另一面带保温棉隔热层。

所述供液容器放置于电子天平上，供液容器与电子天平中间平放有一层隔热垫。

所述称量记录模块包括电子天平、外罩、电脑，电脑可控制电子天平记录重量的时间间隔的时间间隔，电子天平传输数据由电脑自动记录，外罩防止外界空气流动、粉尘等对电子天平的影响。

优选的，供液容器下部与导热管相连处、导热管与供液阀连接处涂有密封胶，避免液体渗漏。

优选的，将一定量的蒸馏水注入供液容器中并铺置一层硅油，防止蒸馏水蒸发。

优选的，岩心夹持器支架及导热管支架可以调节高度。

本实用新型的特点和有益效果为：(1)本实用新型可以进行不同温度条件下的页岩自吸实验，为认识不同温度条件(引起水粘度变化、气水界面变化)下页岩自吸能力提供有效的依据，且为认识储层环境下页岩气井的自吸滤失提供了实验方法支撑；(2)本实验可以自动并连续监测页岩岩心吸水量的变化，相比于传统浸泡称重测试方法，测试结果更加客观、准确。

附图说明

图1为本专利中一种测试不同温度下页岩自吸量的实验装置结构示意图。

图1中，11-电加热岩心夹持器，12-密封装置，13-岩心夹持器支架， 21-供液容器，22-供液阀，23-导热管，24-排气阀，25-发热片，26-发热片外挂温度控制器，27-隔热垫，28-贴片式温度传感器，29-导热管支架，31-电子天平，32- 外罩，33-电脑。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案更清楚，下面将结合本实用新型实施例的附图，对本实用新型实施例的技术方案进行清晰、完整地描述。所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“包括”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

如图1所示，一种测试不同温度下页岩自吸量的实验装置，装置包含：温度调节模块1，包括用于加热页岩岩心的电加热岩心夹持器11、用于密封页岩岩心两端的密封装置12及岩心夹持器支架13；储液保温模块2，包括供液容器21、隔热垫27、导热管23及导热管支架29、供液阀22、排气阀24、发热片 25、贴片式温度传感器28；称量记录模块3，包括电子天平31、外罩32及电脑 33；所述温度调节模块1与储液保温模块2通过导热管23相连，所述储液保温模块2的供液容器21放置于称量记录模块3的电子天平31上，所述电子天平31、供液容器21放置于外罩32内。

所述供液容器21和导热管23外部贴有发热片25。

所述供液容器21与电子天平31中间平放有隔热垫27。

所述导热管23在导热管23与供液阀22接触一端表面贴有贴片式温度传感器28，贴片式温度传感器28被保温材料包裹。

所述供液容器21上部安装有带一个小孔的橡皮塞，小孔中插有中空玻璃管，玻璃管上端套有气球，玻璃管下端悬于液体上方，可以通过气球的膨胀或收缩使供液容器内外气压相等并避免供液容器内外物质交换。

所述温度调节模块3与导热管23连接一端的密封装置12上设有供液阀22和排气阀24，排气阀24位于供液阀22上部并与其并联。

所述供液容器21下部与导热管23相连处、导热管23与供液阀22 连接处涂有密封胶。

所述岩心夹持器支架13、导热管支架29可以调节高度。

所述电脑33含有数据采集器，电子天平31含有称重传感器，数据采集器与电子天平中的称重传感器相连，能快速采集到称重装置的数据。电脑相连后，能够在很短的时间步长下测得液体重量的变化，较精确。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

本实用新型的使用方法如下：

(1)安装实验仪器；

(2)预热蒸馏水到一定温度后，注入供液容器内；

(3)将处理后的岩心放入电加热岩心夹持器；

(4)使用电加热岩心夹持器与发热片分别加热页岩岩心与蒸馏水至预定温度，温度通过贴片式温度传感器测定；

(5)蒸馏水与岩心达到实验温度后，依次打开供液阀与排气阀，排出管线空气；

(6)关闭排气阀，向供液容器液面上放置一层硅油；

(7)开始实验，待电子天平稳定后开始计数，并设定电脑每5分钟记录一次重量；

(8)实验进行5天可得页岩该温度下总吸水量与吸水速率变化。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (6)

1.一种测试不同温度下页岩自吸量的实验装置，其特征在于，该实验装置包括温度调节模块(1)、储液保温模块(2)、称量记录模块(3)；温度调节模块(1)包括用于加热页岩岩心的电加热岩心夹持器(11)，用于密封页岩岩心两端的密封装置(12)及岩心夹持器支架(13)；储液保温模块(2)包括供液容器(21)、隔热垫(27)、导热管(23)及其导热管支架(29)、供液阀(22)、排气阀(24)、发热片(25)、贴片式温度传感器(28)；称量记录模块(3)包括电子天平(31)、外罩(32)及电脑(33)；

所述温度调节模块(1)与储液保温模块(2)通过导热管(23)相连，所述储液保温模块(2)的供液容器(21)放置于称量记录模块(3)的电子天平(31)上，所述电子天平(31)、供液容器(21)放置于外罩(32)内。

2.根据权利要求1所述一种测试不同温度下页岩自吸量的实验装置，其特征在于，供液容器(21)和导热管(23)外部贴有发热片(25)，所述供液容器(21)上部安装有一个带小孔的橡皮塞，小孔中插有中空玻璃管，玻璃管上端套有气球，玻璃管下端悬于液体上方，可以通过气球的膨胀或收缩使供液容器内外气压相等并避免供液容器内外物质交换。

3.根据权利要求1所述的一种测试不同温度下页岩自吸量的实验装置，其特征在于，导热管(23)与供液阀(22)接触一端表面贴有贴片式温度传感器(28)，贴片式温度传感器(28)被保温材料包裹。

4.根据权利要求1所述的一种测试不同温度下页岩自吸量的实验装置，其特征在于，与导热管(23)连接一端的密封装置(12)设有供液阀(22)和排气阀(24)，排气阀(24)位于供液阀(22)上部并与其并联。

5.根据权利要求1所述的一种测试不同温度下页岩自吸量的实验装置，其特征在于，供液容器(21)下部与导热管(23)相连处、导热管(23)与供液阀(22)连接处涂有密封胶。

6.根据权利要求1所述的一种测试不同温度下页岩自吸量的实验装置，其特征在于，所述发热片(25)带有外挂温度控制器(26)，发热片一面带有3M耐高温胶可粘贴使用，另一面带保温棉隔热层。

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