一種巖心水鎖解除能力評價裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于油氣田開發(fā)領(lǐng)域，具體涉及一種巖心水鎖解除能力評價裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整與非常規(guī)能源的不斷開發(fā)，非常規(guī)資源開發(fā)經(jīng)驗也不斷成熟。水力壓裂在非常規(guī)油藏開發(fā)中發(fā)揮了巨大作用。以砂巖為代表的常規(guī)儲層滲透率高，孔隙度大，孔喉結(jié)構(gòu)相對簡單，并且?guī)r石基質(zhì)二氧化硅含量高，壓裂液進入此類巖石后會堵塞氣體流動通道，形成水鎖傷害。故針對常規(guī)砂巖油藏，加強返排是研究的重點之一。但是在非常規(guī)儲層，特別是頁巖氣儲層中不但基質(zhì)微納米孔隙發(fā)育而且含有大量粘土礦物，具有強大的毛管力和化學(xué)勢，壓裂液自發(fā)進入儲層的現(xiàn)象不容忽視。該自發(fā)滲吸作用主要有兩方面機理，一是水鎖解除機理，二是微觀驅(qū)替機理。水鎖解除機理是頁巖儲層特有的重要機理。當(dāng)對儲層實施網(wǎng)狀壓裂時，微裂縫內(nèi)會充入大量壓裂液，進而導(dǎo)致頁巖氣流動通道被堵塞。但是，隨著時間不斷延長，微裂縫內(nèi)的壓裂液被巖石基質(zhì)內(nèi)的復(fù)雜孔隙網(wǎng)絡(luò)和粘土礦物吸收后，被壓裂液堵塞的孔隙會逐漸實現(xiàn)水鎖自我解除。因此，評價巖心水鎖自我解除的能力非常重要。目前，并沒有合適的儀器能夠?qū)r心的水鎖解除能力進行定量評價。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種巖心水鎖解除能力評價裝置，該裝置能夠?qū)崿F(xiàn)對巖心水鎖能力的定量評價。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為:
[0005]—種巖心水鎖解除能力評價裝置，其結(jié)構(gòu)包括氮氣瓶、氣源閥、恒壓室、上游壓力傳感器、壓差傳感器、下游壓力傳感器、下游閥門、注水閥門、注水栗、巖心夾持器、圍壓壓力傳感器、圍壓閥、圍壓栗、微流量計，其特征在于，當(dāng)氣源閥開啟時，所述的氮氣瓶作為氣源向恒壓室充入氮氣，所述的恒壓室能保持上游壓力相對恒定，所述的氣源閥控制氮氣瓶和恒壓室之間管線的連通狀態(tài)，所述的上游壓力傳感器位于恒壓室與巖心夾持器之間的管線上，能測量該段管線內(nèi)的氣體壓力，所述的壓差傳感器兩端管線與巖心夾持器兩端管線連接，能精確計量巖心夾持器內(nèi)巖心兩端氣體壓力差，所述的微流量計位于巖心夾持器出口處，能夠測量通過巖心的氣體流量，所述的下游壓力傳感器位于微流量計下游管線上，能夠測量該段管線內(nèi)的氣體壓力，所述的下游閥門位于下游壓力傳感器下游管線上，注水栗出口管線上有注水閥門，出口管線連接巖心夾持器左端，所述的注水栗能向巖心夾持器內(nèi)的巖心左端注入去離子水，所述的圍壓栗出口管線連接于巖心夾持器側(cè)壁，能夠向巖心夾持器中的巖心施加圍壓，圍壓壓力傳感器和圍壓閥位于圍壓栗出口管線上，其中圍壓壓力傳感器能顯示圍壓壓力值，圍壓閥能控制圍壓栗出口管線連通狀態(tài)。
[0006]本發(fā)明的設(shè)計原理:
[0007]水鎖解除能力具體來說是巖心被壓裂液浸泡后，滲透率恢復(fù)的能力。在本實驗裝置中，氣源使用氮氣氣源。為保證巖心上游端壓力相對恒定，使用恒壓室以緩沖氣體的壓縮性。而下游與大氣壓聯(lián)通，因而能保證巖心兩端壓差保持相對穩(wěn)定。考慮到測量精度的不同，當(dāng)巖心上下游壓力差較大時使用上游壓力傳感器和下游壓力傳感器讀數(shù)，當(dāng)兩壓力傳感器示數(shù)基本穩(wěn)定時，再采用高精度的壓差傳感器讀數(shù)。微流量計能夠測量通過巖心的氣體體積流量。根據(jù)達西定律，就能計算巖心的滲透率。
[0008]在此基礎(chǔ)上，使用注水栗向巖心室注入壓裂液，模擬壓裂過程中巖石基質(zhì)與壓裂液接觸過程。此時由于頁巖微裂縫的水鎖效應(yīng)，巖心滲透率會顯著降低。此后關(guān)閉注水閥門，巖石基質(zhì)逐漸吸收裂縫中的壓裂液，水鎖效應(yīng)會逐漸解除。每隔一段時間測得巖心滲透率，通過研究滲透率隨時間的變化關(guān)系便能評價巖心的水鎖解除能力。
[0009]本發(fā)明的有益效果:
[0010]由上述的原理設(shè)計可看出，本發(fā)明提供的一種巖心水鎖解除能力評價裝置能夠準確評價巖心的水鎖解除能力。并且該裝置有技術(shù)簡單、可行性好、易于維護的特點。
【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明實施例1的一種巖心水鎖解除能力評價裝置的示意圖。圖中:I氮氣瓶，2氣源閥，3恒壓室，4上游壓力傳感器，5壓差傳感器，6下游壓力傳感器，7下游閥門，8注水閥門，9注水栗，10巖心夾持器，11圍壓壓力傳感器，12圍壓閥，13圍壓栗，14微流量計。
【具體實施方式】
[0012]實施例1
[0013]—種巖心水鎖解除能力評價裝置，其結(jié)構(gòu)包括氮氣瓶1、氣源閥2、恒壓室3、上游壓力傳感器4、壓差傳感器5、下游壓力傳感器6、下游閥門7、注水閥門8、注水栗9、巖心夾持器10、圍壓壓力傳感器11、圍壓閥12、圍壓栗13、微流量計14，其特征在于，當(dāng)氣源閥2開啟時，所述的氮氣瓶I作為氣源向恒壓室3充入氮氣，所述的恒壓室3能保持上游壓力相對恒定，所述的氣源閥2控制氮氣瓶I和恒壓室3之間管線的連通狀態(tài)，所述的上游壓力傳感器4位于恒壓室3與巖心夾持器10之間的管線上，能測量該段管線內(nèi)的氣體壓力，所述的壓差傳感器5兩端管線與巖心夾持器10兩端管線連接，能精確計量巖心夾持器10內(nèi)巖心兩端氣體壓力差，所述的微流量計14位于巖心夾持器10出口處，能夠測量通過巖心的氣體流量，所述的下游壓力傳感器6位于微流量計14下游管線上，能夠測量該段管線內(nèi)的氣體壓力，所述的下游閥門7位于下游壓力傳感器6下游管線上，注水栗9出口管線上有注水閥門8，出口管線連接巖心夾持器10左端，所述的注水栗9能向巖心夾持器10內(nèi)的巖心左端注入去離子水，所述的圍壓栗13出口管線連接于巖心夾持器10側(cè)壁，能夠向巖心夾持器10中的巖心施加圍壓，圍壓壓力傳感器11和圍壓閥12位于圍壓栗13出口管線上，其中圍壓壓力傳感器11能顯示圍壓壓力值，圍壓閥12能控制圍壓栗13出口管線連通狀態(tài)。
[0014]本發(fā)明中涉及的未說明部分與現(xiàn)有技術(shù)相同或采用現(xiàn)有技術(shù)加以實現(xiàn)。
【主權(quán)項】
1.一種巖心水鎖解除能力評價裝置，其結(jié)構(gòu)包括氮氣瓶(1)、氣源閥(2)、恒壓室(3)、上游壓力傳感器(4)、壓差傳感器(5)、下游壓力傳感器(6)、下游閥門(7)、注水閥門(8)、注水栗(9)、巖心夾持器(10)、圍壓壓力傳感器(11)、圍壓閥(12)、圍壓栗(13)、微流量計(14)，其特征在于，所述的氮氣瓶(I)作為氣源向恒壓室(3)充入氮氣，所述的氣源閥(2)控制氮氣瓶(I)出口端管線連通狀態(tài)，所述的恒壓室(3)能保持上游壓力相對恒定，所述的氣源閥(2)控制氮氣瓶(I)和恒壓室(3)之間管線的連通狀態(tài)，所述的上游壓力傳感器(4)位于恒壓室(3)與巖心夾持器(10)之間的管線上，能測量該段管線內(nèi)的氣體壓力，所述的壓差傳感器(5)兩端管線與巖心夾持器(10)兩端管線連接，能精確計量巖心夾持器(10)內(nèi)巖心兩端氣體壓力差，所述的微流量計(14)位于巖心夾持器(10)出口處，能夠測量通過巖心的氣體流量，所述的下游壓力傳感器(6)位于微流量計(14)下游管線上，能夠測量該段管線內(nèi)的氣體壓力，所述的下游閥門(7)位于下游壓力傳感器(6)下游管線上，注水栗(9)出口管線上有注水閥門(8)，出口管線連接巖心夾持器(10)左端，所述的注水栗(9)能向巖心夾持器(10)內(nèi)的巖心左端注入去離子水，所述的圍壓栗(13)出口管線連接于巖心夾持器(10)側(cè)壁，能夠向巖心夾持器(10)中的巖心施加圍壓，圍壓壓力傳感器(11)和圍壓閥(12)位于圍壓栗(13)出口管線上，其中圍壓壓力傳感器(11)能顯示圍壓壓力值，圍壓閥(12)能控制圍壓栗(13)出口管線連通狀態(tài)。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種巖心水鎖解除能力評價裝置，其特征在于，當(dāng)氣源閥開啟時，所述的氮氣瓶作為氣源向恒壓室充入氮氣，所述的恒壓室能保持上游壓力相對恒定，所述的壓差傳感器能精確計量巖心夾所述的持器內(nèi)巖心兩端壓力差，當(dāng)注水閥門開啟時，所述的注水泵能向巖心夾持器內(nèi)的巖心左端注入去離子水，所述的微流量計能夠測量通過巖心的氣體流量，當(dāng)圍壓閥開啟時，所述的圍壓泵能夠向巖心夾持器中的巖心施加圍壓，圍壓壓力傳感器能顯示圍壓壓力值，所述的下游閥門能控制巖心右端與大氣的連通狀態(tài)。通過測量巖心接觸水后滲透率隨時間的變化規(guī)律，達到評價巖心水鎖能力的目的。
【IPC分類】G01N15/08
【公開號】CN105628578
【申請?zhí)枴緾N201510952005
【發(fā)明人】申潁浩, 葛洪魁, 李曹雄, 任凱, 楊志輝, 宿帥
【申請人】中國石油大學(xué)(北京)
【公開日】2016年6月1日
【申請日】2015年12月21日