KR101384386B1 - 저 투과성 암체의 물성 측정 시스템 - Google Patents

저 투과성 암체의 물성 측정 시스템 Download PDF

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신창훈
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Abstract

본 발명은 암체의 물성 측정 시스템에 관한 것으로, 암체 코어샘플이 장착되는 코어홀더를 포함하는 코어홀더부; 상기 코어홀더부로 공급될 유체를 저장하는 유체저장 용기 및 상기 유체저장 용기에서 상기 코어홀더부로 공급되는 유체의 총 부피(VT)를 측정하는 시린지 펌프를 포함하는 유체저장부; 상기 코어홀더부의 유체가 외부로 배출되는 벤트를 포함하는 통기부; 상기 코어홀더부로 가해지는 압력펄스를 생성하는 압력펄스생성기를 포함하는 압력펄스 생성부; 상기 코어홀더부 양 말단의 압력 차이(△PD)를 측정하는 차압측정부; 및 상기 시린지 펌프에서 측정된 유체의 총 부피(VT) 및 상기 차압측정부에서 측정된 압력 차이(△PD)를 기반으로 상기 암체의 공극률 및 투과도를 산출하는 연산부를 포함하는 저 투과성 암체의 물성 측정 시스템을 제공한다. 상기 저 투과성 암체의 물성 측정 시스템은 암체의 저 투과성 특성을 고려하여 암체에 균열을 일으키지 않으면서 보다 빠르고 정확하게 공극률 및 투과율을 측정할 수 있는 효과가 있다.

Description

저 투과성 암체의 물성 측정 시스템{Apparatus for measuring physical properties of low permeable rocks}
본 발명은 암체의 물성 측정 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 저 투과성의 암체의 공극률 및 투과율을 측정하는 시스템에 관한 것이다.
셰일가스는 진흙이 쌓여 만들어진 퇴적암층인 셰일층에 존재하는 천연가스로써, 고유가에 따른 장기적인 대안으로 급부상하고 있다. 기술력 상승으로 개발비용이 과거보다 줄어들었고 환경오염에 대한 우려도 크게 낮아진 모습을 보이면서 국내·국외 기업들의 관심 또한 높아지고 있는 실정이다. 지금까지 확인된 매장량만 187.4조 m3에 이르며 이는 전 세계가 60년간 사용할 수 있는 양으로써 잠재 매장량은 최대 635조 m3 로 추정된다.
이러한 셰일가스는 넓은 지역에 걸쳐 연속적인 형태로 분포하며 낮은 공극율(2~7%)과 저 투과도(0.001md 이하)로 인하여 현재까지 생산평가 개발기술이 미흡하지만 일부 자원 선진국과 메이저 회사들의 경우 셰일가스 개발을 위한 대규모 인프라 투자 및 지분 제휴를 통해 개발 드라이브를 확보하고 있는 실정이다. 중국의 경우 국영기업인 SINOPEC 은 22억 달러를 들여 2012년 수압 파쇄 기술 회사인 FracTech의 지분 30% 인수를 추진 중이며 CNPC는 2010년 Shell과 향후 30년간 중국의 셰일가스를 공동 개발하는 제휴를 맺었다. 이에 우리나라 또한 셰일·치밀가스 저류층 생산거동 예측과 관련된 물성분석 및 저류층 특성 파악 기술 개발이 필요하다.
향후 셰일가스 저류층 개발 생산 계획 수립을 위해 저류층의 가스생산 메커니즘, 생산거동 예측과 관련된 물성분석이 필요하지만, 저 투과성 매질의 특성과 수압파쇄로 인해 발생된 균열의 영향으로 통상적인 물성측정법 적용이 용이하지 않다. 따라서, 저 투과성 특성을 고려한 물성특성 측정 기술의 개발이 필요한 실정이다.
본 발명의 목적은 저 투과성 암체의 특성을 고려하면서도, 빠르고 정확하게 암체의 물성을 측정하는 저 투과성 암체의 물성 측정 시스템을 제공하는 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면은 암체 코어샘플이 장착되는 코어홀더를 포함하는 코어홀더부; 상기 코어홀더부로 공급될 유체를 저장하는 유체저장 용기 및 상기 유체저장 용기에서 상기 코어홀더부로 공급되는 유체의 총 부피(VT)를 측정하는 시린지 펌프를 포함하는 유체저장부; 상기 코어홀더부의 유체가 외부로 배출되는 벤트를 포함하는 통기부; 상기 코어홀더부로 가해지는 압력펄스를 생성하는 압력펄스생성기를 포함하는 압력펄스 생성부; 상기 코어홀더부 양 말단의 압력 차이(△PD)를 측정하는 차압측정부; 및 상기 시린지 펌프에서 측정된 유체의 총 부피(VT) 및 상기 차압측정부에서 측정된 압력 차이(△PD)를 기반으로 상기 암체의 공극률 및 투과도를 산출하는 연산부를 포함하는 저 투과성 암체의 물성 측정 시스템을 제공한다.
본 발명의 저 투과성 암체의 물성 측정 시스템은 암체의 저 투과성 특성을 고려하여 암체에 균열을 일으키지 않으면서 보다 빠르고 정확하게 공극률 및 투과율을 측정할 수 있는 효과가 있다. 또한, 본 발명에 의하면, 시스템을 종래보다더욱 컴팩트하게 구성할 수 있어, 휴대가능(portable)한 시스템의 구현이 가능한 장점이 있다.
다만, 본 발명의 효과는 상기에서 언급한 효과로 제한되지 아니하며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 하기의 기재로부터 당업자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 저 투과성 암체의 물성 측정 시스템을 나타낸 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 저 투과성 암체의 물성 측정 시스템에 제1 실린더 용기 및 제2 실린더 용기가 추가적으로 구비된 시스템을 도시한 개략도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 저 투과성 암체의 물성 측정 시스템에 항온 인큐베이터가 추가적으로 구비된 시스템을 도시한 개략도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 저 투과성 암체의 물성 측정 시스템에 진공펌프가 추가적으로 구비된 시스템을 도시한 개략도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 저 투과성 암체의 물성 측정 시스템에 제1 및 제2 실린더 용기, 우회 파이프라인, 제4 밸브, 항온 인큐베이터 및 진공펌프가 추가적으로 구비된 시스템을 도시한 개략도이다.
도 6은 본 발명의 시스템을 제어하는 제어부가 GUI(graphic user interface)로 구현된 일 예를 나타낸 예시도이다.
도 7은 도 5와 같은 구성을 갖는 본 발명의 저 투과성 암체의 물성 측정 시스템이 구현된 장치를 촬영한 사진이다.
도 8은 도 7의 장치를 이용하여 측정된 투과율을 이론해 모델의 결과값과 비교하여 본 발명 시스템의 유효성을 확인한 결과를 나타내는 그래프이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 본 명세서에서 설명되는 실시예들에 한정되지 아니하고, 다른 균등물 또는 대체물을 포함하는 다른 형태로 구체화될 수도 있다.
본 명세서에서 위쪽, 상(부), 상면, 일단, 일 말단, 일면 등의 방향적인 표현은 아래쪽, 하(부), 하면, 타단, 타 말단, 타면 등의 의미로 이해될 수 있다. 즉, 공간적인 방향의 표현은 상대적인 방향으로 이해되어야 하며, 절대적인 방향을 의미하는 것처럼 한정적으로 이해되어서는 안 된다.
본 명세서에서 "제1", "제2", 또는 "제3"는 구성요소들에 어떠한 한정을 가하려는 것은 아니며, 다만 구성요소들을 구별하기 위한 용어로서 이해되어야 할 것이다.
또한, 본 명세서에서 도면들에 있어서, 층 및 영역들의 두께는 명확성을 기하여 위하여 과장된 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타내며, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 저 투과성 암체의 물성 측정 시스템을 나타낸 개략도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명은 코어홀더부(100), 유체저장부(200), 통기부(300), 압력펄스 생성부(400), 차압측정부(500) 및 연산부(600)를 포함하는 저 투과성 암체의 물성 측정 시스템을 제공한다. 상기 코어홀더부(100)와 상기 유체저장부(200)는 제1 파이프라인(P1)을 통해서 연결되고, 상기 코어홀더부(100)와 상기 통기부(300)은 제2 파이프라인(P2)을 통해서 연결된다. 또한, 상기 압력펄스 생성부(400)는 제3 파이프라인(P3)을 통해 상기 제1 파이프라인(P1)에 연결되고, 상기 차압측정부(500)는 제4 파이프라인(P4) 및 제5 파이프라인(P5)을 통해 상기 제1 파이프라인(P1) 및 제2 파이프라인(P2)에 각각 연결된다. 상기 코어홀더부(100)는 물성 분석 대상이 되는 암체 코어샘플(S)을 장착하여, 상기 암체 코어샘플(S)로 유체가 투과하도록 한다. 상기 유체저장부(200)는 상기 코어홀더부(100)로 공급될 유체를 저장하고, 상기 코어홀더부(100)를 통하여 공급되는 유체의 총 부피(VT)를 측정한다. 상기 압력펄스 생성부(400)는 상기 코어홀더부(100)의 일 말단에 압력펄스를 가하여 상기 코어홀더부(100)의 양 말단에 압력 차이(△PD)를 생성하고, 상기 차압측정부(500)는 상기 코어홀더부(100) 양 말단의 압력 차이(△PD)가 시간이 지남에 따라 어떻게 변하는지 측정한다. 상기 연산부(600)는 상기 유체공급부(200)에서 측정된 유체의 총 부피(VT) 및 상기 차압측정부(500)에서 측정된 압력 차이(△PD)를 기반으로 상기 암체의 물성을 분석한다. 또한, 상기 측정이 끝난 후, 상기 코어홀더부(100)로 공급되었던 유체는 상기 통기부(300)를 통해 외부로 배출된다.
먼저, 상기 코어홀더부(100)는 물성 분석 대상이 되는 암체 코어샘플(S)을 장착하여 유체가 상기 암체 코어샘플(S)를 투과할 수 있도록 하는 구성으로서, 코어홀더(110), 제1 솔레노이드밸브(120) 및 제2 솔레노이드밸브(130)를 포함한다. 상기 코어홀더(110)는 물성 분석 대상이 되는 암체 코어샘플(S)을 장착한다. 상기 물성 분석 대상이 되는 암체는 셰일 또는 치밀 사암일 수 있다.
상기 코어홀더(110)의 양 말단에는 각각 제1 솔레노이드밸브(120)와 제2 솔레노이드밸브(130)가 배치되어, 각각 제1 파이프라인(P1) 및 제2 파이프라인(P2)에 연결된다. 상기 제1 및 제2 솔레노이드밸브(120, 130)는 상기 코어홀더(110)로 유입되거나 상기 코어홀더(110)에서 유출되는 유체의 흐름을 개폐하는 것으로서, 시스템의 외부에서 전자동적인 방법으로 개폐할 수 있는 밸브이다. 상기 제1 솔레노이드밸브(120)를 개방시키면 상기 제1 파이프라인(P1)과 코어홀더(110) 간에 유체가 자유롭게 이동할 수 있게 된다. 또한, 상기 제2 솔레노이드밸브(130)를 개방시키면, 상기 코어홀더(110)와 상기 제2 파이프라인(P2) 간에 유체가 자유롭게 이동할 수 있게 된다. 예를 들어, 상기 제1 및 제2 솔레노이드밸브(120, 130)를 개방해 놓으면, 상기 제1 파이프라인(P1), 코어홀더(110) 및 제2 파이프라인(P2) 내부의 유체가 동적 평형을 이룰 때까지 자유롭게 이동하여, 상기 제1 파이프라인(P1), 코어홀더(110) 및 제2 파이프라인(P2) 내부의 유체가 평형 압력에 도달하게 된다. 이러한 상황에서 상기 제1 파이프라인(P1)에 고압의 펄스가 가해지면, 상기 제1 파이프라인(P1) 내부와 상기 코어홀더(110) 내부에 다시 압력 차이가 발생하게 되고, 상기 제1 파이프라인(P1) 내부의 유체가 상기 코어홀더(110) 내부로 유입된다. 상기 코어홀더(110) 내부로 유체가 유입됨에 따라 상기 코어홀더(110) 내부와 상기 제2 파이프라인(P2) 간에도 압력 차이가 발생하게 되어, 상기 코어홀더(110) 내부의 유체가 상기 제2 파이프라인(P2) 내부로 유입된다. 상기와 같은 유체 이동은 상기 제1 파이프라인(P1), 코어홀더(110) 및 제2 파이프라인(P2) 내부에서 유체가 다시 동적 평형을 이루어 동일한 압력을 재형성할 때까지 지속된다.
상기 유체저장부(200)는 상기 코어홀더부(100)로 공급될 유체를 저장하고, 상기 코어홀더부(100)를 통하여 공급되는 유체의 총 부피(VT)를 측정하는 구성으로서, 유체저장 용기(210), 시린지 펌프(220) 및 제1 밸브(230)를 포함한다. 상기 유체저장 용기(210)은 상기 코어홀더부(100)로 공급될 유체, 예를 들어 질소 가스(N2), 헬륨 가스(He) 또는 메탄 가스(CH4)를 저장한다. 상기 유체저장 용기(210)의 입구에는 제1 밸브(230)가 배치되어 상기 제1 파이프라인(P1)에 연결되고, 상기 제1 밸브(230)는 상기 제1 파이프라인(P1)(또는 우회파이프라인(810)이 구비된 경우, 상기 우회파이프라인(810))을 통해 상기 코어홀더부(100)로 공급되는 유체의 흐름을 개폐한다. 상기 유체저장 용기(210) 및 상기 제1 밸브(230) 사이에는 시린지펌프(220)가 배치되어, 상기 제1 밸브(230)의 개방에 의해 상기 코어홀더부(100)로 공급되는 유체의 총 부피(VT)를 측정한다. 예를 들어, 상기 제1 밸브(230)를 개방하는 경우 상기 유체저장 용기(210)에 저장되어 있던 유체가 상기 제1 파이프라인(P1)으로 주입되고, 상기 제1 및 제2 솔레노이드밸브(120, 130)를 개방함으로써, 상기 제1 파이프라인(P1) 내의 유체가 코어홀더부(110)를 통과하여 제2 파이프라인(P2)으로 이동한다. 상기와 같은 유체의 공급은 상기 제1 파이프라인(P1), 상기 제1 파이프라인(P1)에서 분지된 다른 파이프라인들(P3, P4), 코어홀더부(100), 제2 파이프라인(P2) 및 상기 제2 파이프라인(P2)에서 분지된 다른 파이프라인(P5) 내부의 유체가 동적 평형을 이루면서 동일한 내부 압력을 형성할 때까지 지속될 수 있고, 제1 밸브(230)는 폐쇄하여 유체 공급을 중단될 수 있다. 상기 제1 밸브(230)가 개방되어 있는 동안 상기 유체저장 용기(210)에서 유출되어 상기 코어홀더부(110)를 향해 공급된 유체의 총 부피(VT)는 상기 시린지 펌프(220)에 의하여 측정된다.
상기 압력펄스 생성부(400)는 상기 코어홀더부(100)의 일 말단에 고압의 압력펄스를 가하여 상기 코어홀더부(100)의 양 말단에 압력 차이(△PD)를 생성시키는 구성으로서, 압력펄스생성기(410) 및 제3 밸브(420)를 포함한다. 상기 압력펄스생성기(410)는 순간적인 고압의 펄스를 생성한다. 상기 압력펄스생성기(410)의 입구에는 제3 밸브(420)가 배치되어 상기 제1 파이프라인(P1), 보다 바람직하게는 상기 제1 파이프라인(P1)의 유체저장부(200)측 일부에서 분지된 제3 파이프라인(P3)에 연결되고, 상기 제3 밸브(420)는 상기 제3 파이프라인(P3)을 통해 상기 제1 파이프라인(P1)(또는 우회파이프라인(810)이 구비된 경우, 상기 우회파이프라인(810))에 가해지는 압력펄스를 개폐한다. 예를 들어, 상기 제1 밸브(230)의 개방에 의하여 상기 제1 파이프라인(P1), 상기 제1 파이프라인(P1)에서 분지된 다른 파이프라인들(P3, P4), 코어홀더부(100), 제2 파이프라인(P2) 및 상기 제2 파이프라인(P2)에서 분지된 다른 파이프라인(P5) 내부의 유체가 동적 평형을 이루면서 동일한 내부 압력을 형성하고 있는 상황에서 상기 제3 밸브(420)를 개방하는 경우, 상기 압력펄스생성기(410)에 의해 생성된 고압의 압력펄스가 제3 파이프라인(P3)에 충진되어 있던 유체에 가해진다. 상기 제3 파이프라인(P3)에 충진된 유체에 가해진 고압의 펄스는 상기 제1 파이프라인(P1) 및 상기 제1 파이프라인에서 분지된 다른 파이프라인(P4)에까지 전달되고, 상기 제1 파이프라인(P1)(및 상기 제1 파이프라인(P1)에서 분지된 제4 파이프라인들(P4))과 코어홀더부(100) 및 제2 파이프라인(P2)(및 상기 제2 파이프라인(P2)에서 분지된 제5 파이프라인들(P5)) 내부의 유체 간의 동적 평형이 깨지게 된다. 상기와 같이 고압의 압력펄스에 의하여 동적 평형이 깨짐으로써, 상기 코어홀더부(100)를 통해 제2 파이프라인(P2)으로 유체가 이동된다. 상기와 같은 유체의 이동은 상기 제1 파이프라인(P1)(및 상기 제1 파이프라인(P1)에서 분지된 제4 파이프라인들(P4))과 코어홀더부(100) 및 제2 파이프라인(P2)(및 상기 제2 파이프라인(P2)에서 분지된 제5 파이프라인들(P5)) 내부의 유체가 다시 동적 평형을 이루어 동일한 압력을 재형성할 때까지 지속된다.
상기 차압측정부(500)는 상기 압력펄스 생성부(400)에 의하여 형성된 상기 코어홀더부(100) 양 말단의 압력 차이(△PD)가 시간이 지남에 따라 어떻게 변하는지 측정하는 구성으로서, 상기 제1 파이프라인(P1)의 코어홀더부(100)측 일부에서 분지된 제4 파이프라인(P4) 및 상기 제2 파이프라인(P2)의 코어홀더부(100)측 일부에서 분지된 제5 파이프라인(P5)에 각각 연결된다. 상기 압력펄스 생성부(400)에서 생성된 고압의 펄스가 제1 파이프라인(P1) 및 제4 파이프라인(P4)에 전달되면서, 상기 제1 파이프라인(P1) 및 제4 파이프라인(P4) 간에는 동일한 압력이 형성된다. 상기 제1 및 제4 파이프라인(P1, P4)에 가해진 고압펄스에 의하여 압력의 구배가 형성되면서 상기 코어홀더부(100)를 통해 제2 파이프라인(P2) 및 상기 제2 파이프라인(P2)에서 분지된 제5 파이프라인들(P5)로 유체가 이동된다. 상기 유체의 이동에 의해 제2 파이프라인(P2) 및 상기 제5 파이프라인들(P5) 간에는 동일한 압력이 형성된다. 즉, 코어홀더부(100)의 양 말단의 압력 차이(△PD)가 제4 파이프라인(P4) 및 제5 파이프라인(P5)에 그대로 반영되는 것이다. 따라서, 상기 차압측정부(500)는 상기 제4 및 제5 파이프라인(P4, P5)에 각각 연결되어, 상기 제4 및 제5 파이프라인(P4, P5) 간의 압력 차이를 측정함으로써 상기 코어홀더부(100)의 양 말단의 압력 차이(△PD)를 측정할 수 있는 것이다. 상기 차압측정부(500)는 상기 제1 및 제2 파이프라인(P1, P2) 간의 압력 구배가 사라져 상기 제1 및 제4 파이프라인(P1, P4)과 코어홀더부(100), 제2 및 제5 파이프라인(P2, P5) 내부의 유체가 다시 동적 평형을 이루어 동일한 압력을 재형성할 때까지 시간의 흐름에 따른 압력 차이(△PD) 및 그 변화를 측정할 수 있다.
상기 통기부(300)는 상기 코어홀더부(100)로 유체를 공급하기 전 또는 차압의 측정이 끝난 후 상기 코어홀더부(100) 및 여러 파이프라인들(P1 내지 P5) 내부에 존재하는 유체를 외부로 배출해 내는 구성으로서, 벤트(310) 및 제2 밸브(320)를 포함한다. 상기 벤트(310)는 상기 코어홀더부(100) 및 상기 여러 파이프라인들(P1 내지 P5)이 외부와 소통되는 통로이다. 상기 벤트(310)의 입구에는 제2 밸브(320)가 배치되어 상기 제2 파이프라인에 연결되고, 상기 제2 파이프라인(P2)에서 상기 벤트(310)로 유입되는 유체의 흐름을 개폐한다. 즉, 상기 제2 밸브(320)는 상기 제2 파이프라인(P2)에서 상기 벤트(310)를 통해 외부로 빠져나가는 유체의 흐름을 개폐하는 것이다.
상기 연산부(600)는 상기 유체공급부(200)에서 측정된 유체의 총 부피(VT) 및 상기 차압측정부(500)에서 측정된 압력 차이(△PD)를 기반으로 상기 암체 코어샘플의 물성, 보다 바람직하게는 암체 코어샘플(S)의 공극률(φ) 및 투과율(κ)을 분석하는 구성이다.
먼저, 분석 대상 암체 코어샘플(S)의 공극률(φ)은 하기 수학식 1에 의하여 산출된다.
Figure 112012087297415-pat00001
상기 수학식 1에서, 암체 코어샘플의 총 부피(VD)는 상기 코어홀더(110)에 장착되기 전에 측정자가 미리 알고 있는 데이터이고, 상기 파이프라인들이 총 부피(ΣVPn)는 상기 저 투과성 암체의 물성 측정 시스템이 구비될 때 이미 정해진 고정값이다. 따라서, 상기 연산부(600)는 상기 유체저장부(200)의 시린지 펌프(220)에 의하여 측정된 유체의 총 부피(VT)를 상기 수학식 1에 대입하여 분석 대상 암체 코어샘플(S)의 공극률(φ)을 산출해 낸다.
다음으로, 분석 대상 암체 코어샘플(S)의 투과율(κ)은 압력펄스감소법(Pressure Pulse Decay Measurement, PPD)으로 산출될 수 있다. 특히, 상기 투과율(κ)은 Dicker와 Smits에 의해 개발되어 Jones가 발전시킨 해(근)를 이용하여 산출될 수 있다. 구체적으로 상기 투과율(κ)은 하기 수학식 2에 의하여 산출된다.
Figure 112012087297415-pat00002
상기 수학식 2에서 μg는 가스 점성도이고, L은 코어의 길이(㎝)이고, A는 코어의 단면적(㎠)이고, Vu 및 Vd는 각각 상류부분과 하류부분 용기의 부피이고, Zf는 이상가스로부터의 편향 정도를 나타낸다. 또한, m은 하기 수학식 3으로 표현되고, ζ는 하기 수학식 4로 표현된다.
Figure 112012087297415-pat00003
상기 수학식 3에서 ΔP[tn] 및 ΔP[tn -1]은 각각 tn 및 tn -1 시점에서 코어홀더부(100) 양 말단의 압력 차이를 나타내고, Pd는 하류부분(제2 파이프라인(P2) 상기 제2 파이프라인(P2)에서 분지된 제5 파이프라인들(P5))의 압력을 나타낸다.
Figure 112012087297415-pat00004
상기 수학식 4에서 θ 1은 하기 수학식 5의 첫 번째 근을 의미하고, a 및 b는 각각 하기 수학식 6 및 수학식 7로 표현된다.
Figure 112012087297415-pat00005
Figure 112012087297415-pat00006
Figure 112012087297415-pat00007
이하, 상기 저 투과성 암체의 물성 측정 시스템을 이용한 암체 코어샘플(S)의 물성 측정 방법을 예시적으로 설명한다.
먼저, 상기 시스템 내의 모든 밸브들(120, 130, 230, 320, 420)을 개방하여 시스템 내의 모든 잔류 유체가 벤트(310)를 통해 빠져나도록 한다. 그런 다음, 전처리 과정을 거친 암체 코어샘플(S)의 길이(L)와 면적(A)을 측정하고, 상기 암체 코어샘플(S)을 코어홀더(110)에 장착한다.
상기 암체 코어샘플(S)가 장착된 상기 시스템에서 제2 밸브(320) 및 제3 밸브(420)를 폐쇄시키고, 제1 밸브(230)만을 개방시켜 유체저장 용기(210)에 저장된 유체가 제1 파이프라인(P1)을 통해 코어홀더부(100) 및 제2 파이프라인(P2) 내부로 주입되도록 한다. 상기 제1 파이프라인(P1), 제4 파이프라인(P4), 코어홀더부(100), 제2 파이프라인(P2) 및 제5 파이프라인(P5) 내부의 유체가 제1 평형 압력(예, 1000 psi)에 도달할 때까지 유체를 계속 주입한다. 상기 유체저장부(200)의 시린지 펌프(220)는 상기 제1 파이프라인(P1), 제4 파이프라인(P4), 코어홀더부(100), 제2 파이프라인(P2) 및 제5 파이프라인(P5) 내부의 유체가 상기 제1 평형 압력에 도달할 때까지 공급된 유체의 총 부피(VT)를 측정한다.
상기 제1 파이프라인(P1), 제4 파이프라인(P4), 코어홀더부(100), 제2 파이프라인(P2) 및 제5 파이프라인(P5) 내부의 유체가 평형 압력에 도달하여 동적 평형 상태가 되면, 제1 및 제2 밸브(230, 310)를 폐쇄하여 시스템 내부를 밀폐시킨다. 상기와 같이 시스템이 밀폐된 상태에서 압력펄스생성기(410)로 상기 평형 압력보다 약 30 psi 정도 높은 압력펄스를 생성시키고, 제3 밸브(420)만을 개방하여 제1 파이프라인(P1)으로 압력펄스를 가한다. 상기 제3 밸브(420)의 개방에 의하여, 상기 코어홀더부(100)의 상류부(제1 및 제4 파이프라인(P1, P4))의 압력(예, 1030 psi)은 하류부(제2 및 제5 파이프라인(P2, P5))의 압력(예, 1000 psi)보다 30 psi 정도 높게 된다.
상기와 같이 제1 파이프라인(P1)으로 가해진 압력펄스에 의하여, 상기 시스템 내부에는 다시 압력의 구배가 형성되고, 개방된 제1 및 제2 솔레노이드 밸브(120, 130)에 의하여 코어홀더(110)를 통해 제2 파이프라인(P2) 쪽으로 유체의 이동이 일어난다. 상기 유체의 이동은 상기 상류부(제1 및 제4 파이프라인(P1, P4))와 하류부(제2 및 제5 파이프라인(P2, P5)) 내부의 유체가 다시 동적 평형을 이루어 제2 평형 압력을 재형성할 때까지 지속된다.
상기 고압의 압력펄스에 의하여 상기 상류부와 하류부 간의 압력 구배가 형성될 때부터 제2 평형 압력(코어 샘플의 투과율에 따라, 제2 평형 압력은 달라짐)을 형성하여 유체가 동적 평형에 도달할 때까지, 상기 차압측정부(500)는 상기 코어홀더부(100) 양 말단의 압력 차이(△PD)를 일정 시간 간격(예, 60초 내지 90초 간격)으로 측정한다. 상기 측정이 완료되면, 상기 시스템 내의 모든 밸브들(120, 130, 230, 320, 420)을 개방하여 시스템 내의 모든 잔류 유체가 벤트(310)를 통해 빠져나도록 한다.
상기 시린지 펌프(200)에서 측정된 유체 총 부피(VT) 및 상기 차압측정부(500)에서 측정된 압력 차이(△PD)에 관한 데이터를 기반으로 상기 연산부(600)는 암체 코어샘플(S)의 공극률(φ) 및 투과율(κ)을 분석한다.
상술한 바와 같이 측정되는 암체의 투과율은 상기 암체를 구성하는 입자의 배열에 따라 이방성의 성질을 나타낸다. 즉, 유체가 암체의 일 방향에서 주입된 경우에 측정되는 투과율과, 유체가 암체의 타 방향에서 주입된 경우에 측정되는 투과율이 달라지는 것이다. 이는 암체를 구성하는 입자의 배열에 따른 것으로서 암체의 물성을 분석하는데 중요한 요소이다.
상기와 같은 암체 코어샘플(S)의 양 방향 투과율은 상기 저 투과성 암체의 물성 측정 시스템에서 상류부와 하류부의 방향을 전환함으로써 측정이 가능하다. 상기와 같은 상류부와 하류부의 방향 전환은 도 1과 같이 상기 저 투과성 암체의 물성 측정 시스템에 제5 밸브(870), 우회 파이프라인(810) 및 제4 밸브(850)를 추가적으로 구비함으로써 달성될 수 있다.
상기 제5 밸브(870)는 상기 압력펄스 생성부(400)에 의하여 상기 제1 파이프라인(P1)에 가해진 고압의 펄스가 상기 코어홀더부(100)로 주입되도록 유체의 흐름을 개폐하는 밸브로서, 상기 제3 파이프라인이 분지된 부분과 상기 제4 파이프라인이 분지된 부분 사이의 제1 파이프라인 상에 구비된다.
상기 우회 파이프라인(810)은 상기 코어홀더부(100)의 상류부와 상기 코어홀더부(100)의 하류부를 서로 연결하도록 구비될 수 있다. 보다 바람직하게, 상기 우회 파이프라인(810)은 상기 제3 파이프라인(P3)이 분지된 부분 및 상기 제5 밸브(870) 사이의 제1 파이프라인(P1)과 상기 제5 파이프라인(P5)이 분지된 부분 및 제2 밸브(320) 사이의 제2 파이프라인(P2)을 서로 연결하도록 구비된다. 상기 우회 파이프라인(810) 상에는 상기 우회 파이프라인(810)을 통한 유체의 흐름을 개폐하는 제4 밸브(850)가 구비된다.
상기와 같은 우회 파이프라인(810)이 구비되지 않은 저 투과성 암체의 물성 측정 시스템의 경우, 유체저장부(200)에서 공급된 유체는 제1 파이프라인(P1)을 거쳐 코어홀더부(100) 및 제2 파이프라인(P2)으로 이동될 수 밖에 없다. 따라서, 제1 파이프라인(P1) 쪽에서 제2 파이프라인(P2) 쪽으로의 투과율만 측정이 가능한 것이다. 그러나, 도 1과 같이 상기 우회 파이프라인(810)이 구비되면, 유체저장부(200)에서 공급된 유체가 제1 파이프라인(P1)이 아닌 제2 파이프라인(P2)을 거쳐 코어홀더부(100) 및 제1 파이프라인(P1)으로 이동되게 조절할 수 있게 되는 것이다. 따라서, 제1 파이프라인(P1) 쪽에서 제2 파이프라인(P2) 쪽으로의 투과율뿐만 아니라, 제2 파이프라인(P2) 쪽에서 제1 파이프라인(P1) 쪽으로의 투과율까지 측정이 가능해진다.
이하, 상기 우회 파이프라인(810)에 의해 양방향에서의 투과율, 특히 제2 파이프라인(P2) 쪽에서 제1 파이프라인(P1) 쪽으로의 투과율을 측정하는 방법을 예시적으로 설명한다.
먼저, 상기 제1 파이프라인(P1)에서 상기 제2 파이프라인(P2) 방향으로의 투과율은 상기 제4 밸브(850)를 폐쇄시키고 상기 제5 밸브(870)를 개방시켜 상기 제1 파이프라인(P1) 내의 유체가 상기 코어홀더부(100)를 향해 이동할 수 있도록 하여 상기 코어홀더부(100) 양 말단의 압력 차이(△PD)를 측정함으로써 가능하다.
또한, 상기 제2 파이프라인(P2)에서 상기 제1 파이프라인(P1) 방향으로의 투과율은 상기 제5 밸브(870)를 폐쇄시키고 상기 제4 밸브(850)를 개방시켜, 상기 제1 파이프라인(P1)에 가해진 압력 펄스를 우회 파이프라인(810)를 통해 상기 제2 파이프라인(P2)으로 우회시킴으로써 측정할 수 있다. 즉, 상기 제5 밸브(870)를 폐쇄시키고 상기 제4 밸브(850)를 개방시키면, 고압의 압력 펄스가 상기 제1 파이프라인(P1) 내의 유체를 상기 코어홀더부(100)로 바로 이동시키는 것이 아니라, 상기 우회 파이프라인(810)을 통해 제2 파이프라인(P2)으로 전달된 고압의 압력펄스가 상기 제2 파이프라인(P2) 내부의 유체를 상기 제1 파이프라인(P1) 방향으로 이동시킨다. 즉, 상기 우회 파이프라인(810)을 통해 상기 제2 파이프라인(P2)로 전달된 압력 펄스로 인해 상기 제2 파이프라인(P2) 내부의 압력이 제1 파이프라인(P1) 내부의 압력보다 높아지기 때문에 내부 유체는 제2 파이프라인(P2)에서 제1 파이프라인(P1) 방향으로 이동하게 되는 것이다. 따라서, 상기 제2 파이프라인(P2)에서 상기 제1 파이프라인(P1) 방향으로의 투과율을 측정할 수 있다.
상기와 같이 우회파이프라인(810)이 구비되는 경우, 암체의 이방성 투과율 측정과 함께, 암체 코어샘플(S)의 공극률 측정하는 과정에서 수반되는 시스템 내의 초기 평형 압력을 조속하게 달성함으로써 암체의 물성 분석에 걸리는 시간을 단축할 수 있는 효과도 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 저 투과성 암체의 물성 측정 시스템에 제1 실린더 용기 및 제2 실린더 용기가 추가적으로 구비된 시스템을 도시한 개략도이다.
도 2를 참조하면, 상기 도 1에 도시된 시스템에 제1 실린더 용기(710) 및 제2 실린더 용기(720)가 추가적으로 구비될 수 있다. 나머지 구성요소들은 상기 도 1에 도시된 바와 동일하다.
상기 제1 실린더 용기(710)는 상기 코어홀더부(100)의 상류부(제1, 제3 및 제4 파이프라인)의 부피를 조절하기 위한 구성이고, 상기 제2 실린더 용기(720)는 상기 코어홀더부(100)의 하류부(제2 및 제5 파이프라인)의 부피를 조절하기 위한 구성이다.
선행문헌(Yamada & Jones(1980) 및 Kamath(1990))에 따르면, 상기 수학식 2를 이용하여 암체 코어샘플의 투과율을 산출함에 있어서 오차를 최소화하기 위해서는 코어샘플의 공극 부피(VP)에 대한 상류부의 부피(Vu) 및 하류부의 부피(Vd)의 비인 a 및 b 값이 0.3 내지 0.4의 범위이어야 한다.
상기 제1 실린더 용기(710) 및 제2 실린더 용기(720)는 상기 선행문헌들의 제안에 따라, 각각 상류부의 부피(Vu) 및 하류부의 부피(Vd)를 조절함으로써 상기 a 및 b 값을 0.3 내지 0.4의 범위로 조절하기 위한 구성인 것이다. 따라서, 상기 제1 실린더 용기(710)는 상류부인 제1 파이프라인(P1), 제3 파이프라인(P3) 또는 제4 파이프라인(P4) 중 어느 하나 이상에 하나 또는 둘 이상 구비된다. 마찬가지로, 상기 제2 실린더 용기(720)는 하류부인 제2 파이프라인(P2) 또는 제5 파이프라인(P5) 중 어느 하나 이상에 하나 또는 둘 이상 구비된다. 일 예로, 상기 제1 실린더 용기(710)는 상기 제1 파이프라인(P1)에 구비될 수 있다. 상기 제1 실린더 용기(710)가 상기 제1 파이프라인(P1)에 구비되는 경우, 상기 제1 실린더 용기(710)는 상기 제1 파이프라인(P1)에서 상기 제3 파이프라인(P3)이 분지된 부분과 상기 제4 파이프라인(P4)이 분지된 부분 사이에 연결될 수 있다. 또한, 상기 제2 실린더 용기(720)는 상기 제2 파이프라인(P2)에 구비될 수 있다. 상기 제2 실린더 용기(720)가 상기 제2 파이프라인(P2)에 구비되는 경우, 상기 제2 실린더 용기(720)는 상기 제2 파이프라인(P2)에서 상기 제5 파이프라인(P5)이 분지된 부분과 상기 제2 밸브(320) 사이에 연결될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 저 투과성 암체의 물성 측정 시스템에 항온 인큐베이터가 추가적으로 구비된 시스템을 도시한 개략도이다.
도 3을 참조하면, 상기 도 1에 도시된 시스템에 항온 인큐베이터(900)가 추가적으로 구비될 수 있다. 나머지 구성요소들은 상기 도 1에 도시된 바와 동일하다.
상기 항온 인큐베이터(900)는 상기 시스템 내부의 온도를 일정하게 유지시키기 위한 구성이다.
상기 저 투과성 암체의 물성 측정 시스템은 유체를 이용하기 때문에, 측정에 이용되는 유체의 부피가 대기온도의 영향으로 변화하는 경우 암체의 물성 분석에 오차가 발생할 수 있다. 따라서, 상기 시스템을 항온 인큐베이터(900) 내에 하우징시킴으로써, 상기 시스템 내부의 온도를 일정하게 유지시킬 수 있다.
상기 항온 인큐베이터(900)는 상기 코어홀더부(100), 제1 파이프라인(P1), 제2 파이프라인(P2), 제3 파이프라인(P3), 제4 파이프라인((P4), 제5 파이프라인(P5) 및 차압측정부(500)를 하우징할 수 있다. 또한, 상기 시스템이 우회 파이프라인(810)을 추가적으로 구비하는 경우, 상기 항온 인큐베이트(900)는 상기 우회 파이프라인(810)까지도 하우징하는 것이 바람직하다.
상기 항온 인큐 베이터(900) 내에 하우징된 부분은 일정한 온도를 유지할 수 있기 때문에, 대기온도의 영향에 의한 오차를 최소화할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 저 투과성 암체의 물성 측정 시스템에 진공펌프가 추가적으로 구비된 시스템을 도시한 개략도이다.
도 4를 참조하면, 상기 도 1에 도시된 시스템에 진공펌프(330)가 추가적으로 구비될 수 있다. 나머지 구성요소들은 상기 도 1에 도시된 바와 동일하다.
상기 진공펌프(330)는 상기 벤트(320)를 통한 시스템 내부 유체 배출을 돕는 구성으로서, 상기 벤트(320)의 출구 쪽에 연결된다. 상기 진공펌프(330)가 구비되는 경우, 상기 벤트(320)를 통한 시스템 내부의 잔류 유체의 제거가 촉진된다. 따라서, 상기 시스템을 통한 암체의 물성 분석에 걸리는 시간을 단축할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 저 투과성 암체의 물성 측정 시스템에 제1 및 제2 실린더 용기, 항온 인큐베이터 및 진공펌프가 추가적으로 구비된 시스템을 도시한 개략도이고, 도 6은 본 발명의 시스템을 제어하는 제어부가 GUI(graphic user interface)로 구현된 모습을 도시한 예시도이다.
도 5를 참조하면, 상기 도 1에 도시된 시스템에는 상기 도 2 내지 도 4를 참조하여 설명한 제1 및 제2 실린더 용기(710, 720), 항온 인큐베이터(900) 및 진공펌프(330)가 모두 구비될 수 있다.
상기 각각의 구성은 상기 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명한 바와 같고, 상기와 같은 모든 구성을 구비함으로써 정확하고 빠르게 암체의 물성 분석이 가능하다.
또한, 추가적으로 도 5에 도시된 시스템은 상기 제1 및 제2 솔레노이드밸브(120, 130)의 개폐, 코어홀더부(100) 양 말단의 차압 측정 시간 간격 또는 상기 항온 인큐베이터(900) 내부의 온도 등을 조절할 수 있는 제어부(미도시)를 포함할 수 있다. 특히, 상기 제어부는 도 6에 도시된 바와 같이 GUI(graphic user interface)로 구현될 수 있다.
이하, 본 발명을 실험예에 의하여 상세히 설명한다.
단, 하기 실험예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐, 본 발명이 하기의 실험예에 의하여 한정되는 것은 아니다.
[실험예]
본 발명의 발명자들은 도 5와 같은 구성을 갖는 저 투과성 암체의 물성 측정 시스템(도 7)을 구현하였다. 상기 도 7에 도시된 시스템을 이용하여 경상 분지계 치밀코어(tight core) 샘플의 투과도 및 공극률을 측정하여 하기 표 1과 같은 결과를 얻었다.
치밀코어
투과율 ( md ) 공극률 (%)
정방향 역방향
No. 1 0.0007 0.0011 6.80
No. 2 0.0004 0.0005 11.5
No. 3 0.0062 0.0070 5.63
상기와 같이 측정된 투과율과 공극율의 유효성을 확인하기 위하여, Hsieh(1981)가 제안한 이론해 모델을 이용하여 치밀코어 측정 결과를 비교분석하였다.
상기 Hsieh(1981)가 제안한 이론해(analytical solution) 모델은 가스 유동방정식을 1차원으로 물질평형 법칙에 의해 수학식 8과 같이 표현된다. 상기 수학식 8은 비선형방정식으로 식을 단순화시키기 위해 의사압력(dimensionless pseudopressure)과 의사시간(adjusted pseudopressure) 개념을 도입하여 수학식 9와 같은 선형방정식으로 정리할 수 있다.
Figure 112012087297415-pat00008
Figure 112012087297415-pat00009
그 결과, 본 발명의 저 투과성 암체의 물성 측정 시스템을 이용하여 치밀코어에서 측정한 압력거동 양상에 대한 상관계수는 모든 샘플에서 0.9 이상으로 상당히 높은 것으로 확인되었다(도 8).
상기와 같은 결과로부터 본 발명의 저 투과성 암체의 물성 측정 시스템이 매우 정확하면서도 빠르게 저 투과성 암체의 물성을 측정할 수 있음을 알 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예 및 실험예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 상기와 같은 특정 실시예 및 실험예에만 한정되지 아니하며, 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경이 가능할 것이다.
Figure 112012087297415-pat00010

Claims (7)

  1. 암체 코어샘플이 장착되는 코어홀더, 상기 코어홀더의 일단에 배치되어 상기 코어홀더의 일단을 통한 유체의 흐름을 개폐하는 제1 솔레노이드밸브 및 상기 코어홀더의 타단에 배치되어 상기 코어홀더의 타단을 통한 유체의 흐름을 개폐하는 제2 솔레노이드밸브를 포함하는 코어홀더부;
    상기 코어홀더부로 공급될 유체를 저장하는 유체저장 용기, 상기 유체저장 용기에서 상기 코어홀더부로 공급되는 유체의 흐름을 개폐하는 제1 밸브 및 상기 유체저장 용기 및 상기 제1 밸브 사이에 배치되어, 상기 유체저장 용기에서 상기 코어홀더부로 공급되는 유체의 총 부피(VT)를 측정하는 시린지 펌프를 포함하는 유체저장부;
    상기 코어홀더부의 제1 솔레노이드밸브와 상기 유체저장부의 제1 밸브를 연결하는 제1 파이프라인;
    상기 코어홀더부의 유체가 외부로 배출되는 벤트 및 상기 벤트로 유입되는 유체의 흐름을 개폐하는 제2 밸브를 포함하는 통기부;
    상기 코어홀더부의 제2 솔레노이드밸브와 상기 통기부의 제2 밸브를 연결하는 제2 파이프라인;
    상기 제1 파이프라인으로 가해지는 압력펄스를 생성하는 압력펄스생성기 및 상기 제1 파이프라인으로 가해지는 압력펄스를 개폐하는 제3 밸브를 포함하는 압력펄스 생성부;
    상기 제1 파이프라인의 유체저장부측 일부에서 분지되어 상기 압력펄스 생성부의 제3 밸브에 연결되는 제3 파이프라인;
    상기 제1 파이프라인과 상기 제2 파이프라인 간의 압력 차이(△PD)를 측정하는 차압측정부;
    상기 제1 파이프라인의 코어홀더부측 일부에서 분지되어 상기 차압측정부에 연결되는 제4 파이프라인;
    상기 제2 파이프라인의 코어홀더부측 일부에서 분지되어 상기 차압측정부에 연결되는 제5 파이프라인;
    상기 제3 파이프라인이 분지된 부분과 상기 제4 파이프라인이 분지된 부분 사이의 제1 파이프라인 상에 구비되어, 상기 제1 파이프라인을 통한 유체의 흐름을 개폐하는 제5 밸브;
    상기 제3 파이프라인이 분지된 부분 및 제5 밸브 사이의 제1 파이프라인과 상기 제5 파이프라인이 분지된 부분 및 제2 밸브 사이의 제2 파이프라인을 서로 연결하는 우회 파이프라인;
    상기 우회파이프라인 상에 구비되어, 상기 우회 파이프라인을 통한 유체의 흐름을 개폐하는 제4 밸브; 및
    상기 시린지 펌프에서 측정된 유체의 총 부피(VT) 및 상기 차압측정부에서 측정된 압력 차이(△PD)를 기반으로 상기 암체의 공극률 및 투과도를 산출하는 연산부를 포함하는 저 투과성 암체의 물성 측정 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제3 파이프라인이 분지된 부분과 상기 제4 파이프라인이 분지된 부분 사이의 상기 제1 파이프라인에 연결되어, 상기 제1 파이프라인의 총 부피를 조절하는 제1 실린더 용기; 및
    상기 제5 파이프라인이 분지된 부분과 상기 제2 밸브 사이의 상기 제2 파이프라인에 연결되어, 상기 제2 파이프라인의 총 부피를 조절하는 제2 실린더 용기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 저 투과성 암체의 물성 측정 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 코어홀더부, 제1 파이프라인, 제2 파이프라인, 제3 파이프라인, 제4 파이프라인, 제5 파이프라인 및 차압측정부를 하우징하고,
    상기 코어홀더부, 제1 파이프라인, 제2 파이프라인, 제3 파이프라인, 제4 파이프라인, 제5 파이프라인 및 차압측정부를 일정한 온도로 유지시키는 항온 인큐베이터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 저 투과성 암체의 물성 측정 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 통기부의 벤트에 연결되고, 상기 벤트를 통한 외부로의 유체 배출을 촉진시키는 진공 펌프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 저 투과성 암체의 물성 측정 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 물성은 공극률 또는 투과율인 것을 특징으로 하는 저 투과성 암체의 물성 측정 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 유체는 질소, 메탄, 헬륨으로 구성된 군에서 선택되는 적어도 하나의 가스인 것을 특징으로 하는 저 투과성 암체의 물성 측정 시스템.
  7. 제1항에 있어서, 상기 암체는 셰일 또는 치밀사암인 것을 특징으로 하는 저 투과성 암체의 물성 측정 시스템.

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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106248545A (zh) * 2015-06-04 2016-12-21 中国石油化工股份有限公司 储层条件下致密岩石的液体渗透率的测定装置及方法
CN106353483A (zh) * 2016-10-17 2017-01-25 中国海洋石油总公司 用于模拟两个以上产层综合开发的实验装置
CN110631897A (zh) * 2019-09-24 2019-12-31 成都理工大学 一种多功能岩心夹持器
CN107631973B (zh) * 2017-08-18 2019-12-31 中国科学院力学研究所 一种超低渗岩样气测渗透率多方法同机测试装置
CN112485175A (zh) * 2020-11-12 2021-03-12 武汉古生代检测科技有限公司 一种岩石孔隙度测量方法及测量装置
CN113092234A (zh) * 2021-03-12 2021-07-09 中国石油大学(北京) 岩心吞吐实验压力监测装置
KR20220127467A (ko) 2021-03-11 2022-09-20 경상국립대학교산학협력단 비등방성 유동 투과율 측정 방법 및 이를 이용한 비등방성 유동 투과율 측정 장치
CN117433977A (zh) * 2023-12-08 2024-01-23 西南石油大学 超临界co2与页岩反应的原位渗透率检测装置及其方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001520398A (ja) 1997-10-17 2001-10-30 ジェニコン・サイエンスィズ・コーポレーション 微粒子標識を使用した分析物アッセイ
JP2002301360A (ja) 2001-04-09 2002-10-15 Nippon Sanso Corp 金属微粒子含有ガスの製造方法及び装置並びに粒子計測器及び粒子捕集器の評価方法及び装置
JP2010151553A (ja) 2008-12-24 2010-07-08 Honda Motor Co Ltd 粒子状物質検出装置
KR20110041512A (ko) * 2008-07-16 2011-04-21 가부시키가이샤 호리바 세이사꾸쇼 입자형상 물질 측정장치

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001520398A (ja) 1997-10-17 2001-10-30 ジェニコン・サイエンスィズ・コーポレーション 微粒子標識を使用した分析物アッセイ
JP2002301360A (ja) 2001-04-09 2002-10-15 Nippon Sanso Corp 金属微粒子含有ガスの製造方法及び装置並びに粒子計測器及び粒子捕集器の評価方法及び装置
KR20110041512A (ko) * 2008-07-16 2011-04-21 가부시키가이샤 호리바 세이사꾸쇼 입자형상 물질 측정장치
JP2010151553A (ja) 2008-12-24 2010-07-08 Honda Motor Co Ltd 粒子状物質検出装置

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106248545A (zh) * 2015-06-04 2016-12-21 中国石油化工股份有限公司 储层条件下致密岩石的液体渗透率的测定装置及方法
CN106353483A (zh) * 2016-10-17 2017-01-25 中国海洋石油总公司 用于模拟两个以上产层综合开发的实验装置
CN106353483B (zh) * 2016-10-17 2018-12-18 中国海洋石油集团有限公司 用于模拟两个以上产层综合开发的实验装置
CN107631973B (zh) * 2017-08-18 2019-12-31 中国科学院力学研究所 一种超低渗岩样气测渗透率多方法同机测试装置
CN110631897A (zh) * 2019-09-24 2019-12-31 成都理工大学 一种多功能岩心夹持器
CN112485175A (zh) * 2020-11-12 2021-03-12 武汉古生代检测科技有限公司 一种岩石孔隙度测量方法及测量装置
KR20220127467A (ko) 2021-03-11 2022-09-20 경상국립대학교산학협력단 비등방성 유동 투과율 측정 방법 및 이를 이용한 비등방성 유동 투과율 측정 장치
CN113092234A (zh) * 2021-03-12 2021-07-09 中国石油大学(北京) 岩心吞吐实验压力监测装置
CN113092234B (zh) * 2021-03-12 2022-04-12 中国石油大学(北京) 岩心吞吐实验压力监测装置
CN117433977A (zh) * 2023-12-08 2024-01-23 西南石油大学 超临界co2与页岩反应的原位渗透率检测装置及其方法
CN117433977B (zh) * 2023-12-08 2024-03-26 西南石油大学 超临界co2与页岩反应原位渗透率检测装置及方法

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