[發(fā)明專利]低滲透巖石滲透率非穩(wěn)態(tài)測定裝置及方法

有效

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• 申請日: 2013-11-25
• 公開（公告）號: CN103616322A
• 公開（公告）日: 2014-03-05
• 發(fā)明（設計）人: 范俊佳;柳少波;姜林;田華;宋巖;趙孟軍;方世虎;洪峰;馬行陟;樊陽
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 趙燕力

技術領域

本發(fā)明是關于石油、地質、礦業(yè)領域實驗室內用于致密砂巖、煤巖、泥巖、頁巖等低滲巖石滲透率的測定裝置及方法，尤其涉及一種低滲透巖石滲透率非穩(wěn)態(tài)測定裝置及方法。

背景技術

目前，致密砂巖氣、頁巖氣、煤層氣等低滲透氣藏的勘探與開發(fā)方面取得了一系列的進展，滲透率已經成為評價低滲儲層的關鍵參數之一。現有實驗室?guī)r心滲透率測定采用穩(wěn)態(tài)法，基本原理是依據達西定律（滲透率大于0.1mD的巖石滲透率測試主要是基于達西定律），計量一定壓力下通過巖心的流體流量，據達西公式計算滲透率。但是，采用這樣的測量裝置與方法在測量低滲巖心樣品（滲透率<0.1mD）時,因為巖石滲透率孔隙度低，孔隙間連通性差，往往流體無法通過，難以在短時間獲得穩(wěn)定流速，計量難度大，耗時長，精度低。

由此，本發(fā)明人憑借多年從事相關行業(yè)的經驗與實踐，提出一種低滲透巖石滲透率非穩(wěn)態(tài)測定裝置及方法，以克服現有技術的缺陷。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于提供一種低滲透巖石滲透率非穩(wěn)態(tài)測定裝置及方法，用以準確、高效的測定低滲巖心樣品的滲透率。

本發(fā)明的目的是這樣實現的，一種低滲透巖石滲透率非穩(wěn)態(tài)測定裝置，所述測定裝置包括一用于容置巖心樣品的巖心夾持器，所述巖心夾持器的側壁由管路連接于環(huán)壓泵；所述巖心夾持器的進口端設有進口管路，出口端設有出口管路；所述進口管路中依序設有進口壓力傳感器、進氣閥、調壓閥和氣缸；所述出口管路中依序設有出口壓力傳感器和放空閥；在所述進口管路中且位于巖心夾持器進口端與進口壓力傳感器之間由第一管道連通設有一個進口緩沖容器；在所述出口管路中且位于巖心夾持器出口端與出口壓力傳感器之間由第二管道連通設有一個出口緩沖容器；所述巖心夾持器進口端與第一管道之間設有第一閥門；所述第二管道中設有第二閥門；與巖心夾持器并聯(lián)設置一校驗回路，所述校驗回路中設有一校驗缸，校驗缸兩側分別設有第三閥門和第四閥門，所述校驗回路輸入端連接在第一管道與第一閥門之間的進口管路中，所述校驗回路輸出端連接在第二管道與巖心夾持器出口端之間的出口管路中；與所述校驗缸并聯(lián)設置一第五閥門。

在本發(fā)明的一較佳實施方式中，所述進口緩沖容器和出口緩沖容器分別由圓柱狀不銹鋼密封缸體構成；所述密封缸體上設有能拆卸的密封缸蓋；所述缸體內選擇地設置圓柱狀實心鋼塊。

在本發(fā)明的一較佳實施方式中，所述進口緩沖容器和出口緩沖容器內選擇地設置多個圓柱狀實心鋼塊。

在本發(fā)明的一較佳實施方式中，所述各實心鋼塊的厚度各不相同；各實心鋼塊的直徑與各緩沖容器的內徑相同。

在本發(fā)明的一較佳實施方式中，所述巖心樣品為直徑2.54cm的巖心鉆柱。

本發(fā)明的目的還可以這樣實現，一種低滲透巖石滲透率非穩(wěn)態(tài)測定方法，所述測定方法包括以下步驟：

1）關閉所有閥門；

2）將巖心樣品放入巖心夾持器中，并加載環(huán)壓；

3）打開氣缸、進氣閥和調壓閥，打開校驗回路中的第三閥門、第四閥門和第五閥門，打開巖心夾持器與進口緩沖容器之間的第一閥門，調節(jié)氣源壓力，在巖心夾持器進口端和出口端加載一定的壓力，使得氣體快速浸潤巖心夾持器中的低滲透巖心；由進口和出口壓力傳感器記錄此時壓力；

4）待進口端和出口端壓力穩(wěn)定后，關閉氣缸，關閉校驗回路中的第三閥門、第四閥門和第五閥門，打開放空閥調節(jié)壓力后再關閉放空閥，上游壓力向巖心夾持器下游傳遞；

5）待巖心夾持器上、下游壓力平衡后，根據上下游壓力變化計算巖心樣品滲透率。

在本發(fā)明的一較佳實施方式中，當巖心孔隙度>3%時，采用非穩(wěn)態(tài)瞬時脈沖法測量巖心滲透率；在上述步驟4）中，在關閉放空閥之后，同時打開第二閥門，由進口壓力傳感器和出口壓力傳感器分別記錄巖心夾持器進口與出口壓力隨時間變化的壓力值；在上述步驟5）中，待進、出口壓力示數相等時，得到進、出口壓力隨時間的變化曲線，計算巖心夾持器進、出口壓差變化的對數與時間的關系的斜率；由公式計算巖心樣品滲透率K(10^-3μm²)；