JPH08247910A - 多相流体を用いて多孔性物質のサンプルを試験するためのモジュール型装置 - Google Patents

多相流体を用いて多孔性物質のサンプルを試験するためのモジュール型装置

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JPH08247910A
JPH08247910A JP7349825A JP34982595A JPH08247910A JP H08247910 A JPH08247910 A JP H08247910A JP 7349825 A JP7349825 A JP 7349825A JP 34982595 A JP34982595 A JP 34982595A JP H08247910 A JPH08247910 A JP H08247910A
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プレヴオ シルヴェン
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume, or surface-area of porous materials
    • G01N15/08—Investigating permeability, pore-volume, or surface area of porous materials
    • G01N15/0806—Details, e.g. sample holders, mounting samples for testing

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】多少とも多孔質のサンプルについて地質学上の
パラメータ、例えば吸湿度、毛細管圧力、飽和度等を排
出および吸入オペレーションの間に置き代えるべき流体
を使って測定するモジュール型の装置を開発する。 【解決手段】複数のセル・モジュール1A〜1Eの間に長さ
の等しい又は異なる筒状部分24を挿入することによって
サンプルの長さに適応する長さのサンプル封入室を得ら
れるように、モジュール型の設計になっている。サンプ
ル封入室の両端蓋13，14の近くに半透過性の膜を備え、
両端蓋を貫通する流通用のライン15，16を連結する。放
射方向に制御弁10を備える接合部7を全セル・モジュー
ル1A〜1Eにとりつけ、圧力検出器、ガス憤出手段等と連
通させる。 【効果】地下の貯油層における炭化水素回復の最適化に
応用できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は多孔性物質のサンプルを
封入してこれに流体を加えて試験するための封入室を形
成するためのモジュール型装置に関する。
【０００２】本発明の装置は例えば地質学上のサンプル
を試験すめため、および排出又は吸入フェースの間の岩
石の毛細管圧力や、その吸湿度指数、相対的透過性、抵
抗値指数等のような種々のパラメータを決定するための
使用に適する。
【０００３】本発明の装置は特に炭水化物を含有若しく
は含有していると思われる地層内で採掘された岩石の特
性を決定するめために石油採掘の分野で適用される。
【０００４】本発明の装置は、また例えば公害の程度を
調べるための地面の水分学のために土木光学に、又は例
えば防水処理について決定するために建築材料を試験す
るため、建築産業にも応用できる。
【０００５】
【従来の技術】貯油層又は帯水層の中の石油とガスの分
布量を決定するために、吸湿度と界面張力とのようなパ
ラメータに依存する飽和値を各地点に対して知らなけれ
ばならない。このためにそこに含まれる水および石油に
関しての岩石の吸湿度を測定して決定する。又岩石の排
水オペレーションを行わなければならない。即ち、水分
の飽和度を減らすために含まれている流体を排出する。
これに吸入、オペレーションが伴う。この期間は岩石の
水飽和（Ｓw）を増加させることを許す流体の排出（置
換）に関係する。水および石油のような２つの流体を連
続相において含有する多孔性物質の各点における毛細管
圧力は、周知のように石油の圧力Ｐ（オイル）と水の圧
力Ｐ（水）との間の平衡状態における圧力差Ｐcとして
定義される。
【０００４】種々のパラメータ、特に岩石の吸湿度の知
識は地層の中で、その含む流体を排出することによって
強化された回復オペレーションを行おうとする時や、排
出流体を置き換えるために最適の流体（水又はガス）を
選ぶために予備的試験を行わなければならない時に、特
に有用である。
【０００５】実験室で排出や吸入のオペレーションを実
行するために種々のタイプの装置が用いられる。一般に
棒状のサンプルを封入室の中に置く。封入室は、その両
端に試験すべきサンプルを通して圧力流体を流すための
手段と連通する端部蓋を備える。測定手段は圧力、飽和
度、電気抵抗値等の種々のパラメータを測定するため棒
状サンプルに沿っていくつかの異なる個所にとりつけら
れる。棒状サンプルは圧力流体の噴入によって圧迫され
る弾性体の封入さやの中に置くこともできる。
【０００６】多孔性の固体サンプルの物理的パラメータ
を測定するための種々の装置は例えばフランス特許申請
ＦＲ-２,６０３,０４０号、ＬＮ-９３／０９,４８１号
や、本出願者によるＥＮ-９４／１０,７８３号又は米国
特許ＵＳ-４,８６８,７５１号、５,５０６,５４２号又
は５,０６９,０６５号に記述されている。
【０００７】
【解決すべき課題】多孔性物質の物理的パラメータの幾
つかを測定するために多少とも多孔性の固体サンプル内
の流体を置き換えることを可能とする装置について、サ
ンプルの長さに応じて１又は複数個を連続して使用し得
るモジュール型の装置を開発することである。
【０００８】
【課題を解決する方法】筒状の封入室ボディと、該ボデ
ィの両端部の蓋から該封入室内にあるサンプルを通る、
圧力流体を流すための手段とを含むサンプル封入室をモ
ジュール・セルとし、該モジュール・セルを両端部の間
で容易に連結できる構造として課題を解決する。
【０００９】本発明の装置のモジュール・セルは中央に
筒状の接続スリーブをもち、その両端に側部スリーブを
連結して筒状の空洞部分を形成したものである。第１の
固着手段によって側部スリーブの両端部に蓋をとりつ
け、第２の固着手段によって前記接続スリーブに対して
側部スリーブを押し込んで固定するこによって、空洞部
を密閉されたサンプル封入室として形成し、これを外部
から絶縁するためにシール手段を備える。
【００１０】第１の実施例では各側部スリーブを接続ス
リーブの中に押し込んで篏合させ、これを固定するため
の手段を有する。
【００１１】別の実施例では数個のセル・モジュールを
数個の筒状部分で相互に連結し、これを固定するために
少くとも１個の連結ロッドを含む。
【００１２】本装置は例えば少くとも２つのセル・モジ
ュールと少くとも１つの定められた長さを有し、２つの
セル・モジュールの間に挿入される筒状部分とを含む。
この筒状部分のモジュールに挿入される部分の外径は各
接続スリーブで形成されている空洞部分のそれと同じで
ある。
【００１３】本装置は数個のセル・モジュールの間に挿
入される、数個の筒状部分によって構成することができ
る。この筒状部分は適用できる幾つかのモデルから選択
でき異なる長さをもつことも可能である。これらを組合
わせることによって試験すべき多孔性サンプルの長さに
合わせたサンプル封入室を形成することが可能となる。
【００１４】本装置はまた封入室の両端部の蓋と共に封
入室の容積を制限する弾性体のさやと、このさやを室内
の多孔性サンプルに対して圧迫するための圧力手段とを
含むことができる。
【００１５】封入室の両端部の蓋の近くに１乃至数個の
半透明膜を含む実施例もある。
【００１６】各接続スリーブが少くとも１つの放射方向
突出部を含む有用な実施例もある。この突出部には放射
方向の穴があり、封入室内部と外部の機器との間を連通
させる手段が付けられている。外部機器は例えば圧力検
出器のような測定器でも又はガス噴出器でもよい。この
連通手段は例えば前記の穴にねじ込まれた接合部を備え
るチューブであり、これを含む前記放射方向突出部はニ
ードル弁および／又は半透過性の膜を含む。このチュー
ブはガス源又は圧力検出器と連通する。
【００１７】サンプルが弾性体のさやの中に収納されて
いる場合に各接続スリーブはさやを貫通して前記放射方
向連通路をサンプルと連通させる固体のはと目を設ける
場所を含む。
【００１８】本装置はモジュール型の設計であるから、
セル・モジュールと筒状部分とを組合わせることによっ
て或程度の長さのサンプルを受け入れるようにすること
ができる。サンプルの長さ方向に沿う各部に対応して放
射方向の通路を挿入できるので、与えられた試験条件に
適応するために非常に多様な噴射および／又は測定手段
を適用することができる。
【００１９】
【実施例】本発明の装置は少くとも１ケのセル・モジュ
ール（1）を含むもの（図１）でもよく、又数個のセル
・モジュール（1）を筒状部分（24）で相互接続したも
の（図２）でもよい。
【００２０】図１の実施例において、本装置のセル・モ
ジュール（1）は２つの筒状空洞部３Ａ，３Ｂを中央の
肩４の両側に含む接続スリーブ２を含む。
【００２１】この接続スリーブ（2）の中央には（図１
では例えば２個の）放射方向に伸びる突出部５がついて
いて、２個の場合第２の突出部は第１の突出部の接続ス
リーブ２の中心を超えた延長上にあり、両方の突出部に
は中央の穴６があり、その中にチューブ８を接続するた
めの接合部７をねじ込めるようになっている。この接合
部７には例えばニードル弁９がついていて、この弁をそ
の上にあるリング１０を回わすことによって動作させ、
それによってチューブ８との流通を制御することができ
る。
【００２２】セル・モジュール１は複数個連結して使用
できるが、各モジュールの空洞部分２，３の中にはめ込
む筒状の延長部１２を持つ即部スリーブ１１が接続スリ
ーブ２の両側にとりつけられる。側部スリーブ１１の外
側の端にはそれぞれ終端蓋１３，１４をつけることがで
き、この蓋を貫通する１乃至数本の通路１３ａ，１４ａ
があり、これを（図示していない）流体ポンプ回路に連
結するライン１５，１６を接続できる。
【００２３】厚さ可変の半透過性の膜１７，１８を、中
に入れてテストするサンプルと側部スリーブの両終端蓋
１３，１４との間に挿入することができる。この膜はサ
ンプルの中を流すべき流体の関数として選択する。
【００２４】側部スリーブ１１の外周にねじつきリング
１９をねじ込んで両方の終端蓋１３，１４をサンプルの
両端面に押さえつけるようにとりつける。別のねじつき
リング２０によって側部スリーブ１１を押し込んでその
筒状延長部１２が空洞部２，３の中にきっちりはまり接
続スリーブ２の肩に押し付けて固定する。
【００２５】サンプルＳに放射方向の力を加えるため
に、サンプルを弾力性のさや２１の中に置くようにする
応用例もある。各終端蓋１３，１４が内側に截頭円錐状
の部分をもち、そこにさや２１をかぶせて封入室を形成
する。さや２１の回りの環状の空間は（図示していな
い）出入口をもっていて、圧力をかけた流体を供給する
手段Ｐと連通している。放射方向突出部５に連結してい
る接合部７はその軸線上でさや２１の中に貫通して縁曲
げしてある固形のはとめ２３に対する通路をもち、さや
の中のケーブルＳを線路８と連通させる。
【００２６】封入室を外部媒体から絶縁するために終端
蓋１３，１４，側部スリーブ１１、接続スリーブ２、お
よび接合部７の間の必要な所にシールＪ１，Ｊ２，Ｊ３
を挿入する。
【００２７】図２の実施例では、サンプル封入室の長さ
を、２乃至数個のセル・モジュールの間に１乃至数個の
筒状部分２４を挿入することによって所望の長さにする
ことができる。この筒状部分２４の外径は図１のストッ
プリングの延長部分１２のそれと等しくしてあるので、
各セル・モジュール１の対称的な空洞部にぴったりはめ
込むことができる。装置を構成する数個の部分即ちセル
・モジュール１と筒状部分２４を連結した各部分は両端
に位置するセル・モジュール１Ａ，１Ｅに図１の場合と
同様ねじつきリング２０によって、動かないように固定
することができる。各部分を相互に動かないように固定
する別の方法は図２に示すように１乃至数本の連結ロッ
ド２５で両端部分につける側部スリーブ１１を連結する
ことによるものである。
【００２８】例えば図２に示すように５個のセル・モジ
ュール（1A，・・・・, 1E）の間に４個の筒状部分２４を挿
入することによって測定用の封入室の長さの長いサンプ
ル用に組み立てられる。この場合５個の放射方向アクセ
ス ポイントが長さ方向に分布していて同数のライン８
との間の連通を制御することができる。与えられたサン
プルの長さに対して挿入するセル・モジュール１の数を
減らし、中間の筒状部分２４を長くすることによって構
成を変えて対応することもできる。
【００２９】それぞれのライン８は各放射方向突出部５
のレベルにおいて封入室の内部を機器Ａに連通するため
に使用される。それは例えばそれぞれの排出、又は吸入
の段階におけるサンプルの中の流体の圧力を測定するた
めの圧力検出器でもよい。
【００３０】出願者の特許申請ＥＮ−９４／・・・・に記述
するように、これらの圧力取り出し口は接合部７（図
１）にニードル弁を備えるか、通路に１乃至数個の半透
過膜を挿入することを選択できるようにしてもよい。
【００３１】ライン８によって連結される機器Ａは圧力
ガスの供給源であってもよく、これもその中を多相流体
を流して、サンプルの物理的パラメータの測定のオペレ
ーションの範囲である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本装置の第１の実施例を示す。
【図２】封入室を長くするように数個の筒状部分と数個
の接続スリーブとを組合わせたものから成る第２の実施
例を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 シルヴェン プレヴオ フランス国 92160 アントニー アヴニ ュー アリスティド ブリアン 69番 (72)発明者 フランソワ カレジャン フランス国 92500 リイル マルメゾン ルュー キュリー 14ビス

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 両端部を有するサンプル封入室とその中
    のサンプルを通して圧力下の流体を置き換える手段とを
    もち、サンプルの物質的パラメータの幾つかを測定する
    ために多少とも多孔性固体サンプル内の流体置換を行う
    ための装置にして、該装置が：２つの空洞部（3A，3B）
    を内包する接続スリーブ（2）と、該空洞部と同じ断面
    をもち、該接続スリーブ（2）に篏合する延長部分（1
    2）を有する側部スリーブ（11）とを含むセル・モジュ
    ール（1）と、 該空洞部の反対側の端部をおおう蓋（13，14）と、 該蓋（13，14）を側部スリーブ（11）に固定する第１の
    固着手段（19）と、 前記接続スリーブ（2）に前記側部スリーブ（11）を押
    しつけて、前記セル・モジュール（1，1A〜1E）に固着
    するための第２の固着手段（20，25）と、 前記蓋（13，14）を貫通するダクト（13a，14a）と、該
    ダクトに接続されて外から前記サンプル（S）に圧力流
    体を供給するためのパイプ（15，16）と、 前記サンプル封入室を外部から絶縁するためのシール手
    段（J）と、を含むことを特徴とする、多相流体を用い
    て多孔性物質のサンプルを試験するためのモジュール型
    装置。
  2. 【請求項２】 前記セル・モジュール（1）に少くとも
    １ケの前記側部スリーブ（11）を固着するための手段
    （20）を含むことを特徴とする、請求項１に記載の装
    置。
  3. 【請求項３】 前記蓋（13，14）をセル・モジュールの
    対向する両端部に固着するために少くとも１個の連結ロ
    ッド（25）を含むことを特徴とする、請求項１又は２に
    記載の装置。
  4. 【請求項４】 前項までの何れか１項に記載の装置にお
    いて、少くとも２個のセル・モジュール（1A〜1E）と２
    個のセル・モジュールの間に挿入される定められた長さ
    を有する少くとも１個の筒状部分（24）とを含み、該筒
    状部分の断面が接続すべきセル・モジュール（1）の空
    洞部分（3A，3B）の断面と合致することを特徴とする装
    置。
  5. 【請求項５】 等しい又は異なる長さをもつ一群の筒状
    部分（24）の中から数個を選択して数個のセル・モジュ
    ール（1）の間に挿入して、試験すべき多孔性物質サン
    プルの長さに適合する長さのサンプル封入室を得ること
    を特徴とする、請求項４に記載の装置。
  6. 【請求項６】 前記蓋（13，14）の封入室側の端部と連
    結して前記サンプル封入室を制限する弾力性のあるさや
    （21）と多孔性物質サンプル（S）に対して該さや（2
    1）を圧迫するための圧力手段（P）とを含むことを特徴
    とする、前項までの請求項の何れか１項に記載の装置。
  7. 【請求項７】 請求項６に記載の装置において、各セル
    ・モジュール（1）がさや（21）を貫通する固形のはと
    め（23）をはめ込む場所を含み、各セル・モジュール内
    に封入室内のサンプルと連通させるための通路を形成す
    ることを特徴とする装置。
  8. 【請求項８】 サンプル封入室の少くとも１つの蓋（13
    又は14）の近傍にとりつけられた少くとも１つの半透過
    性の膜（17）を含むことを特徴とする、前項までの請求
    項のうち何れか１項に記載の装置。
  9. 【請求項９】 前項までの請求項のうち何れか１項に記
    載の装置において、前記各セル・モジュール（1）が、
    少くとも１個の放射方向突出部（5）を含み、該突出部
    （5）が放射方向の穴（6）と、該突出部を貫通して、サ
    ンプル封入室と外部機器（A）との間を連通させるため
    の連通手段（7〜10）とを含んでいることを特徴とする
    装置。
  10. 【請求項１０】 前項に記載の装置において、前記連通
    手段（7〜10）が各放射方向突出部（5）にある穴（6）
    にねじ込まれている接合部（7）と、該接合部を貫通し
    てサンプル封入室を外部機器（A）と連通させるための
    パイプ（8）とを含むことを特徴とする装置。
  11. 【請求項１１】 前記接合部（7）がニードル弁および
    ／又は半透過性膜を備えていることを特徴とする、請求
    項１０に記載の装置。
  12. 【請求項１２】 前記外部機器（A）が圧力検知器のよ
    うな測定器であることを特徴とする、請求項９から１１
    までの何れか１項に記載の装置。
  13. 【請求項１３】 前記外部機器（A）がガスの噴射手段
    であることを特徴とする、請求項９から１１項までの何
    れか１項に記載の装置。
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