[發(fā)明專利]頁巖氣擴(kuò)散能力測(cè)試系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611092918.9
• 申請(qǐng)日: 2016-12-01
• 公開（公告）號(hào): CN106769684B
• 公開（公告）日: 2019-08-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡志明;端祥剛;常進(jìn);李亞雄;安為國;吳國銘
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號(hào): G01N13/00
• 分類號(hào): G01N13/00
• 代理公司: 北京三友知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 黨曉林

本發(fā)明公開一種頁巖氣擴(kuò)散能力測(cè)試系統(tǒng)，包括：巖心夾持器，其用于放置巖心樣本；所述巖心夾持器具有第一端及第二端；圍壓施加機(jī)構(gòu)，其連接所述巖心夾持器；所述圍壓施加機(jī)構(gòu)用于向所述巖心樣本施加圍壓；第一容器，其內(nèi)部存儲(chǔ)有第一預(yù)定壓強(qiáng)的甲烷；所述第一容器與所述巖心夾持器的第一端相連通；第二容器，其內(nèi)部存儲(chǔ)有第二預(yù)定壓強(qiáng)的甲烷；所述第二容器與所述巖心夾持器的第二端相連通；所述第一預(yù)定壓強(qiáng)與所述第二預(yù)定壓強(qiáng)的壓差大于零且小于預(yù)定值；測(cè)量機(jī)構(gòu)，其能夠測(cè)量所述第一容器及所述第二容器的壓強(qiáng)值；與所述測(cè)量機(jī)構(gòu)連接的計(jì)算單元，其能夠根據(jù)所述第一容器及所述第二容器的壓強(qiáng)值確定氣體的擴(kuò)散信息。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及頁巖氣擴(kuò)散能力測(cè)試領(lǐng)域，尤其涉及在極小壓差條件下的一種頁巖氣擴(kuò)散能力測(cè)試系統(tǒng)。

背景技術(shù)

頁巖氣是蘊(yùn)藏于頁巖層可供開采的天然氣資源，頁巖氣是指賦存于富有機(jī)質(zhì)泥頁巖及其夾層中，以吸附和游離狀態(tài)為主要存在方式的非常規(guī)天然氣，成分以甲烷為主，是一種清潔、高效的能源資源和化工原料，中國的頁巖氣可采儲(chǔ)量較大，開采前景廣闊。

其中，頁巖氣藏流動(dòng)機(jī)理比較復(fù)雜，滲流和擴(kuò)散作用同時(shí)存在。頁巖氣儲(chǔ)層物性差，基質(zhì)孔喉直徑約為1～1000nm，其孔隙度在2％～5％變化，并且基質(zhì)滲透率極低，頁巖氣藏的巖性特性分析表明，其滲透率的范圍為10-9～10-3mD。

在如此低孔低滲的多孔介質(zhì)中，連續(xù)流動(dòng)假設(shè)不再適用，擴(kuò)散作用變得非常重要。在頁巖氣的現(xiàn)場(chǎng)開采過程中，頁巖基質(zhì)中存在的大量吸附氣和游離氣需要依靠擴(kuò)散作用，從基質(zhì)流入裂縫，并最終進(jìn)入生產(chǎn)井形成工業(yè)產(chǎn)量。因此，頁巖氣基質(zhì)擴(kuò)散作用規(guī)律的研究對(duì)于頁巖氣有效開發(fā)至關(guān)重要。

經(jīng)文獻(xiàn)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，目前還沒有專門針對(duì)頁巖氣在極小壓差條件下擴(kuò)散的實(shí)驗(yàn)研究，極其限制深入認(rèn)識(shí)近平衡態(tài)下擴(kuò)散機(jī)理和規(guī)律，阻礙了頁巖氣開采技術(shù)的發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種頁巖氣擴(kuò)散能力測(cè)試系統(tǒng)，以能夠測(cè)試出擴(kuò)散對(duì)頁巖氣流動(dòng)的影響，便于揭露出頁巖氣在巖層中變化的規(guī)律和機(jī)理，為頁巖氣藏現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)能力和開發(fā)措施提供依據(jù)。

本發(fā)明采用以下技術(shù)方案解決以上技術(shù)問題，該技術(shù)方案如下：

一種頁巖氣擴(kuò)散能力測(cè)試系統(tǒng)，包括：

巖心夾持器，其用于放置巖心樣本；所述巖心夾持器具有第一端及第二端；

圍壓施加機(jī)構(gòu)，其連接所述巖心夾持器；所述圍壓施加機(jī)構(gòu)用于向所述巖心樣本施加圍壓；

第一容器，其內(nèi)部存儲(chǔ)有第一預(yù)定壓強(qiáng)的甲烷；所述第一容器與所述巖心夾持器的第一端相連通；

第二容器，其內(nèi)部存儲(chǔ)有第二預(yù)定壓強(qiáng)的甲烷；所述第二容器與所述巖心夾持器的第二端相連通；所述第一預(yù)定壓強(qiáng)與所述第二預(yù)定壓強(qiáng)的壓差大于零且小于預(yù)定值；

測(cè)量機(jī)構(gòu)，其能夠測(cè)量所述第一容器及所述第二容器的壓強(qiáng)值；

與所述測(cè)量機(jī)構(gòu)連接的計(jì)算單元，其能夠根據(jù)所述第一容器及所述第二容器的壓強(qiáng)值確定氣體的擴(kuò)散信息。

作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述第一預(yù)定壓強(qiáng)與所述第二預(yù)定壓強(qiáng)的壓差大于零且小于1.5兆帕。

作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述測(cè)量機(jī)構(gòu)包括第一壓力傳感器、及第二壓力傳感器；所述第一壓力傳感器能夠測(cè)量所述第一容器的壓強(qiáng)；所述第二壓力傳感器能夠測(cè)量所述第二容器的壓強(qiáng)。

作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述第一容器與所述巖心夾持器之間通過第一管道相連接；所述第一壓力傳感器通過一三通閥與所述第一管道相連接。

作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述第二容器與所述巖心夾持器之間通過第二管道相連接；所述第二壓力傳感器通過一三通閥與所述第二管道相連接。