本申請涉及地質勘探技術領域，特別涉及一種確定待測氣體對地層巖石影響的系統(tǒng)和方法。

背景技術：

在油氣開采中，為了提高油氣的采收率，可以將二氧化碳等氣體作為一種驅油劑注入地層中，以助于油氣的開采。尤其是在開發(fā)低滲透、難動用儲量的油氣時，這種利用二氧化碳等氣體作為驅油劑的方法比水驅效果更好、效率更高。這是因為，二氧化碳等相關氣體是一種在油和水中溶解度都很高的氣體，當它大量溶解于原油中時，可以使原油體積膨脹、黏度下降，并可降低油水界面張力，從而可以提高油氣的采收率。

但是，將二氧化碳等氣體作為驅油劑注入地層后，對地層巖石的具體影響一直得不到很好地確定。例如，注入的二氧化碳在地層中流動過程中如何影響地層巖石(對巖石力學性能、滲透率、微觀結構、化學成分的影響)，影響后的地層巖石性質有何改變，進而對地層中油氣產生怎樣的影響等問題一直是人們關注內容。

目前，確定待測氣體(例如二氧化碳)對地層巖石影響的方法通常是將巖心樣品放入反應釜中，充入待測氣體進行簡單的模擬反應，以確定待測氣體對地層巖石的具體影響。但是，具體實施時，現有方法所使用的系統(tǒng)裝置相對簡單，無法很好地模擬地層中的真實的地質環(huán)境，例如，地層中的水氣環(huán)境；也很難模擬出待測水氣流過地層巖石的具體過程；而且利用現有系統(tǒng)裝置確定待測氣體對地層巖石影響時操作繁瑣，費時。因此，現有的確定待測氣體對地層巖石影響的系統(tǒng)和方法具體實施時往往存在確定結果不準確，操作繁瑣、費時的技術問題。

針對上述問題，目前尚未提出有效的解決方案。

技術實現要素：

本申請實施方式提供了一種確定待測氣體對地層巖石影響的系統(tǒng)和方法，以解決現有的確定待測氣體對地層巖石影響的系統(tǒng)和方法中存在的確定結果不準確，操作繁瑣、費時的技術問題。

本申請實施方式提供了一種確定待測氣體對地層巖石影響的系統(tǒng)，包括：巖心夾持器、壓力罐、待測氣體罐、鹽水罐、溫度控制箱、氣液分離器、氣體收集瓶、液體收集瓶，其中：

所述巖心夾持器包括：夾持筒和套筒，所述夾持筒為中空圓柱體，在所述夾持筒的縱向兩端分別設有第一開口和第二開口，在所述夾持筒的筒壁上對稱設有第三開口和第四開口；所述夾持筒套設于所述套筒內，在所述套筒的縱向兩端分別設有第一端蓋和第二端蓋，且在所述第一端蓋和所述第二端蓋上分別設有第一氣孔和第二氣孔，在所述套筒的筒壁上與所述第三開口和所述第四開口對應的位置處分別設有第三氣孔和第四氣孔；

所述壓力罐通過運輸管與所述巖心夾持器相連，所述鹽水罐通過輸液管與所述巖心夾持器相連，所述待測氣體罐通過輸氣管與所述巖心夾持器相連；

所述氣液分離器與所述巖心夾持器相連，所述氣體收集瓶通過集氣管與所述氣液分離器相連，所述液體收集瓶通過集液管與所述氣液分離器相連，且在所述集氣管上設有收集氣流量計，在所述集液管上設有收集液流量計；

所述巖心夾持器置于所述溫度控制箱內，且所述溫度控制箱內設有加熱部件。

在一個實施方式中，所述壓力罐通過運輸管與所述巖心夾持器相連，包括：所述壓力罐通過四條運輸管分別連接所述巖心夾持器中的第一氣孔、第二氣孔、第三氣孔、第四氣孔相連。

在一個實施方式中，在所述四條運輸管中的各條運輸管上分別設有氣控閥門，和/或，壓力控制器。

在一個實施方式中，所述鹽水罐通過輸液管與所述巖心夾持器相連，所述待測氣體罐通過輸氣管與所述巖心夾持器相連，包括：所述鹽水罐和所述待測氣體罐分別通過所述輸液管和所述輸氣管連接至水氣管，所述水氣管與所述巖心夾持器相連。

在一個實施方式中，所述水氣管與所述巖心夾持器相連包括：所述水氣管分為兩條支管：第一支管和第二支管，其中，

所述第一支管與所述第一氣孔或所述第二氣孔相連，所述第二支管與所述第三氣孔或所述第四氣孔相連；

或，

所述第一支管與所述第三氣孔或所述第四氣孔相連，所述第二支管與所述第一氣孔或所述第二氣孔相連。

在一個實施方式中，在所述輸液管上設有以下至少之一：鹽水流量計、鹽水調節(jié)器和鹽水控制閥門。

在一個實施方式中，在所述輸氣管上設有以下至少之一：待測氣體流量計、待測氣體調節(jié)器和待測氣體控制閥門。

在一個實施方式中，所述壓力罐為氮氣罐。

在一個實施方式中，所述夾持筒為可開合的兩部分。

在一個實施方式中，所述夾持筒的縱向兩端分別套設有第一環(huán)套和第二環(huán)套。

在一個實施方式中，所述待測氣體為二氧化碳；相應的，所述待測氣體罐為二氧化碳罐。

基于相同的發(fā)明構思，本申請實施方式還提供了一種確定待測氣體對地層巖石影響的方法，包括：

將待測巖心樣品放入巖心夾持器，將水氣管通過第三氣孔連接點與巖心夾持器的第三氣孔相連，將氣液分離器通過第四氣孔連接點與巖心夾持器的第四氣孔相連；

通過壓力罐對所述巖心夾持器進行加壓；

通過溫度控制箱中的加熱部件對所述巖心夾持器進行加熱至預設溫度；

通過所述待測氣體罐和所述鹽水罐向所述巖心夾持器中充入預設體積的待測氣體和鹽水；

通過收集氣流量計測定收集氣的流量，和/或，通過收集液流量計測定收集液的流量；

根據所述收集氣的流量，確定所述巖心樣品的橫向氣測滲透率，和/或，根據所述收集液的流量，確定所述巖心樣品的橫向液測滲透率。

在一個實施方式中，在測定所述巖心樣品的橫向氣測滲透率，和/或，所述巖心樣品的橫向液測滲透率后，所述方法還包括：

根據所述巖心樣品的橫向氣測滲透率和/或所述巖心樣品的橫向液測滲透率，結合以下數據中至少之一確定所述待測氣體對所述待測巖心樣品的影響：離子分析結果、抗拉強度數據和抗壓強度數據。

在一個實施方式中，所述離子分析結果通過以下方式獲取：通過液體收集瓶獲得反應后的液體結果物，并對所述液體結果物進行離子分析，得到所述離子分析結果；

所述抗拉強度數據和抗壓強度數據通過以下方式獲?。簭乃鰩r心夾持器中獲得反應后的固體結果物，并對所述固體結果物進行力學實驗，得到固體結果物的所述抗拉強度數據和抗壓強度數據。

在本申請實施方式中，通過在巖心夾持器的側壁和兩端設置氣孔，并設計與該巖心夾持筒相應的系統(tǒng)裝置，用以更好地模擬地層中的地質環(huán)境(例如水氣環(huán)境、溫度環(huán)境等)和水氣流動過程(包括水氣的縱向流動和橫向流動)，確定待測氣體對地層巖石影響，解決了現有的確定待測氣體對地層巖石影響方法中存在的確定結果不準確，操作繁瑣、費時的技術問題。

附圖說明

為了更清楚地說明本申請實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請中記載的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是根據本申請實施方式的確定待測氣體對地層巖石影響的系統(tǒng)的組成結構圖；

圖2是根據本申請實施方式的確定待測氣體對地層巖石影響的系統(tǒng)中巖心夾持器的組成結構圖；

圖3是根據本申請實施方式的確定待測氣體對地層巖石影響的系統(tǒng)中的巖心夾持器的連接示意圖；

圖4是根據本申請實施方式的確定待測氣體對地層巖石影響的系統(tǒng)中的待測氣體罐和鹽水罐的連接示意圖；

圖5是根據本申請實施方式的確定待測氣體對地層巖石影響的系統(tǒng)中的溫度控制箱的結構示意圖；

圖6是根據本申請實施方式的確定待測氣體對地層巖石影響的系統(tǒng)中的壓力罐的連接示意圖；

圖7是根據本申請實施方式的確定待測氣體對地層巖石影響的系統(tǒng)中的氣體收集瓶和液體收集瓶的連接示意圖；

圖8是根據本申請實施方式的確定待測氣體對地層巖石影響的方法的流程示意圖；

圖9是應用本申請實施方式提供的確定待測氣體對地層巖石影響的系統(tǒng)確定二氧化碳對地層巖石影響的流程示意圖；

圖10是應用本申請實施方式提供的巖心夾持器通過串聯(lián)測定縱向滲透率的示意圖；

圖11是應用本申請實施方式提供的巖心夾持器通過并聯(lián)測定縱向滲透率的示意圖；

圖12是應用本申請實施方式提供的巖心夾持器通過串聯(lián)測定橫向滲透率的示意圖；

圖13是應用本申請實施方式提供的巖心夾持器通過并聯(lián)測定橫向滲透率的示意圖。

附圖說明：11、巖心夾持器，101、壓力罐(氮氣罐)，201、待測氣體罐(二氧化碳罐)，202、鹽水罐，301、壓力控制器，302、待測氣體調節(jié)器(二氧化碳調節(jié)器)，303、鹽水調節(jié)器，304、溫度調節(jié)器，401、溫度控制箱，501、503氣體收集瓶，502、504液體收集瓶，601、602氣液分離器，701、第一氣孔連接點，702、第三氣孔連接點，703、第二氣孔連接點，704第四氣孔連接點，801、803收集氣體流量計，802、804收集液體流量計，805、待測氣體流量計(二氧化碳流量計)，806、鹽水流量計，901、902、903、904氣控閥門，905、待測氣體控制閥門(二氧化碳控制閥門)，906、鹽水控制閥門，907、908水氣控制閥門，909、910收集氣液控制閥門；1、夾持筒，2、第一環(huán)套，3、第二環(huán)套，4、套筒，5、第一端蓋，6、第二端蓋，7、第一氣孔，8、第二氣孔，9、第三氣孔，10、第四氣孔；12、14收集氣液控制閥門，13、氣液收集單元，15、18水氣控制閥門，16、壓力供應單元，17、水氣供應單元，19、溫度控制單元；203、待測氣體增加泵(二氧化碳增壓泵)，204、鹽水增壓泵；402、溫度控制箱下端開口處，403、溫度控制箱上端開口處，404、置物臺，405、加熱部件(加熱片)，406、電源；102、壓力罐增壓泵。

具體實施方式

為了使本技術領域的人員更好地理解本申請中的技術方案，下面將結合本申請實施例中的附圖，對本申請實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本申請一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒旧暾堉械膶嵤├?，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應當屬于本申請保護的范圍。

考慮到現有的確定待測氣體對地層巖石影響的系統(tǒng)和方法，通常只是利用簡單的裝置，將巖心樣品放入反應釜中充入待測氣體(例如二氧化碳)，進行簡單模擬反應，以確定待測氣體對地層巖石的影響?，F有的方法和設備由于設計比較簡單，不能夠很好地模擬地層中復雜的地質環(huán)境，例如，水氣環(huán)境等；也很難模擬出待測氣體、液體流過地層巖石的具體過程。尤其是當超臨界二氧化碳注入地層時，對地層巖石各方面的影響更加復。因此，利用現有方法或系統(tǒng)裝置確定待測氣體對地層巖石影響時往往存在確定結果誤差大，操作過程繁瑣、費時的技術問題。針對產生上述技術問題的根本原因，本申請考慮對巖心夾持器進行針對性地改進，使其能夠和其他設備協(xié)助模擬待測氣體流動的過程，再設計完整的與上述巖心夾持器相應的系統(tǒng)，用以更好地模擬地層環(huán)境(水氣環(huán)境、溫度環(huán)境等)和收集反應后的結果物，從而解決了現有的系統(tǒng)方法中存在的確定結果誤差大，操作過程繁瑣、費時的技術問題，達到更加全面、真實地模擬地質環(huán)境，提高確定結果，簡化操作、方便收集反應后的結果物的技術效果。

基于上述思考思路，本申請實施方式提供了一種確定待測氣體對地層巖石影響的系統(tǒng)。請參閱圖1確定待測氣體對地層巖石影響的系統(tǒng)的組成結構圖和圖2確定待測氣體對地層巖石影響的系統(tǒng)中的巖心夾持器的結構組成圖。該裝置具體可以包括：巖心夾持器11、壓力罐101、待測氣體罐201、鹽水罐202、溫度控制箱401、氣液分離器601和602、氣體收集瓶501和503、液體收集瓶502和504，下面對該系統(tǒng)結構進行具體說明。

所述巖心夾持器11包括：夾持筒1和套筒4，所述夾持筒1為中空圓柱體，在所述夾持筒1的縱向兩端分別設有第一開口和第二開口，在所述夾持筒的筒壁上對稱設有第三開口和第四開口；所述夾持筒套1設于所述套筒4內，在所述套筒4的縱向兩端分別設有第一端蓋5和第二端蓋6，且在所述第一端蓋5和所述第二端蓋6上分別設有第一氣孔7和第二氣孔8，在所述套筒4的筒壁上與所述第三開口和所述第四開口對應的位置處分別設有第三氣孔9和第四氣孔10；

所述壓力罐101通過運輸管與所述巖心夾持器11相連，所述鹽水罐202通過輸液管與所述巖心夾持器11相連，所述待測氣體罐201通過輸氣管與所述巖心夾持器11相連；

所述氣液分離器601和602與所述巖心夾持器11相連，所述氣體收集瓶501和503分別通過集氣管與所述氣液分離器601和602相連，所述液體收集瓶502和504分別通過集液管與所述氣液分離器601和602相連，且在所述集氣管上設有收集氣流量計801和803，在所述集液管上設有收集液流量計802和804；

所述巖心夾持器11置于所述溫度控制箱401內，且所述溫度控制箱401內設有加熱部件。

在本實施方式中，為了準確、方便地模擬氣液縱向流過巖心樣品和橫向流過巖心樣品的具體過程，因此對巖心夾持器進行了相應的改進。即在所述巖心夾持器11在縱向兩端和側壁各設有四個氣孔，在縱向上設有第一氣孔7和第二氣孔8，在側壁上對稱設有第三氣孔9和第四氣孔10。因此，在確定巖心樣品的橫向滲透率時，可以通過第一氣孔7或第二氣孔8向巖心夾持器11中充入待測氣體；相應的，從第二氣孔8或第一氣孔7排出氣體，從而可以較準確地模擬出氣液縱向流過巖心樣品的過程，進而可以較為準確地確定縱向氣測滲透率或者橫向液測滲透率。利用上述巖心夾持器11還可以方便、準確地測出橫向滲透率。具體實施時，只要改變待測氣體流入和流出的氣孔即可。即具體實施時，可以通過第三氣孔9或第四氣孔10向巖心夾持器11中充入待測氣體；相應的，從第四氣孔10或第三氣孔9排出氣體，從而可以較準確地模擬出氣液橫向流過巖心樣品的過程，進而可以較為準確地確定橫向氣測滲透率或者縱向液測滲透率。

在本實施方式中，上述確定待測氣體對巖心巖石影響系統(tǒng)的主要連接，可以參閱圖3的確定待測氣體對地層巖石影響的系統(tǒng)中的巖心夾持器的連接示意圖。其中，各個功能單元是本申請實施方式中各個具體功能部件的組合。具體的，氣液收集單元包括：氣液分離器601、602，氣體收集瓶501、503，以及液體收集瓶502、504等。其中收集氣液控制閥門12、14等同于收集氣液控制閥門909、910。水氣供應單元包括：待測氣體罐201、鹽水罐202等。其中水氣控制閥門15、18等同于水氣控制閥門907、908。溫度控制單元19包括溫度控制箱401。壓力供應單元16包括壓力罐101和壓力控制器301。該系統(tǒng)中各個功能單元與巖心夾持器11的連接方式可以參閱圖3提供的一種連接方式，當然也可以采用不同與圖3提供的其他合適的連接方式。

在本實施方式中，為了便于放置、取出巖心樣品，可以參閱圖2。上述夾持筒1可以設計為可開合的兩部分：第一半筒和第二半筒，以形成易于開合的巖心腔。具體實施時，通過將第一半筒和第二半筒打開，即可方便地放置或取出巖心樣品。閉合時，為了固定第一半筒和第二半筒，可以在第一半筒和第二半筒組成的夾持筒1的兩端分別套設有第一環(huán)套2和第二環(huán)套3。具體的，第一環(huán)套2和第二環(huán)套3內壁設有螺紋，夾持筒1兩端的外壁設有與之對應的螺紋。如此，第一環(huán)套2和第二環(huán)套3可以通過相應的螺紋旋入套設于夾持筒1的兩端，用以夾持固定。再將上述結構套設于套筒4內，并在套筒4的兩端分別設置第一端蓋5和第二端蓋6。

在本實施方式中，為了使得該系統(tǒng)可以模擬氣體或液體縱向通過巖心樣品的情況，可以在第一端蓋5和第二端蓋6的中心位置開設第一氣孔7和第二氣孔8。如此，氣體可以通過第一氣孔7和第二氣孔8在巖心夾持器內流通。

在本實施方式中，為了使得該套系統(tǒng)可以同時模擬氣體或液體橫向通過巖心樣品的情況，可以分別在第一半筒和第二半筒筒壁的對稱位置處開設有第三開口和第四開口。其中，第三開口和第四開口的具體形狀可以是長方形，也可以是圓形。當然也可以是氣體合適的形狀。對此，本申請不作限定。

在本實施方式中，為了模擬真實的地質環(huán)境，控制好夾持筒1內部的氣體，可以在第一半筒和第二半筒的內壁分別設置密封層，用以密封夾持筒1的側壁。

在本實施方式中，為了真實地模擬巖心所在的地層中的水氣環(huán)境，可以參閱圖4的確定待測氣體對地層巖石影響的系統(tǒng)中的待測氣體罐和鹽水罐的連接示意圖。在上述系統(tǒng)中設計使用了待測氣體罐201和鹽水罐202，其中待測氣體罐201內充有需要測定的待測氣體，鹽水罐202內充有按照預設比例配比的鹽水。需要說明的是，上述待測氣體可以是二氧化碳，也可以是其他需要測定對地層巖心有影響的氣體。如果，所需要模擬確定的待測氣體是二氧化碳，相應的上述待測氣體罐201就可以是二氧化碳罐。上述按照預設比例配比的鹽水可以用于模擬地層環(huán)境中的地層水，其主要成分包括nacl，同時也可以根據所需要模擬的具體環(huán)境，添加適量的cacl2、mgcl等成分。其中，該鹽水成分的具體比例，可以按照待模擬的地質環(huán)境中地層水的具體情況進行設置。

在本實施方式中，為了更真實地模擬地層中實際的水氣環(huán)境，可以先分別用輸氣管和輸液管的一端連接待測氣體罐201和鹽水罐202，再將輸氣管和輸液管的另一端與水氣管相連，最后將水氣管與巖心夾持器11相連。如此，待測氣體和鹽水可以在水氣管中混合，進而通過水氣管流經巖心夾持器11中的巖心樣品，以模擬真實的地質環(huán)境中待測氣體溶于地層水流過地層巖心的情況。

在本實施方式中，為了準確地控制流入的待測氣體和鹽水，具體實施時可以在輸氣管上設置待測氣體控制閥門905、待測氣體增壓泵203、待測氣體調節(jié)器302、待測氣體流量計805，以協(xié)調控制流入的待測氣體。可以在輸液管上設置鹽水控制閥門906、鹽水增加泵204、鹽水調節(jié)器303、鹽水流量計806，以協(xié)調控制流入的鹽水。

在本實施方式中，為了配合巖心夾持器11，以模擬水氣橫向和縱向流過巖心樣品的過程。水氣管可以分為兩條支管：第一支管和第二支管。其中，第一支管通過第一氣孔連接點701或第二氣孔連接點703分別與第一氣孔7或第二氣孔8相連。如此，通過第一支管可以使得水氣縱向流過巖心樣品。第二支管通過第三氣孔連接點702或第四氣孔連接點704分別與第三氣孔9或第四氣孔10相連。如此，通過第二支管可以是水氣橫向流過巖心樣品。

在本實施方式中，為了準確地控制流入的水氣，可以在水氣管的第一支管上設置水氣控制閥門908，在水氣管第二支管上設置水氣控制閥門907，以控制流入的水氣。具體實施時，當要模擬水氣縱向流經巖心樣品時，可以打開水氣控制閥門908，關閉水氣控制閥門907。當要模擬水氣橫向流經巖心樣品時，可以打開水氣控制閥門907，關閉水氣控制閥門908。

在本實施方式中，為了模擬地質環(huán)境中的溫度情況，可以參閱圖5的確定待測氣體對地層巖石影響的系統(tǒng)中的溫度控制箱的結構示意圖。具體可以在溫度控制箱401內設置加熱部件405。其中，上述加熱部件405具體可以是加熱片。如此，溫度控制箱401可以將巖心夾持器11加熱至預設的溫度后進行保溫，以模擬準確模擬地層環(huán)境中溫度。

在本實施方式中，為了準確地模擬出地質環(huán)境中的溫度，溫度控制箱還包括電源406、溫度調節(jié)器304、測溫部件305。上述電源406、溫度調節(jié)器304、測溫部件305與加熱部件405相連。具體實施時，可以根據測溫部件305測試溫度控制箱401內的溫度，如果測得的溫度未達到預設溫度，可以通過溫度調機器304啟動電源406，進而可以啟動加熱部件405進行加熱升溫。如果測得溫度超過了預設溫度，同樣也可以通過上述電源406、溫度調節(jié)器304、測溫部件305與加熱部件405協(xié)調對溫度控制箱內的溫度進行調節(jié)。對此，本申請不作贅述。

在本實施方式中，為了便于將巖心夾持器11放置與溫度控制箱401內，可以在溫度控制箱401內設置置物臺404，用于放置和固定巖心夾持器11。

在本實施方式中，為了便于穿過溫度控制箱401連接巖心夾持器11，可以在溫度控制箱401的上端位置處設置溫度控制箱上端開口處，在溫度控制箱401的下端位置處設置溫度控制箱下端開口處402。如此，溫度控制箱401外部的器件可以通過上述溫度控制箱上端開口處403，和/或，溫度控制箱下端開口處402與置于溫度控制箱401內的巖心夾持器11相連。

在本實施方式中，為了準確地模擬地層中的氣壓環(huán)境，可以參閱圖6的確定待測氣體對地層巖石影響的系統(tǒng)中的壓力罐的連接示意圖。具體實施時，可以將壓力罐101通過四條運輸管分別經過第一氣孔連接點701、第二氣孔連接點703、第三氣孔連接點702、第四氣孔連接點704與巖心夾持器11連接，并對巖心夾持器11輸入氣體加壓，以在巖心夾持器11的周圍形成圍壓。需要說明的是，在本實施方式中，使用的壓力罐101為氮氣罐，相應的通過壓力罐101向巖心夾持器11充入的氣體是氮氣。因為，氮氣相對比較穩(wěn)定，可以作為本實施方式中用于加壓的氣體。當然，具體實施時，也可以使用其他合適的氣體代替氮氣對巖心夾持器11進行加壓。對此，本申請實施方式不作限定。

在本實施方式中，為了進一步地有效控制巖心夾持器11的圍壓，具體實施時，可以在運輸管上設置壓力控制器301，并在四條運輸管中的各條運輸管分別設置氣控閥門901、氣控閥門902、氣控閥門903、氣控閥門904，以控制通過壓力罐101向巖心夾持器11充入合適量的氣體，使得巖心夾持器11所處的壓力環(huán)境滿足要求。

在本實施方式中，為了控制壓力罐101內的氣體充入巖心夾持器11中，還可以在在運輸管上設置壓力罐泵102，用于調節(jié)氣體壓力，使得壓力罐101內的氣體更容易充入巖心夾持器11中。當使用的是壓力罐11是氮氣罐時，對應的壓力罐泵102具體就可以是氮氣泵。

在本實施方式中，為了方便地收集兩種情況下反應后的氣體和液體，可以參閱圖7的確定待測氣體對地層巖石影響的系統(tǒng)中的氣體收集瓶和液體收集瓶的連接示意圖。具體可以設計兩組氣液分離器601、602，兩組氣體收集瓶501、503，兩組液體收集瓶502、504。具體實施時，可以將氣液分離器601通過第四氣孔連接點704或第三氣孔連接點702與第四氣孔10或第三氣孔9相連，繼而分別與氣體收集瓶501、液體收集瓶502相連。如此，可以收集到水氣橫向通過巖心樣品情況下的反應后的氣體和液體。類似的，可以將氣液分離器602通過第一氣孔連接點701或第二氣孔連接點703與第一氣孔7或第二氣孔8相連，繼而分別與氣體收集瓶503、液體收集瓶5024相連。如此，可以收集到水氣縱向通過巖心樣品情況下的反應后的氣體和液體。當然，可以將氣液分離器602通過第四氣孔連接點704或第三氣孔連接點702與第四氣孔10或第三氣孔9相連，繼而分別與氣體收集瓶501、液體收集瓶502相連；將氣液分離器601通過第一氣孔連接點701或第二氣孔連接點703與第一氣孔7或第二氣孔8相連，繼而分別與氣體收集瓶503、液體收集瓶504相連。

在本實施方式中，為了控制反應后的氣體和液體的收集，可以分別在氣體分離器601、602靠近巖心夾持器11的一端分別設置收集氣液控制閥門909、910。通過收集氣液控制閥門909、910的打開或關閉以控制收集或不收集反應后的其他和液體。

在本實施方式中，為了準確地測定反應后的氣體的流量和反應后的液體的流量，可以分別在氣體收集瓶501、503的開口端分別設置收集氣體流量計801、803；分別在液體收集瓶502、504的開口端分別設置收集液體流量計802、804。以測定兩種情況下，反應后的氣體和反應后的液體的具體流量。

根據本實施方式提供的確定待測氣體對地層巖石影響的系統(tǒng)的工作原理具體可以是加巖心樣品置于上述巖心夾持器11中。打開氣控閥門901、902、903、904中的一個或多個，利用壓力控制器301控制壓力罐101向巖心夾持器11中輸入一定量的氮氣，形成圍壓，以模擬地層內的壓力環(huán)境。通過啟動溫度控制箱401內的加熱部件405對巖心夾持器進行加熱。打開待測氣體控制閥門905，利用待測氣體調節(jié)器302和待測氣體流量計805，控制待測氣體罐201通過輸氣管輸入預設量的待測氣體。同樣，打開鹽水控制閥門906，利用鹽水調節(jié)器303和鹽水流量計806，控制鹽水罐202通過輸液管輸入預設量的鹽水。將輸液管和輸氣管連接到水氣管上，使得預設量的待測氣體和預設量的鹽水可以按照預設比例混合。再通過控制水氣管上的水氣控制閥門907或908，使得混合后的氣液可以按照預設要求橫向或縱向流過巖心夾持器11中的巖心樣品。具體實施時，為了模擬氣液橫向流過巖心樣品的情形，可以打開水氣控制閥門907，關閉水氣控制閥門908。如此，混合后的氣液可以通過第三氣孔連接點702，經過第三氣孔9進入巖心夾持器11。橫向流經巖心樣品后，再經過第四氣孔10，通過第四氣孔連接點704流出巖心夾持器11。通過氣液分離器601分離氣液。利用氣體收集瓶501收集反應后的氣體，利用液體收集瓶502收集反應后的液體。期間，利用收集氣體流量計801測得收集氣體的流量，利用收集液體流量計802測得收集液體的流量。根據收集氣體的流量可以確定橫向氣測滲透率，根據收集液體的流量可以確定橫向液測滲透率。類似的，為了模擬氣液縱向流過巖心樣品的情形，可以打開水氣控制閥門908，關閉水氣控制閥門907。如此，混合后的氣液可以通過第三一孔連接點701，經過第一氣孔7進入巖心夾持器11?？v向流經巖心樣品后，再經過第二氣孔8，通過第二氣孔連接點703流出巖心夾持器11。通過氣液分離器602分離氣液。利用氣體收集瓶503收集反應后的氣體，利用液體收集瓶504收集反應后的液體。期間，利用收集氣體流量計803測得收集氣體的流量，利用收集液體流量計804測得收集液體的流量。根據收集氣體的流量可以確定縱向氣測滲透率，根據收集液體的流量可以確定縱向液測滲透率。由上可知，應用本申請實施方式提供的確定待測氣體對地層巖心影響的系統(tǒng)可以達到確定橫向滲透率(包括橫向氣測滲透率和橫向液測滲透率)和確定縱向滲透率(包括縱向氣測滲透率和縱向液測滲透率)的技術效果。確定待測氣體通過地層巖心后的滲透率后，可以從氣體收集瓶501或503中獲取反應后的氣體，針對反應后的氣體進行進一步的分析研究，以確定待測氣體對地層巖心的影響。具體的，例如，分析確定反應后氣體的物質組成等。也可以從液體收集瓶502或504中獲取反應后的液體，針對反應后的液體進行進一步的分析研究，以確定待測氣體對地層巖心的影響。具體的，例如，對所述液體結果物進行離子分析，得到離子分析結果等。還可以從巖心夾持器11中獲取反應后的固體結果物，針對反應后的固體進行進一步的分析研究，以確定待測氣體對地層巖心的影響。具體的，例如，對所述固體結果物進行力學實驗，得到固體結果物的抗拉強度數據和抗壓強度數據等。

在本申請實施方式中，相較于現有技術，通過在巖心夾持器的側壁和兩端分別設置氣孔，并設計與上述巖心夾持器相應的實驗系統(tǒng)，用以更好地模擬地質環(huán)境和水氣具體流動(水氣橫向流動和水氣縱向流動)過程，因此解決了現有的確定待測氣體對地層巖石影響的方法中存在的確定結果不準確，操作繁瑣、費時的技術問題。

在一個實施方式中，為了通過壓力罐101控制并調整巖心夾持器11的圍壓。壓力罐101通過運輸管與所述巖心夾持器11相連，具體可以按照以下方式相連：所述壓力罐101通過四條運輸管分別連接所述巖心夾持器11中的第一氣孔7、第二氣孔8、第三氣孔9、第四氣孔相連10。

在一個實施方式中，為了有效地通過壓力罐101調整輸入巖心夾持器11中的氣體，具體實施時可以在所述多條運輸管中的各條運輸管上分別設置氣控閥門901、902、903、904，和/或，壓力控制器301。如此，可以通過壓力控制器301控制輸入氣體的壓強，通過控制氣控閥門901、902、903、904中一個或多個的打開，控制壓力罐101通過與打開的氣控閥門所在的支路向巖心夾持器11充入氣體，以調整巖心夾持器11的氣壓。需要說明的是，上述的壓力罐101具體可以是氮氣罐，相應的通過上述壓力罐101向巖心夾持器11充入的用于調整圍壓的氣體可以是氮氣。當然，具體實施時，可以根據具體情況，選擇其他氣體罐作為上述壓力罐101。

在一個實施方式中，為了模擬真實的地質環(huán)境中的水氣環(huán)境，上述鹽水罐202和上述待測氣體罐201具體可以按照以下方式與巖心夾持器11相連：上述鹽水罐202和上述待測氣體罐201分別通過輸液管和輸氣管連接至水氣管，水氣管與再巖心夾持器11相連。如此，待測氣體和鹽水可以分別通過輸氣管和輸液管在水氣管中混合后，再通過水氣管輸入至巖心夾持器11中。從而，可以更加真實地模擬出地質環(huán)境中，溶解有待測氣體的地層水流經巖心的過程。需要說明的是，上述鹽水可以是按照一定比例配比的鹽水。其中，除含有氯化鈉外，還可以根據所要模擬的地質環(huán)境的具體情況還包含有適量的氯化鎂、氯化鈣等物質。上述待測氣體可以是所要研究對地層巖心產生影響的氣體。具體的，待測氣體可以是二氧化碳，對應的，上述待測氣體罐201就可以是二氧化碳罐。當然，也可以根據具體情況，選擇其他的氣體作為待測氣體。例如，研究二氧化硫對地層巖心的影響時，待測氣體就可以是二氧化硫。對應的，待測氣體罐就可以是二氧化硫罐。

在一個實施方式中，為了控制上述流入的待測氣體、鹽水、混合后的水氣。具體實施時，還可以在輸液管上設置鹽水流量計806、鹽水調節(jié)器303、鹽水控制閥門906中的一個或多個，通過鹽水流量計806、鹽水調節(jié)器303、鹽水控制閥門906中的一個或多個控制輸液管中的鹽水的流入，以及控制流入鹽水的具體流量。相應的，還可以在輸氣管上設置待測氣體流量計805、待測氣體調節(jié)器302、待測氣體控制閥門905中的一個或多個，通過待測氣體流量計805、待測氣體調節(jié)器302、待測氣體控制閥門905中的一個或多個控制輸氣管中待測氣體的流入，以及控制待測氣體的具體流量。此外，還可以在水氣管上設置類似的水氣控制閥門907、908，通過控制水氣控制閥門907、908，控制混合后的水氣通過水氣管流入巖心夾持器11中。

在本實施方式中，當待測氣體為二氧化碳時，待測氣體調節(jié)器302具體可以是二氧化碳調節(jié)器302。通過該調節(jié)器可以待測氣體調節(jié)器可以根據具體的施工要求，模擬出不同相態(tài)下的二氧化碳對巖心樣品的影響。上述不同相態(tài)可以包括：氣態(tài)、液態(tài)、和超臨界狀態(tài)。具體的，例如，當要模擬液態(tài)二氧化碳對巖心樣品的影響時，可以通過二氧化碳調節(jié)器302將二氧化碳的相態(tài)調整為液態(tài)，從而可以獲取液態(tài)二氧化碳通過巖心樣品時對對巖心樣品的影響。

在一個實施方式中，為了能夠模擬出混合后的水氣橫向通過巖心樣品和縱向通過巖心樣品兩種情況，上述水氣具體可以按照以下方式與巖心夾持器11相連：

將水氣管分為兩條支管：第一支管和第二支管，其中，

具體可以是上述第一支管與第一氣孔7或第二氣孔8相連，第二支管與第三氣孔9或第四氣孔10相連。如此，當第一支管導通，第二支管不導通時，可以模擬出混合后的水氣縱向經過巖心樣品的情況。

也可以是第一支管與第三氣孔9或第四氣孔10相連，第二支管與所述第一氣孔7或第二氣孔8相連。如此，當第二支管導通，第一支管不導通時，可以模擬出混合后的水氣橫向通過巖心樣品的情況。

在一個實施方式中，在一個實施方式中，為了方便向巖心夾持器11內放置巖心樣品和方便從巖心夾持器11內取出反應后的固體結果物。上述夾持筒1具體可以為可開合的兩部分：第一半筒和第二半筒。如此，可以通過打開第一半筒和第二半筒，向上述夾持筒1內加入巖心樣品或者取出反應后的固體結果物。

在一個實施方式中，為了固定夾持上述的夾持筒1，可以在上述夾持筒1的縱向兩端分別套設有第一環(huán)套2和第二環(huán)套3，用以夾持固定，以防施工時夾持筒1的可開合兩部分自行打開。

在一個實施方式中，為了根據不同的情況，方便地利用巖心夾持器模擬待測氣體橫向或縱向通過巖心樣品，上述巖心夾持器可以包括多個巖心夾持器。其中，所述多個巖心夾持器之間通過并聯(lián)或串聯(lián)的方式連接。具體實施時，可以根據具體的實施情況和實施要求按照以下方式將多個巖心夾持器進行連接。

具體實施時，為了模擬并測定二氧化碳等待測氣體依次縱向通過各段巖心樣品時的縱向氣測滲透率的變化，可以將多個巖心夾持器串聯(lián)，即相鄰兩個巖心夾持器間通過縱向上的第一氣孔或第二氣孔相連。如此，可以模擬待測氣體依次縱向通過巖心樣品的情況。其中，上述使用的巖心樣品具體可選取為地下不同層段的或是同層段不同位置的巖心樣品。通過上述連接方式，可以在不變動裝置的情況下，通過依次測取每一組巖心樣品的縱向氣測滲透率，得到經過不同組巖心樣品后縱向氣測滲透率的變化情況。相較于使用普通的巖心夾持器，連接使用更加方便，可以有效地節(jié)約施工時間。

為了模擬并測定同樣的二氧化碳等待測氣體以同樣的條件同時縱向經過不同組巖心樣品的縱向氣測滲透率，以確定不同組巖心樣品對縱向氣測滲透率的影響，可以將多個巖心夾持器并聯(lián)，即相鄰兩個巖心夾持器間通過側向上的第三氣孔或第四氣孔相連。如此，可以模擬同樣的待測氣體在同樣的條件下同時縱向經過不同組巖心樣品的情況。通過上述連接方式，可以在不變動裝置的情況下，同時測取不同組巖心樣品的縱向氣測滲透率。相較于使用普通的巖心夾持器，連接使用更加方便，可以有效地節(jié)約施工時間。

為了模擬并測定二氧化碳等待測氣體依次橫向通過各段巖心樣品時的橫向氣測滲透率的變化，可以將多個巖心夾持器串聯(lián)，即相鄰兩個巖心夾持器間通過側向上的第三氣孔或第四氣孔相連。如此，可以模擬待測氣體依次橫向通過巖心樣品的情況。其中，上述巖心樣品具體可選取為地下不同層段的或是同層段不同位置的巖心樣品。通過上述連接方式，可以在不變動裝置的情況下，通過依次測取每一組巖心樣品的橫向氣測滲透率，得到經過不同組巖心樣品后橫向氣測滲透率的變化情況。相較于使用普通的巖心夾持器，連接使用更加方便，可以有效地節(jié)約施工時間。

為了模擬并測定同樣的二氧化碳等待測氣體在同樣的條件下同時橫向經過不同組巖心樣品的橫向氣測滲透率，以確定不同組巖心樣品對橫向氣測滲透率的影響，可以將多個巖心夾持器并聯(lián)，即相鄰兩個巖心夾持器間通過縱向上的第一氣孔或第二氣孔相連。如此，可以模擬同樣的待測氣體在同樣的條件下同時橫向經過不同組巖心樣品的情況。通過上述連接方式，可以在不變動裝置的情況下，同時測取不同組巖心樣品的橫向氣測滲透率。相較于使用普通的巖心夾持器，連接使用更加方便，可以有效地節(jié)約施工時間。

對于上述的確定待測氣體對地層巖石影響的系統(tǒng)，具體可以參閱圖8的確定待測氣體對地層巖石影響的方法的流程示意圖，并結合圖1的確定待測氣體對地層巖石影響的系統(tǒng)結構圖，具體可以按照以下步驟(包括步驟s801至s806)利用上述系統(tǒng)確定待測氣體對地層巖石的影響。

步驟s801：將待測巖心樣品放入巖心夾持器11，將水氣管通過第三氣孔連接點702與巖心夾持器11的第三氣孔9相連，將氣液分離器通過第四氣孔連接點704與巖心夾持器11的第四氣孔10相連；

步驟s802：通過壓力罐101對所述巖心夾持器11進行加壓；

步驟s803：通過溫度控制箱401中的加熱部件405對所述巖心夾持器11進行加熱至預設溫度；

步驟s804：通過所述待測氣體罐201和所述鹽水罐202向所述巖心夾持器11中充入預設體積的待測氣體和鹽水；

步驟s805：通過收集氣流量計801和/或803測定收集氣的流量，和/或，通過收集液流量計802和/或804測定收集液的流量；

步驟s806：根據所述收集氣的流量，確定所述巖心樣品的橫向氣測滲透率，和/或，根據所述收集液的流量，確定所述巖心樣品的橫向液測滲透率。

在一個實施方式中，還可以通過改變連接方式，應用上述裝置確定巖心樣品的縱向液測滲透率和巖心樣品的縱向氣測滲透率。具體實施時，可以將上述步驟s801修改為：將待測巖心樣品放入巖心夾持器11，將水氣管通過第一氣孔連接點701與巖心夾持器11的第一氣孔7相連，將氣液分離器通過第二氣孔連接點703與巖心夾持器11的第二氣孔8相連。其他步驟可以保持不變。如此可以確定得到巖心樣品的縱向氣測滲透率和巖心樣品的縱向液測滲透率。

在一個實施方式中，為了保證所使用的巖心樣品可以放置進巖心夾持器11中，在執(zhí)行步驟s801之前，需要對巖心樣品進行預處理。其中，上述預處理具體可以包括對巖心樣品的形狀的處理、重量的處理等，以使得處理后的巖心樣品的尺寸滿足巖心夾持器11的使用規(guī)格。例如，在一個實施方式中，要求巖心樣品的尺寸規(guī)格φ25.4×100mm。需要說明的是，上述巖心樣品，具體可以在施工現場通過取芯鉆頭獲取得到的。

在一個實施方式中，在得到預處理后的巖心樣品之后，在執(zhí)行步驟s801之前還需要對所使用的確定待測氣體對地層巖石影響的系統(tǒng)進行一些準備工作。具體可以包括：

s1：打開夾持筒1，把上述預處理后的巖心樣品放入夾持筒1內，并用環(huán)氧樹脂充填密封巖心樣品，進行密封。再用第一環(huán)套和第二環(huán)套分別連接固定夾持筒1的縱向兩端。

s2：把連接固定好的夾持筒1放入套筒4中，利用第一環(huán)套和第二環(huán)套外壁上的突起或螺紋卡入或旋入套筒4的卡槽或螺紋內，防止夾持筒1轉動。再把放入夾持筒1的套筒4的縱向兩端用第一端蓋5和第二端蓋6進行連接固定，得到上述完整的巖心夾持器11。

s3：將裝好巖心樣品的巖心夾持器11放入溫度控制箱401內，并將巖心夾持器11分別與壓力罐101、待測氣體罐201、鹽水罐202、氣液分離器601、602、氣體收集瓶、液體收集瓶等連接完整。同時，在相應的位置處設置好對應的閥門、流量計等部件。需要說明的是，上述巖心夾持器11可以立起放置在溫度控制箱內。如此，可以消除重力對確定過程的影響，相對于橫向放置巖心夾持器11，得到的最后結果會更加準確一點。

s4：檢測連接好的系統(tǒng)的氣密性，確定系統(tǒng)的氣密性沒有問題后，可以利用該系統(tǒng)具體確定某待測氣體對地層巖石的影響。

在本實施方式中，需要說明的是通過上述的氣體收集瓶、液體收集瓶可以對實驗后的氣體和液體進行回收。具體的，對于有利用價值的氣體或液體，可以從氣體收集瓶或液體收集瓶中回收剩余的氣體或液體進行重復利用；對于有毒有害的氣體或液體，可以通過氣體收集瓶或液體收集瓶收集對應的氣體或液體，達到避免直接排出、污染環(huán)境的技術效果。

在一個實施方式中，可以打開壓力罐101，通過壓力控制器301、氣控閥門901、902、903、904對巖心夾持器11進行充氣加壓。從而可以通過對巖心樣品施加軸向圍壓以模擬真實的地層環(huán)境中的壓力環(huán)境。在本實施方式中，可以加巖心夾持器中的壓強控制在20mpa。當然，也可以根據具體的地質環(huán)境，將壓強控制在氣體的數值。需要說明的是，在本實施方式中，上述壓力罐具101體可以是氮氣罐。上述壓力罐101具體可以通過四只運輸管，從四個方向對巖心夾持器11進行充氣加壓。從而可以更好地模擬出巖心的軸向圍壓，使得最后得到的結果更加準確。

在一個實施方式中，可以打開溫度控制箱401的電源406，通過內置的加熱部件405對巖心夾持器11進行升溫加熱，以模擬真實的地質環(huán)境中溫度。待達到預設溫度后進行保溫處理，將巖心夾持器維持在預設溫度范圍內。

在一個實施方式中，為了模擬地質環(huán)境中的水氣環(huán)境，可以打開待測氣體罐201和鹽水罐202向巖心夾持器11中充入一定量的鹽水和待測氣體的混合后的水氣，以模擬真實的水氣環(huán)境。其中，上述待測氣體罐201具體可以是二氧化碳罐。上述鹽水主要用于模擬地層環(huán)境中的地層水，其成分可以包括氯化鈉，也可以根據具體的地質環(huán)境加入氯化鈣、氯化鎂等物質。具體實施時，可以通過待測氣體增壓泵203、鹽水增壓泵204、待測氣體控制閥門905、鹽水控制閥門906、待測氣體調節(jié)器302、鹽水調節(jié)器303、待測氣體流量計805、鹽水流量計806控制待測氣體的流量和鹽水的流量。以使得待測氣體可以和鹽水按照預設比例混合，從而可以更好地模擬真實的地質環(huán)境中的地層水。需要說明的是，將待測氣體和鹽水混合后在輸入巖心夾持器可以更好的模擬真實的水氣環(huán)境。例如，如果待測氣體是二氧化碳，由于干的二氧化碳是沒有腐蝕性的，只有將二氧化碳和鹽水混合后再通過地層巖石才會引起化學反應，才能模擬地下反應情況。當然也可提前用鹽水浸泡巖心樣品，但這樣巖心樣品所含的鹽水一般會很少，再考慮到實驗時間一般較長，可能在施工過程中會出現鹽水不足的現象。因此，在本實施方式中將待測氣體與鹽水混合后再通過巖心夾持器11內。具體的，鹽水與待測氣體的比例可以是1：1。當然具體實施時，也可以根據具體的地質情況選擇其他合適的比例，例如1：2等。

在一個實施方式中，為了模擬水氣橫向通過巖心樣品，可以通過打開水氣控制閥門907，使得第二支管導通，第一支管關閉。如此，混合后的水氣可以橫向流過巖心樣品，從而可以確定橫向氣測滲透率和橫向液測滲透率中的一個或兩個。為了模擬水氣縱向通過巖心樣品，可以通過打開水氣控制閥門908，使得第二支管關閉，第一支管導通。如此，混合后的水氣可以縱向流過巖心樣品，從而可以確定縱向氣測滲透率和縱向液測滲透率中的一個或兩個。

在一個實施方式中，為了準確地確定滲透率，具體實施時，可以按照以下步驟執(zhí)行：

s1：實驗一段時間后，停止注入水氣，在保持壓力溫度不變的情況下，注入待測氣體30s以清除巖心樣品里的液體。需要說明的是，在本實施方式中，注入待測氣體用于出去樣品中液體的時間設置為30s，具體實施時可以根據具體情況設置合適的時間長度。對此，本申請不作限定。

s2：調節(jié)待測氣體增壓泵壓力到5mpa，持續(xù)注入待測氣體1min后停止注氣，通過收集氣體流量計801、803，測得該段時間的氣體流量。

s3：利用測得的氣體流量數據，根據達西公式可計算得到巖心樣品的橫向氣測滲透率。

需要說明的是也可以選擇停止注入待測氣體，在保持壓力溫度不變的情況下，調節(jié)鹽水增壓泵壓力到5mpa，持續(xù)注人鹽水1min后停止注液。再通過收集液體流量計測得該段時間的液體流量，利用測得的液體流量數據，根據達西公式可計算得到巖心樣品的橫向液測滲透率。關于確定巖心樣品的縱向氣測滲透率和巖心樣品縱向液測滲透率的過程與確定巖心樣品的橫向氣測滲透率和巖心樣品橫向液測滲透率的過程相似，可以參照上述確定巖心樣品的縱向氣測滲透率和巖心樣品縱向液測滲透率的過程執(zhí)行。對此，本申請不作贅述。

在本實施方式中，為了保證測得的滲透率準確，可以多次重復上述的確定滲透率的過程，以減少測試誤差，得到準確橫向滲透率或縱向滲透率。

在一個實施方式中，在測定所述巖心樣品的橫向氣測滲透率，和/或，所述巖心樣品的橫向液測滲透率后，為了進一步確定待測氣體對地測巖石的影響，可以對反應后的氣體、液體、固體結果物分別進行進一步的分析。因此，上述方法具體還可以包括以下幾個步驟。

根據所述巖心樣品的橫向氣測滲透率和/或所述巖心樣品的橫向液測滲透率，結合以下數據中至少之一確定所述待測氣體對所述待測巖心樣品的影響：所述離子分析結果、所述抗拉強度數據和所述抗壓強度數據。

其中，所述離子分析結果通過以下方式獲?。和ㄟ^液體收集瓶獲得反應后的液體結果物，并對所述液體結果物進行離子分析，得到所述離子分析結果；

所述抗拉強度數據和抗壓強度數據通過以下方式獲?。簭乃鰩r心夾持器中獲得反應后的固體結果物，并對所述固體結果物進行力學實驗，得到固體結果物的所述抗拉強度數據和抗壓強度數據。

在一個實施方式中，可以從巖心夾持器11中取出反應后的固體結果物，根據具體情況，可以進行常規(guī)力學實驗，例如，巖石抗拉強度試驗和抗壓強度試驗，以獲得抗壓強度值和抗壓強度值。也可以通過超聲波和高倍顯微鏡檢測巖心樣品的微觀結構，以獲取巖石微觀晶體形狀及內部孔隙的變化等數據。

在一個實施方式中，可以對液體結果物進行離子分析。通過離子分析可以確定是否有新生成物的成分生成。類似的，也可以對氣體結果物進行組分分析。通過組分分析可以確定是否有新生氣體產生。

需要說明的是，上述只列舉了在水氣橫向流經巖心樣品的情況下進一步分析的具體過程。水氣縱向流經巖心樣品的情況下進一步分析的具體過程與此類似，本申請不再追溯。

在本申請實施方式中，通過使用改進的巖心夾持器，并設計與該巖心夾持筒相應的系統(tǒng)裝置，用以更好地模擬地層中的地質環(huán)境(例如水氣環(huán)境、溫度環(huán)境等)和水氣流動過程，確定待測氣體對地層巖石影響，解決了現有的確定待測氣體對地層巖石影響方法中存在的確定結果不準確，操作繁瑣、費時的技術問題。

本說明書中的各個實施例均采用遞進的方式描述，各個實施例之間相同相似的部分互相參見即可，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處。尤其，對于系統(tǒng)實施例而言，由于其基本相似于方法實施例，所以描述的比較簡單，相關之處參見方法實施例的部分說明即可。

需要說明的是，上述實施方式闡明的系統(tǒng)、裝置、模塊或單元，具體可以由計算機芯片或實體實現，或者由具有某種功能的產品來實現。為了描述的方便，在本說明書中，描述以上裝置時以功能分為各種單元分別描述。當然，在實施本申請時可以把各單元的功能在同一個或多個軟件和/或硬件中實現。

此外，在本說明書中，諸如第一和第二這樣的形容詞僅可以用于將一個元素或動作與另一元素或動作進行區(qū)分，而不必要求或暗示任何實際的這種關系或順序。在環(huán)境允許的情況下，參照元素或部件或步驟(等)不應解釋為局限于僅元素、部件、或步驟中的一個，而可以是元素、部件、或步驟中的一個或多個等。

從以上的描述中，可以看出，本申請實施方式提供的確定待測氣體對地層巖石影響的系統(tǒng)和方法，通過在巖心夾持器的側壁和兩端設置氣孔，并設計與該巖心夾持器相應的系統(tǒng)裝置，用以更好地模擬地層中的地質環(huán)境(例如水氣環(huán)境、溫度環(huán)境等)和水氣流動(水氣橫向流動和水氣縱向流動)過程，確定待測氣體對地層巖石影響，解決了現有的確定待測氣體對地層巖石影響方法中存在的確定結果不準確，操作繁瑣、費時的技術問題；又通過在巖心夾持器的兩端和側壁分別設置對應的四個氣孔，進而可以通過改變使用不同的氣孔輸送水氣，用以模擬水氣的橫向流過，和/或，縱向流過地層巖石的具體過程，達到了利用一套系統(tǒng)，簡單、準確地確定橫向滲透率，和/或，縱向滲透率的技術效果；還通過先將待測氣體與鹽水混合后再輸入巖心夾持器，更加真實地模擬了相應的水氣環(huán)境，提高了確定結果的準確性。

在一個具體實施場景中，應用本申請實施方式提供確定待測氣體對地層巖石影響的系統(tǒng)/方法確定二氧化碳對地層巖心樣品的影響。具體可以參閱圖9的應用確定待測氣體對地層巖石影響的系統(tǒng)確定二氧化碳對地層巖石影響的流程示意圖。其中，二氧化碳對地層巖石的影響包括：二氧化碳驅油油田地層巖石在通入二氧化碳下橫縱向滲透率的變化情況，以及對地層微觀結構的變化影響。

準備過程：

s1：分析目標區(qū)域的地質環(huán)境包括：該區(qū)為溫度76℃；油層壓力平均19mpa；地層水礦化度為10536.2mg/l；對巖心樣品測得平均氣測縱向滲透率0.82md，橫向氣測滲透率1.13md，孔隙度15.2％。

s2：獲取巖心樣品：通過常規(guī)取芯工具獲得目標區(qū)域的巖心樣品。并對巖心樣品進行預處理，以更好匹配實驗裝置。具體的，巖心樣品的尺寸為φ25.4×100mm。

s3：設置兩組實驗，一組測量巖心樣品橫向滲透率隨時間的變化，一組測量縱向滲透率隨時間的而變化，測試時間為16天。并根據具體的實驗環(huán)境，設置要使用的鹽水、二氧化碳和環(huán)境條件：根據地層水礦物成分及含量室內配置形同礦化度鹽水，與co2按氣液摩爾比1:1混合后通入巖心樣品；根據現場溫度壓力，確定二氧化碳對地層巖石影響的過程中需要滿足的環(huán)境條件為：溫度76℃，壓力19mpa。

具體實驗流程：

一、組裝連接確定二氧化碳對地測巖石影響的系統(tǒng)

制作一個可以讓氣體橫向通過巖心夾持器11，該部件可以與其他功能單元協(xié)助模擬的不同地層環(huán)境條件；將該巖心夾持器夾11分別與氣液收集單元13，壓力供應單元16，水氣供應單元17，溫度控制單元19相連接，并在相關位置設置相應的流量計、增壓泵、調節(jié)器、控制閥門等裝置。具體可以包括以下步驟：

s1：準備巖心樣品，對巖心樣品進行編號預處理，整理好實驗裝備；

s2：打開夾持筒1，把整理好的巖心樣品放入夾持筒1內，并使用環(huán)氧樹脂充填縫隙處，以增加密封性，保證夾持器各個部分都不連通。具體實施時，當模擬二氧化碳流動橫向通過巖心樣品測試時，可以在夾持筒1的錐型空間和巖心樣品表面充填環(huán)氧樹脂；當模擬二氧化碳流動縱向通過巖心樣品測試時，可以在夾持筒1的方槽空間和巖心樣品表面要充填環(huán)氧樹脂。如此，可以使得壓力罐101使用的n2不通過巖心樣品。在本場景示例中，使用的壓力罐101為氮氣罐，使用的n2用來模擬底層圍壓19mpa；

s3：用第一環(huán)套2連接夾持筒1的進口端，第二環(huán)套3連接夾持筒1的出口端。把連接好的夾持筒1放入套筒4中，具體的，第一環(huán)套2上有突起可以卡入套筒4的卡槽內，以防止夾持筒轉動。第二環(huán)套3類似，也可以卡入套筒4的卡槽內；

s4：把放入夾持筒1的套筒4與第一端蓋5和第二端蓋6分別通過螺紋和螺母連接得到完整的巖心夾持筒11；

s5：將該巖心夾持器夾11分別與氣液收集單元13，壓力供應單元16，水氣供應單元17，溫度控制單元19相連接，并在相關位置設置相應的流量計、增壓泵、調節(jié)器、控制閥門等裝置。

在本場景示例中，將組裝好有巖心樣品夾持器11放入溫度控制箱401的置物臺404上。置物臺404用于放置巖心樣品夾持器，管線可通過溫度控制箱上端開口處402和下端開口處403進入溫度控制箱401內部。氮氣罐101用于提供氮氣，氮氣在實驗中可對巖心樣品施加圍壓。氮氣罐101設有氮氣罐增壓泵102和壓力控制器301，用于調節(jié)和控制氮氣壓力。氮氣罐提供的氮氣分為四條支管，經過四個并列的閥門分別從不同的連接口流入巖心樣品夾持器。具體的是：氮氣通過運輸管經過氣控閥門901，之后通過第四氣孔連接點704流入巖心樣品夾持器11；氮氣通過運輸管經過氣控閥門902，之后通過第二氣孔連接點703流入巖心樣品夾持器11；氮氣通過運輸管經過氣控閥門903，之后通過第三氣孔連接點702流入巖心樣品夾持器11；氮氣通運輸管經過氣控閥門904，之后通過第一氣孔連接點701流入巖心樣品夾持器11。二氧化碳氣罐201提供待測氣源，其上設有二氧化碳增壓泵203，可調節(jié)氣罐壓力，二氧化碳通過輸氣管經過待測氣體控制閥門905，之后經過二氧化碳調節(jié)器302(用于調節(jié)氣體流速)、二氧化碳流量計805(用于計量氣體流量大小)進入水氣管。鹽水罐202提供鹽水，其上設有鹽水增壓泵204，可調節(jié)鹽水壓力，鹽水通過輸液管經過鹽水控制閥門906，之后經過鹽水調節(jié)器302(用于調節(jié)鹽水流速)、鹽水流量計805(用于計量鹽水流量大小)進入水氣管。在水氣管中二氧化碳和鹽水混合后，混合后的水氣分成兩只支管，其中一只支管通過水氣管經過水氣控制閥門907，之后通過第二氣孔連接點702流入巖心樣品；另一只支管經過水氣控制閥門908，之后通過第一氣孔連接點701流入巖心樣品。反應后的氣液從巖心樣品夾持器11經過第四氣孔連接點704流出，經過收集氣液控制閥門909后，經氣液分離器601中分離，并通過收集氣流量計801計量收集氣的氣體流量，通過收集液流量計802計量收集液體的液體流量，最后流到氣體收集瓶501和液體收集瓶502；反應后的氣液也可以從巖心樣品夾持器11經過第二氣孔連接點703流出，經過收集氣液控制閥門910后，在氣液分離器602中分離，并通過收集氣流量計803計量收集氣的氣體流量，通過收集液流量計804計量收集液的液體流量，最后流到氣體收集瓶503和液體收集收集瓶504。

二、實驗測試

第一組：模擬二氧化碳流動橫向通過巖心樣品測試

(1)檢測裝置氣密性后，各閥門均關閉；

(2)首先，打開電源406，通過加熱片405加熱，溫度控制器304調節(jié)溫度到76℃，然后通過溫度控制箱401保溫；

(3)打開氣控閥門902和氣控閥門904，讓n2充填巖心夾持器11的環(huán)形空間內，給巖心樣品施加軸向圍壓，通過壓力調節(jié)器301調節(jié)壓力到19mpa后保持壓力；

(4)然后打開閥門909和閥門907，再打開閥門905和閥門906，開始調節(jié)二氧化碳調節(jié)器302和鹽水調節(jié)器303，使得輸出的二氧化碳和鹽水比例滿足摩爾氣液比1:1，然后開始注入二氧化碳和鹽水，在實驗過程中可通過流量計805和流量計806來計算氣液各自流量。

(5)實驗48h后，關閉閥門906停止注入鹽水，在保持圍壓溫度不變的情況下，注氣30s，目的是清除巖心樣品里的液體；調節(jié)增壓泵203壓力到19mpa，持續(xù)注入二氧化碳1min后停止注氣，通過流量計801可測得該段時間的氣體流量，由以上數據根據達西公式可計算的此時巖心樣品的橫向氣測滲透率?；蜻x擇關閉閥門905停止注入二氧化碳，在保持壓力溫度不變的情況下，調節(jié)增壓泵204壓力到19mpa，持續(xù)注液1min后停止注入鹽水，通過流量計802可測得該段時間的液體流量，由以上數據根據達西公式可計算的此時巖心樣品的橫向液測滲透率。

(6)測定滲透率后，調回增壓泵203或204，并打開閥門906或905，繼續(xù)進行流動實驗。

(7)每隔兩天，可再次重復步驟(5)和(6)，繼續(xù)測試，得到多組數據。

第二組：模擬二氧化碳流動縱向通過巖心樣品測試

(1)檢測裝置氣密性后，各閥門均關閉；

(2)首先，打開電源406，通過溫度控制調節(jié)器304調節(jié)溫度到76℃，然后通過溫度控制箱401保溫；

(3)打開閥門901和閥門904，讓n2充填巖心夾持器11的環(huán)形空間，給巖心樣品施加徑向圍壓19mpa，通過壓力調節(jié)器301調節(jié)壓力，達到19mpa后保持壓力；

(4)然后打開閥門910和閥門908，再打開閥門905和閥門906，開始調節(jié)二氧化碳調節(jié)器302和鹽水調節(jié)器303，以使得滿足摩爾氣液比1:1，然后開始注二氧化碳和鹽水，在實驗過程中可通過流量計805和流量計806來計算氣液各自流量。

(5)實驗后，關閉閥門906停止注液，在保持圍壓溫度不變的情況下，注氣30s，目的是清除巖心樣品里的液體；調節(jié)增壓泵203壓力到19mpa，持續(xù)注氣1min后停止注氣，通過流量計803可測得該段時間的氣體流量，由以上數據根據達西公式可計算的此時巖心樣品的橫向氣測滲透率?；蜻x擇關閉905停止注氣，在保持壓力溫度不變的情況下，調節(jié)增壓泵204壓力到5mpa，持續(xù)注液1min后停止注液，通過流量計804可測得該段時間的液體流量，由以上數據根據達西公式可計算的此時巖心樣品的縱向液測滲透率。

(6)測定滲透率后，調回增壓泵203或204，并打開閥門906或905，繼續(xù)進行流動實驗。

(7)每隔兩天，可再次重復步驟(5)和(6)，繼續(xù)測試，得到多數數據。

三、實驗后處理分析

(1)關閉電源和壓力供應單元，待冷卻后拆卸實驗裝置，回收氣體，取出試驗后巖心樣品。

(2)提取試驗后液體，進行離子液分析；結果發(fā)現兩組實驗的巖心樣品的離子液中ca離子濃度大幅度增加，而mg離子變化不大；在離子液分析過程中發(fā)現特殊離子fe離子，說明巖心樣品中有含fe礦物；

(3)整理匯總實驗所得滲透率，發(fā)現巖心樣品橫縱向滲透率隨二氧化碳通入時間增加而增加，在16天的時間內，縱向滲透率和橫向滲透率均增加；

(4)對實驗后巖心樣品(即實驗后的固體結果物)進行抗壓強度試驗，測得第一組實驗巖心樣品前后強度損失率為18.36％；第二組實驗巖心樣品強度損失率達到10.27％；

(5)使用掃描電鏡掃描試驗后巖心樣品，與實驗前對比，觀察巖心樣品微觀結構變化。被腐蝕部分的內部結構的電鏡照片表明，二氧化碳注入后巖心孔隙半徑都增大了，在巖心樣品內部產生了更大的孔隙，第一組實驗巖心樣品的粒間孔隙由實驗前30μm增加到70μm，第二組實驗巖心樣品的粒間孔隙由實驗前30μm增加到50μm。

經過室內實驗研究，測取了目標油田地層巖石在通入二氧化碳下橫縱向滲透率的變化情況，發(fā)現在通入二氧化碳會使巖心樣品滲透率增加，從地層微觀結構的變化來看體現為試驗后巖心樣品產生了較大的孔隙。

在本場景示例中，通過具體的實施過程中進一步發(fā)現使用改進后的巖心夾持器可以上述巖芯夾持器夾持巖心樣品，進行滲透率測試時，過程中不需重復取出巖心樣品；且由于巖心樣品在反應過程中未被取出，其位置不會發(fā)生變化，繼而在計算完滲透率后，可繼續(xù)進行流動實驗，從而可以完成連續(xù)取值；此外應用該系統(tǒng)還可以達到實驗時間短，節(jié)省巖心樣品，并且能更為真實模擬二氧化碳在地層巖石中的流動的效果。

在另一個具體實施場景中，應用本申請實施方式提供的巖心夾持器可以方便地測定得到不同情況下的縱向滲透率或者橫向滲透率。

具體的，為了模擬并測定二氧化碳等待測氣體依次縱向通過各段巖心樣品時的縱向氣測滲透率的變化，可以參閱圖10的應用本申請實施方式提供的巖心夾持器通過串聯(lián)測定縱向滲透率的示意圖。將多個巖心夾持器串聯(lián)，即相鄰兩個巖心夾持器間通過縱向上的第一氣孔或第二氣孔相連。如此，可以模擬待測氣體依次縱向通過巖心樣品的情況。其中，上述巖心樣品具體可選取為地下不同層段的或是同層段不同位置的巖心樣品。通過上述連接方式，可以在不變動裝置的情況下，通過依次測取每一組巖心樣品的縱向氣測滲透率，得到經過不同組巖心樣品后縱向氣測滲透率的變化情況。相較于使用普通的巖心夾持器，連接使用更加方便，可以有效地節(jié)約施工時間。當然，在本實施方式中，以測定縱向氣測滲透率為例進行說明，具體實施時，也可以應用上述連接方式測定上述情況下的縱向液測滲透率。

為了模擬并測定同樣的二氧化碳等待測氣體以同樣的條件同時縱向經過不同組巖心樣品的縱向氣測滲透率，以確定不同組巖心樣品對縱向氣測滲透率的影響，可以參閱圖11的應用本申請實施方式提供的巖心夾持器通過并聯(lián)測定縱向滲透率的示意圖。將多個巖心夾持器并聯(lián)，即相鄰兩個巖心夾持器間通過側向上的第三氣孔或第四氣孔相連。如此，可以模擬同樣的待測氣體在同樣的條件下同時縱向經過不同組巖心樣品的情況。通過上述連接方式，可以在不變動裝置的情況下，同時測取不同組巖心樣品的縱向氣測滲透率。相較于使用普通的巖心夾持器，連接使用更加方便，可以有效地節(jié)約施工時間。當然，在本實施方式中，以測定縱向氣測滲透率為例進行說明，具體實施時，也可以應用上述連接方式測定上述情況下的縱向液測滲透率。

為了模擬并測定二氧化碳等待測氣體依次橫向通過各段巖心樣品時的橫向氣測滲透率的變化，可以參閱圖12的應用本申請實施方式提供的巖心夾持器通過串聯(lián)測定橫向滲透率的示意圖。將多個巖心夾持器串聯(lián)，即相鄰兩個巖心夾持器間通過側向上的第三氣孔或第四氣孔相連。如此，可以模擬待測氣體依次橫向通過巖心樣品的情況。其中，上述巖心樣品具體可選取為地下不同層段的或是同層段不同位置的巖心樣品。通過上述連接方式，可以在不變動裝置的情況下，通過依次測取每一組巖心樣品的橫向氣測滲透率，得到經過不同組巖心樣品后橫向氣測滲透率的變化情況。相較于使用普通的巖心夾持器，連接使用更加方便，可以有效地節(jié)約施工時間。當然，在本實施方式中，以測定橫向氣測滲透率為例進行說明，具體實施時，也可以應用上述連接方式測定上述情況下的橫向液測滲透率。

為了模擬并測定同樣的二氧化碳等待測氣體在同樣的條件下同時橫向經過不同組巖心樣品的橫向氣測滲透率，以確定不同組巖心樣品對橫向氣測滲透率的影響，可以參閱圖13的應用本申請實施方式提供的巖心夾持器通過并聯(lián)測定橫向滲透率的示意圖。將多個巖心夾持器并聯(lián)，即相鄰兩個巖心夾持器間通過縱向上的第一氣孔或第二氣孔相連。如此，可以模擬同樣的待測氣體在同樣的條件下同時橫向經過不同組巖心樣品的情況。通過上述連接方式，可以在不變動裝置的情況下，同時測取不同組巖心樣品的橫向氣測滲透率。相較于使用普通的巖心夾持器，連接使用更加方便，可以有效地節(jié)約施工時間。當然，在本實施方式中，以測定橫向氣測滲透率為例進行說明，具體實施時，也可以應用上述連接方式測定上述情況下的橫向液測滲透率。

通過上述的場景示例，驗證了應用本申請實施方式提供的改進后的巖心夾持器確實可以解決原有巖心夾持器使用不便，功能有限的技術問題。而且可以根據施工要求，靈活地應用到各種對應的場景，達到方便操作、節(jié)約施工時間的技術效果。

盡管本申請內容中提到不同的確定待測氣體對地層巖石影響的系統(tǒng)或方法，但是，本申請并不局限于必須是行業(yè)標準或實施例所描述的情況等，某些行業(yè)標準或者使用自定義方式或實施例描述的實施基礎上略加修改后的實施方案也可以實現上述實施例相同、等同或相近、或變形后可預料的實施效果。應用這些修改或變形后的數據獲取、處理、輸出、判斷方式等的實施例，仍然可以屬于本申請的可選實施方案范圍之內。

雖然本申請?zhí)峁┝巳鐚嵤├蛄鞒虉D所述的方法操作步驟，但基于常規(guī)或者無創(chuàng)造性的手段可以包括更多或者更少的操作步驟。實施例中列舉的步驟順序僅僅為眾多步驟執(zhí)行順序中的一種方式，不代表唯一的執(zhí)行順序。在實際中的裝置或客戶端產品執(zhí)行時，可以按照實施例或者附圖所示的方法順序執(zhí)行或者并行執(zhí)行(例如并行處理器或者多線程處理的環(huán)境，甚至為分布式數據處理環(huán)境)。術語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、產品或者設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、產品或者設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，并不排除在包括所述要素的過程、方法、產品或者設備中還存在另外的相同或等同要素。

上述實施例闡明的裝置或模塊等，具體可以由計算機芯片或實體實現，或者由具有某種功能的產品來實現。為了描述的方便，描述以上裝置時以功能分為各種模塊分別描述。當然，在實施本申請時可以把各模塊的功能在同一個或多個軟件和/或硬件中實現，也可以將實現同一功能的模塊由多個子模塊的組合實現等。以上所描述的裝置實施例僅僅是示意性的，例如，所述模塊的劃分，僅僅為一種邏輯功能劃分，實際實現時可以有另外的劃分方式，例如多個模塊或組件可以結合或者可以集成到另一個系統(tǒng)，或一些特征可以忽略，或不執(zhí)行。

本領域技術人員也知道，除了以純計算機可讀程序代碼方式實現控制器以外，完全可以通過將方法步驟進行邏輯編程來使得控制器以邏輯門、開關、專用集成電路、可編程邏輯控制器和嵌入微控制器等的形式來實現相同功能。因此這種控制器可以被認為是一種硬件部件，而對其內部包括的用于實現各種功能的裝置也可以視為硬件部件內的結構?；蛘呱踔?，可以將用于實現各種功能的裝置視為既可以是實現方法的軟件模塊又可以是硬件部件內的結構。

本申請可以在由計算機執(zhí)行的計算機可執(zhí)行指令的一般上下文中描述，例如程序模塊。一般地，程序模塊包括執(zhí)行特定任務或實現特定抽象數據類型的例程、程序、對象、組件、數據結構、類等等。也可以在分布式計算環(huán)境中實踐本申請，在這些分布式計算環(huán)境中，由通過通信網絡而被連接的遠程處理設備來執(zhí)行任務。在分布式計算環(huán)境中，程序模塊可以位于包括存儲設備在內的本地和遠程計算機存儲介質中。

通過以上的實施方式的描述可知，本領域的技術人員可以清楚地了解到本申請可借助軟件加必需的通用硬件平臺的方式來實現。基于這樣的理解，本申請的技術方案本質上或者說對現有技術做出貢獻的部分可以以軟件產品的形式體現出來，該計算機軟件產品可以存儲在存儲介質中，如rom/ram、磁碟、光盤等，包括若干指令用以使得一臺計算機設備(可以是個人計算機，移動終端，服務器，或者網絡設備等)執(zhí)行本申請各個實施例或者實施例的某些部分所述的方法。

本說明書中的各個實施例采用遞進的方式描述，各個實施例之間相同或相似的部分互相參見即可，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處。本申請可用于眾多通用或專用的計算機系統(tǒng)環(huán)境或配置中。例如：個人計算機、服務器計算機、手持設備或便攜式設備、平板型設備、多處理器系統(tǒng)、基于微處理器的系統(tǒng)、置頂盒、可編程的電子設備、網絡pc、小型計算機、大型計算機、包括以上任何系統(tǒng)或設備的分布式計算環(huán)境等等。

雖然通過實施例描繪了本申請，本領域普通技術人員知道，本申請有許多變形和變化而不脫離本申請的精神，希望所附的權利要求包括這些變形和變化而不脫離本申請。