一種壓力傳遞實驗裝置及工藝方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種壓力傳遞實驗裝置及工藝方法，屬于巖石力學(xué)室內(nèi)試驗設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]頁巖油和頁巖氣是潛力巨大的非常規(guī)能源，具有廣闊的開發(fā)前景，近年來，由于頁巖油和頁巖氣的產(chǎn)量不斷增大，它在油氣田開發(fā)過程中占據(jù)的地位也越來越重要。由于鉆井過程中，頁巖具有不穩(wěn)定性，容易發(fā)生井壁坍塌等復(fù)雜事故，所以必須開展泥頁巖地層井壁穩(wěn)定性研究。同時，準(zhǔn)確測定泥頁巖滲透率和膜效率，對研究泥頁巖地層井壁穩(wěn)定具有重要意義。因此，需要針對泥頁巖開展壓力傳遞實驗，測量泥頁巖的滲透率和膜效率。
[0003]通常，泥頁巖的滲透率和膜效率是在室內(nèi)測試大尺寸巖心獲得的，一般巖樣的直徑大于25.4mm，而且測試樣品要有非常規(guī)則的形狀，如圓柱體或正方體。但是，對油田勘探開發(fā)而言，取自地下深部的巖心非常珍貴，滿足這些實驗條件的巖心樣品數(shù)量受到了大大的限制，因此，獲取測試巖樣成為泥頁巖滲透率和膜效率測試的主要難題之一。這就迫使人們開始尋求對測試樣品要求不太嚴(yán)格的測試方法，其中，利用鉆井過程中的掉塊開展壓力傳遞實驗測量泥頁巖的滲透率和膜效率具有很大的吸引力。與大尺寸規(guī)則的巖心樣品相t匕，鉆井過程中的掉塊非常容易獲取，可以開展大量的測試工作。因此，利用掉塊開展壓力傳遞實驗的研究和應(yīng)用在石油勘探開發(fā)過程中具有非常廣闊的前景。
[0004]到目前為止，從公開的文獻報道和實際應(yīng)用來看，還沒有以小尺寸、不規(guī)則的井壁掉塊進行壓力傳遞模擬試驗的裝置研究。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種壓力傳遞實驗裝置及工藝方法。
[0006]為了克服現(xiàn)有壓力傳遞實驗設(shè)備存在的實驗巖芯難以獲得的問題，本發(fā)明提供一種可以利用不規(guī)則掉塊進行壓力傳遞的實驗裝置。通過該裝置可以利用井壁掉塊完成壓力傳遞實驗，給出泥頁巖的滲透率和膜效率，為泥頁巖坍塌周期的預(yù)測提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，對指導(dǎo)現(xiàn)場鉆井施工具有重要意義。
[0007]一種壓力傳遞實驗工藝方法，含有以下步驟；
[0008]軸壓控制裝置作用在高壓釜的頂端，軸壓控制裝置和高壓釜固定在恒溫箱中，由溫度控制裝置控制實驗溫度；
[0009]底端入口壓力傳感器、頂端入口壓力傳感器和底端出口壓力傳感器都連接到數(shù)據(jù)采集裝置中，由數(shù)據(jù)采集裝置實時記錄實驗數(shù)據(jù)，繪制實驗曲線；
[0010]裝置與管線連接完成后，進行試驗，首先開啟供液裝置和孔壓控制裝置、打開底端入口截止閥和底端出口截止閥，關(guān)閉頂端入口截止閥，操作孔壓控制裝置向高壓釜里注入試液；
[0011]等到液體回收裝置中有大量液體滴出時，關(guān)閉底端入口截止閥，打開頂端入口截止閥，等到液體回收裝置中有大量液體滴出時，關(guān)閉底端出口截止閥，同時打開底端入口截止閥；
[0012]然后啟動軸壓控制裝置對試樣施加到軸壓和圍壓，再操作孔壓控制裝置施加壓力到原始地層壓力；
[0013]此時，關(guān)閉頂端入口截止閥，在繼續(xù)施加壓力到鉆井液的液柱壓力，并保持恒定；開啟恒溫箱，由溫度控制裝置調(diào)節(jié)溫度到地層溫度；
[0014]開啟數(shù)據(jù)采集裝置，實時記錄數(shù)據(jù)，繪制實驗曲線圖，即可以進行壓力傳遞實驗；
[0015]實驗結(jié)束時，需要進行泄壓操作，關(guān)閉孔隙壓力控制系統(tǒng)和軸壓控制裝置，同時將底端出口截止閥緩慢打開，讓流體慢慢的流出，直到無流體流出為止。
[0016]一種壓力傳遞實驗?zāi)M的實驗裝置，孔壓控制裝置連接供液裝置，孔壓控制裝置的另一端連接頂端入口截止閥、底端入口截止閥，頂端入口截止閥的另一端連接頂端入口壓力傳感器、頂端流體入口，底端入口截止閥的另一端連接底端入口壓力傳感器、底端流體入口，頂端入口壓力傳感器的另一端連接數(shù)據(jù)采集裝置，數(shù)據(jù)采集裝置連接底端出口壓力傳感器，底端出口壓力傳感器的另一端連接底端出口截止閥、底端流體出口，底端出口截止閥的另一端連接液體回收裝置，
[0017]高壓釜的結(jié)構(gòu):軸壓控制系裝置連接壓力室頂蓋，壓力室頂蓋連接壓力室筒體，壓力室筒體的下部連接底座，壓力室筒體的內(nèi)腔連接硅膠、多孔介質(zhì)板，硅膠的內(nèi)腔連接多孔介質(zhì)壓塊、試樣，底座的一側(cè)有底端流體入口，底座7的另一側(cè)有底端流體出口，底端流體出口的另一端、底端流體入口的另一端分別與壓力室筒體的內(nèi)腔中多孔介質(zhì)板的底部連接，壓力室頂蓋的一側(cè)有頂端流體入口，頂端流體入口的另一端連接壓力室筒體的內(nèi)腔中多孔介質(zhì)壓塊的上部，高壓釜安裝在恒溫箱內(nèi)，溫度控制裝置連接恒溫箱。
[0018]本發(fā)明的有益效果是:與現(xiàn)有的實驗裝置相比，可以在高溫高壓條件下，利用小尺寸的不規(guī)則掉塊開展壓力傳遞實驗，開擴了實驗材料的獲取途徑，降低了實驗材料的成本，增加了實驗材料的數(shù)量，同時，可以利用多次重復(fù)實驗，提高了實驗精度。
【附圖說明】
[0019]當(dāng)結(jié)合附圖考慮時，通過參照下面的詳細(xì)描述，能夠更完整更好地理解本發(fā)明以及容易得知其中許多伴隨的優(yōu)點，但此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，構(gòu)成本發(fā)明的一部分，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定，如圖其中:
[0020]圖1為本發(fā)明所提出的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖2為本發(fā)明的試驗裝置流程圖。
[0022]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。
【具體實施方式】
[0023]顯然，本領(lǐng)域技術(shù)人員基于本發(fā)明的宗旨所做的許多修改和變化屬于本發(fā)明的保護范圍。
[0024]實施例1:如圖1、圖2所示，一種壓力傳遞模擬試驗裝置，孔壓控制裝置12連接供液裝置11，孔壓控制裝置12的另一端連接頂端入口截止閥21、底端入口截止閥22，頂端入口截止閥21的另一端連接頂端入口壓力傳感器14、頂端流體入口 8，底端入口截止閥22的另一端連接底端入口壓力傳感器13、底端流體入口 9，頂端入口壓力傳感器14的另一端連接數(shù)據(jù)采集裝置15，數(shù)據(jù)采集裝置15連接底端出口壓力傳感器18，底端出口壓力傳感器18的另一端連接底端出口截止閥23、底端流體出口 10，底端出口截止閥23的另一端連接液體回收裝置20，
[0025]高壓釜的結(jié)構(gòu):軸壓控制系裝置16連接壓力室頂蓋1，壓力室頂蓋I連接壓力室筒體2，壓力室筒體2的下部連接底座7，壓力室筒體2的內(nèi)腔連接硅膠3、多孔介質(zhì)板6，硅膠3的內(nèi)腔連接多孔介質(zhì)壓塊4、試樣5，底座7的一側(cè)有底端流體入口 9，底座7的另一側(cè)有底端流體出口 10，底端流體出口 10的另一端、底端流體入口 9的另一端分別與壓力室筒體2的內(nèi)腔中多孔介質(zhì)板6的底部連接，壓力室頂蓋I的一側(cè)有頂端流體入口 8，頂端流體入口 8的另一端連接壓力室筒體2的內(nèi)腔中多孔介質(zhì)壓塊4的上部，高壓釜安裝在恒溫箱17內(nèi)，溫度控制裝置19連接恒溫箱17。
[0026]實施例2:如圖1、圖2所示，
[0027]一種壓力傳遞實驗裝置，主要由高壓釜、孔壓控制裝置12、軸壓控制系裝置16、溫度控制裝置19和數(shù)據(jù)采集裝置15等五部分組成。高壓釜是整個試驗系統(tǒng)的主體部分，主要由底座、壓力室筒體、多孔介質(zhì)板、多孔介質(zhì)壓塊、壓力室頂蓋等組成。
[0028]底座是帶有凸臺的圓柱體，在圓柱體的兩側(cè)有兩個圓孔，分別與凸臺的頂端有兩個圓孔相連通，在底座的上端放置的是壓力室筒體，壓力室筒體是兩端內(nèi)壁上開有凹槽的圓管物狀體，為了保證密封作用，在凹槽中放