本實(shí)用新型涉及一種低滲透致密砂巖滲透率實(shí)驗(yàn)測(cè)量裝置，屬于低滲透致密砂巖油氣藏開發(fā)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

低滲透致密砂巖儲(chǔ)層是一種常見的低孔低滲油氣儲(chǔ)層，為了探明某一區(qū)塊致密砂巖儲(chǔ)層的儲(chǔ)量，一般都是在此區(qū)塊內(nèi)先鉆一口探井，當(dāng)鉆遇儲(chǔ)層后，將PDC鉆頭換為取芯鉆頭，進(jìn)行連續(xù)取芯作業(yè)，將取到的儲(chǔ)層巖心送往巖心分析中心進(jìn)行巖樣物性分析，而滲透率作為一項(xiàng)重要的物性參數(shù)，對(duì)儲(chǔ)層的儲(chǔ)量分析、油氣開采方式及儲(chǔ)層保護(hù)都有著重要的指導(dǎo)作用。

目前室內(nèi)對(duì)巖心滲透率的測(cè)量一般都是依據(jù)達(dá)西定律設(shè)定的測(cè)定儀，通過測(cè)定巖樣出口的氣體或液體流量，再用達(dá)西定律計(jì)算出被測(cè)巖樣的滲透率。但由于致密砂巖、頁巖和泥巖等具有低孔低滲的特性，用此類測(cè)定儀測(cè)得的巖樣出口處氣體或液體的流量值誤差較大，導(dǎo)致測(cè)得的滲透率值偏差大，對(duì)后續(xù)的油氣儲(chǔ)量計(jì)算、油氣開采及儲(chǔ)層保護(hù)帶來了較大的困難。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型提供了一種低滲透致密砂巖滲透率實(shí)驗(yàn)測(cè)量裝置，其目的在于，解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下：

本實(shí)用新型提供了一種低滲透致密砂巖滲透率實(shí)驗(yàn)測(cè)量裝置，包括依次相連的氮?dú)馄?、空氣增壓泵、空氣干燥器、第一單向閥、第一壓力表、巖心夾持器、第二壓力表、第二單向閥和測(cè)量罐。

在本實(shí)用新型提供的實(shí)施例中，上述巖心夾持器上還依次連有環(huán)壓閥、壓力傳感器和圍壓泵。

在本實(shí)用新型提供的實(shí)施例中，上述測(cè)量罐內(nèi)設(shè)有氮?dú)鉂舛葯z測(cè)傳感器。

在本實(shí)用新型提供的實(shí)施例中，上述測(cè)量罐上設(shè)有泄壓閥。

在本實(shí)用新型提供的實(shí)施例中，上述還包括恒溫箱，所述恒溫箱內(nèi)設(shè)有巖心夾持器。

在本實(shí)用新型提供的實(shí)施例中，上述氮?dú)馄可显O(shè)有調(diào)節(jié)閥。

在本實(shí)用新型提供的實(shí)施例中，上述還包括手持終端，所述手持終端與第一壓力表、第二壓力表及氮?dú)鉂舛葯z測(cè)傳感器通過無線連接，且可同步顯示并記錄入口壓力、出口壓力和測(cè)量罐中的氮?dú)鉂舛取?/p>

在本實(shí)用新型提供的實(shí)施例中，上述第一壓力表和第二壓力表均為ZHT-220無線數(shù)字壓力表。

在本實(shí)用新型提供的實(shí)施例中，上述氮?dú)鉂舛葯z測(cè)傳感器為偉聯(lián)安IGM100-N2傳感器。

在本實(shí)用新型提供的實(shí)施例中，上述無線連接為GPRS連接或WIFI連接。

本實(shí)用新型的有益效果為：本實(shí)用新型提供的低滲透致密砂巖滲透率實(shí)驗(yàn)測(cè)量裝置能夠在指定溫度、壓力下完成對(duì)巖心滲透率的測(cè)定工作，測(cè)量精度高、安全性好：恒溫箱保證了巖心在滲透率測(cè)量過程中始終處于恒溫狀態(tài)，消除了因巖心溫度變化引起的滲透率測(cè)量誤差；第一單向閥避免了當(dāng)巖心憋壓時(shí)，高壓氮?dú)夂蛶r心中的揮發(fā)性氣體回流至氮?dú)馄亢蠼档偷獨(dú)饧兌龋饾B透率測(cè)量誤差；第二單向閥降低了測(cè)量罐中高濃度混合氣體對(duì)第二壓力表測(cè)量值的影響。此外，該滲透率實(shí)驗(yàn)測(cè)量裝置首次引進(jìn)了無線數(shù)字壓力表、無線氮?dú)鉂舛葯z測(cè)傳感器和手持終端等先進(jìn)測(cè)量?jī)x器，不僅提高了實(shí)驗(yàn)自動(dòng)化程度和測(cè)量精度，也降低了人為因素對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，同時(shí)又簡(jiǎn)化了實(shí)驗(yàn)裝置，便于攜帶使用。

附圖說明

為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施方式的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施方式中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，應(yīng)當(dāng)理解，以下附圖僅示出了本實(shí)用新型的某些實(shí)施例，因此不應(yīng)被看作是對(duì)范圍的限定，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關(guān)的附圖。

圖1本實(shí)用新型提供的低滲透致密砂巖滲透率實(shí)驗(yàn)測(cè)量裝置結(jié)構(gòu)圖。

圖中所示：100-低滲透致密砂巖滲透率實(shí)驗(yàn)測(cè)量裝置；1-氮?dú)馄浚?-調(diào)節(jié)閥；3-空氣增壓泵；4-空氣干燥器；5-第一單向閥；6-第一壓力表；7-巖心夾持器；8-恒溫箱；9-巖心；10- 第二壓力表；11-第二單向閥；12-氮?dú)鉂舛葯z測(cè)傳感器；13-測(cè)量罐；14-泄壓閥；15-環(huán)壓閥； 16-壓力傳感器；17-圍壓泵；18-手持終端。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。

為使本實(shí)用新型實(shí)施方式的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施方式中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施方式中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施方式是本實(shí)用新型一部分實(shí)施方式，而不是全部的實(shí)施方式。因此，以下對(duì)在附圖中提供的本實(shí)用新型的實(shí)施方式的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本實(shí)用新型的范圍，而是僅僅表示本實(shí)用新型的選定實(shí)施方式?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施方式，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施方式，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

在本實(shí)用新型的描述中，需要理解的是，指示方位或位置關(guān)系的術(shù)語為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實(shí)用新型和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的設(shè)備或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。

在本實(shí)用新型中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術(shù)語應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通或兩個(gè)元件的相互作用關(guān)系。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本實(shí)用新型中的具體含義。

在本實(shí)用新型中，除非另有明確的規(guī)定和限定，第一特征在第二特征之上或之下可以包括第一和第二特征直接接觸，也可以包括第一和第二特征不是直接接觸而是通過它們之間的另外的特征接觸。而且，第一特征在第二特征之上、上方和上面包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征之下、下方和下面包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。

實(shí)施例：

如圖1，本實(shí)用新型提供了一種低滲透致密砂巖滲透率實(shí)驗(yàn)測(cè)量裝置100，包括依次相連的氮?dú)馄?、空氣增壓泵3、空氣干燥器4、第一單向閥5、第一壓力表6、巖心夾持器7、第二壓力表10、第二單向閥11和測(cè)量罐13，巖心夾持器7上還依次連有環(huán)壓閥15、壓力傳感器16和圍壓泵17。

氮?dú)馄?為高純度氮?dú)猓獨(dú)馄?瓶口處裝有調(diào)節(jié)閥2，用于調(diào)節(jié)出氣量。

空氣增壓泵3用于給氮?dú)饧訅褐翆?shí)驗(yàn)所需的進(jìn)氣壓力。

空氣干燥器4為無水氯化鈣干燥管，對(duì)氮?dú)獾母稍镄Ч谩?/p>

第一單向閥5避免了當(dāng)巖心憋壓時(shí)，高壓氮?dú)夂蛶r心中的揮發(fā)性氣體回流至氮?dú)馄?后降低氮?dú)饧兌龋饾B透率測(cè)量誤差。

第一壓力表6用于測(cè)量巖心夾持器7入口處氣體壓力，第二壓力表10用于測(cè)量巖心夾持器7出口處氣體壓力。

巖心夾持器7中設(shè)有待測(cè)巖心9。

第二單向閥11降低了測(cè)量罐13中高濃度混合氣體對(duì)第二壓力表10測(cè)量值的影響。

測(cè)量罐13內(nèi)設(shè)有氮?dú)鉂舛葯z測(cè)傳感器12，用于檢測(cè)測(cè)量罐13中氮?dú)獾臐舛?，該測(cè)量罐 13上還設(shè)有泄壓閥14，泄壓閥14和大氣連通，用于在測(cè)量結(jié)束后將測(cè)量罐13中高濃度氣體排放掉，因?qū)嶒?yàn)中選用的檢測(cè)氣體為高純度氮?dú)?，而氮?dú)鈱儆跓o污染氣體，可以直接排放到大氣中。

環(huán)壓閥15和圍壓泵17用于給巖心夾持器7環(huán)空加圍壓，隨著環(huán)空圍壓的增大，巖心夾持器7中的圍壓套將巖心9外壁牢牢包住，防止巖心9與圍壓套直接發(fā)生滲漏，其次圍壓套也把巖心9兩端和與其相接的巖心夾持器7內(nèi)壁充分填充，起到良好的密封效果，防止巖心 9兩端收到圍壓的影響。

壓力傳感器16用于測(cè)定該環(huán)空壓力，一般的巖心實(shí)驗(yàn)中，圍壓范圍在1.0-1.7MPa。

本實(shí)用新型還包括恒溫箱8，上述巖心夾持器7置于該恒溫箱8中。

本實(shí)用新型還包括手持終端18，該手持終端18與第一壓力表6、第二壓力表10及氮?dú)鉂舛葯z測(cè)傳感器12通過無線連接(GPRS連接或WIFI連接)，且可同步顯示并記錄入口壓力、出口壓力和測(cè)量罐13中的氮?dú)鉂舛取?/p>

具體的，在本實(shí)施例中，上述第一壓力表6和第二壓力表10均為ZHT-220無線數(shù)字壓力表，其測(cè)量范圍為-100KPa-250MPa，精度為0.5級(jí)，此外該型號(hào)的無線數(shù)字壓力表也可測(cè)得通過的氣體粘度。

具體的，在本實(shí)施例中，上述氮?dú)鉂舛葯z測(cè)傳感器12為偉聯(lián)安IGM100-N2傳感器，其測(cè)量范圍為0-100％vol，精度為3％FS。

對(duì)于致密砂巖、頁巖和泥巖等低孔低滲類巖心，夾持器出口處的氣體流量非常小，難以直接用流量計(jì)測(cè)量，因此本實(shí)用新型提供的低滲透致密砂巖滲透率實(shí)驗(yàn)測(cè)量裝置100通過測(cè)定檢測(cè)氣源(氮?dú)?在測(cè)量罐13中的濃度而推算出巖心在其出口處的氣體流量，其檢測(cè)氣源濃度和出口處氣體流量之間的關(guān)系式見公式(1)：

式中：Qg為巖心出口處氣體流量，mL/s；

ΔCg為測(cè)量罐中檢測(cè)氣源的濃度變化量，mg/cm³；

V為測(cè)量罐的容積，cm³；

ΔT為相應(yīng)時(shí)間的變化量，s。

在上述公式1中，ΔCg即為在時(shí)間T1到T2這段時(shí)間內(nèi)(即ΔT＝T2-T1),測(cè)量罐13中檢測(cè)氣源的濃度變換量。在本實(shí)施例中檢測(cè)氣源為氮?dú)?，其中T1、T2時(shí)間對(duì)應(yīng)的氮?dú)鉂舛葴y(cè)量值都顯示并記錄在手持終端18中。

然后通過測(cè)量巖心的入口壓力、出口壓力、大氣壓力、巖樣長(zhǎng)度、巖樣截面積、氣體粘度，最后根據(jù)滲透率計(jì)算公式計(jì)算出所測(cè)巖心的滲透率，滲透率計(jì)算公式見公式(2)：

式中：P₀為大氣壓力，MPa；

Qg為巖心出口處氣體流量，mL/s；

μ為氣體粘度，Pa·s；

L為待測(cè)巖心的長(zhǎng)度，cm；

A為待測(cè)巖心的截面積，cm²；

ΔP為巖心兩端的壓力差，MPa。

在實(shí)驗(yàn)前，先測(cè)定實(shí)驗(yàn)室的大氣壓力、巖樣長(zhǎng)度、巖樣截面積。

具體測(cè)量過程如下：將巖心9放入巖心夾持器7的圍壓套中，打開環(huán)壓閥15和圍壓泵17，對(duì)巖心夾持器7加圍壓，當(dāng)壓力傳感器16上顯示的壓力值達(dá)到實(shí)驗(yàn)指定壓力值后，關(guān)閉環(huán)壓閥15，關(guān)閉圍壓泵17，啟動(dòng)恒溫箱8，讓巖心夾持器7達(dá)到實(shí)驗(yàn)所需的指定溫度，并在巖心實(shí)驗(yàn)測(cè)量的全過程中始終保持該溫度，接著打開氮?dú)馄?中的調(diào)壓閥，打開泄壓閥14，啟動(dòng)空氣增壓泵3將氮?dú)饧訅旱揭欢ǖ膲毫笸ㄟ^干燥器對(duì)檢測(cè)氣體(氮?dú)?進(jìn)行干燥處理，然后依次通過第一單向閥5、第一壓力表6、巖心9、第二壓力表10、第二單向閥11后到達(dá)測(cè)量罐13中，并維持這一過程數(shù)分鐘(一般為5-10min)，待管線和各實(shí)驗(yàn)儀器中的空氣排放干凈后，關(guān)閉泄壓閥14，打開手持終端18，對(duì)第一壓力表6、第二壓力表10和氮?dú)鉂舛葯z測(cè)傳感器12進(jìn)行校正，然后利用氮?dú)鉂舛葯z測(cè)傳感器12測(cè)量此時(shí)測(cè)量罐13中的氮?dú)鉂舛?，此時(shí)手持終端18上會(huì)同步顯示并記錄下時(shí)間、第一壓力表6、第二壓力表10和氮?dú)鉂舛戎?，選擇不同的時(shí)間段用公式1和公式2進(jìn)行滲透率計(jì)算，并將計(jì)算所得的多組滲透率值進(jìn)行加權(quán)處理，得到最終的高精度滲透率，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，關(guān)閉調(diào)節(jié)閥2、空氣增壓泵3和恒溫箱8，打開環(huán)壓閥15、泄壓閥14，釋放巖心夾持器7中的環(huán)壓和排放測(cè)量罐13中的高濃度氮?dú)狻?/p>

本實(shí)用新型提供的低滲透致密砂巖滲透率實(shí)驗(yàn)測(cè)量裝置的有益效果為：本實(shí)用新型提供的低滲透致密砂巖滲透率實(shí)驗(yàn)測(cè)量裝置能夠在指定溫度、壓力下完成對(duì)巖心滲透率的測(cè)定工作，測(cè)量精度高、安全性好：恒溫箱保證了巖心在滲透率測(cè)量過程中始終處于恒溫狀態(tài)，消除了因巖心溫度變化引起的滲透率測(cè)量誤差；第一單向閥避免了當(dāng)巖心憋壓時(shí)，高壓氮?dú)夂蛶r心中的揮發(fā)性氣體回流至氮?dú)馄亢蠼档偷獨(dú)饧兌?，引起滲透率測(cè)量誤差；第二單向閥降低了測(cè)量罐中高濃度混合氣體對(duì)第二壓力表測(cè)量值的影響。此外，該滲透率實(shí)驗(yàn)測(cè)量裝置首次引進(jìn)了無線數(shù)字壓力表、無線氮?dú)鉂舛葯z測(cè)傳感器和手持終端等先進(jìn)測(cè)量?jī)x器，不僅提高了實(shí)驗(yàn)自動(dòng)化程度和測(cè)量精度，也降低了人為因素對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，同時(shí)又簡(jiǎn)化了實(shí)驗(yàn)裝置，便于攜帶使用。

以上所述，并非對(duì)本實(shí)用新型作任何形式上的限制，雖然本實(shí)用新型已以實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本實(shí)用新型，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動(dòng)或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。