[實用新型]一種頁巖水化作用強度定量評價裝置

有效

• 申請號: 201721533266.8
• 申請日: 2017-11-16
• 公開（公告）號: CN207439876U
• 公開（公告）日: 2018-06-01
• 發明（設計）人: 朱炬輝;錢斌;楊海;李軍龍;尹叢彬;王丹;陳明忠;李瑩;曾凌翔
• 申請（專利權）人: 中國石油集團川慶鉆探工程有限公司;中國石油天然氣集團公司
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08
• 代理公司: 成都天嘉專利事務所(普通合伙) 51211
• 代理人: 冉鵬程

本實用新型公開了一種頁巖水化作用強度定量評價裝置，涉及油氣儲層鉆完井、儲層增產改造以及巖土工程技術領域，包括巖心夾持系統、溫度控制系統、環壓控制系統、回壓控制系統和液艙壓力控制系統，巖心夾持系統包括巖心夾持器、巖心艙、液艙、攝像頭、注液通道和排空通道，巖心艙位于巖心夾持器中，巖心艙內設置所述液艙，液艙內放置有與數據采集分析器連接的攝像頭；液艙下端連接注液通道，上端連接所述排空通道。本實用新型能夠模擬頁巖儲層主壓裂完成后壓裂液返排前期時高溫、高壓環境下頁巖強制水化過程以及返排后期高溫、高壓環境下頁巖自發水化過程，同時可以進行常溫、常壓下頁巖等非常規儲層巖心的自發、強制、單面、多面水化過程。

技術領域

本實用新型涉及油氣儲層鉆完井、儲層增產改造以及巖土工程技術領域，確切地說涉及一種頁巖水化作用強度定量評價裝置。

背景技術

近年來頁巖等非常規油氣儲層的大規模開發極大緩解了我國能源壓力，水力壓裂是成功開采此類儲層的關鍵技術，而壓裂液返排階段是連接儲層主壓裂和油氣井生產的關鍵階段。由于頁巖等非常規儲層物性與砂巖等常規儲層物性相比其礦物組分不同、孔隙結構更加復雜，滲透率通常介于納達西與微達西之間，且發育有大量復雜的微裂紋系統，導致此類儲層比常規儲層的水化作用更加明顯。隨著國內四川、重慶等地頁巖氣的大規模開發，對評價儲層可壓性、制定增產改造技術方案、制定壓裂液返排工作制度、評價儲層壓后效果、數值模擬分析等都需要科學評價巖石水化作用強度，為定量評價巖石水化作用強度提出了新的技術要求。實驗室內模擬地層應力條件及溫度以及返排過程的強制、自發水化過程得到的巖石水化作用強度參數是目前最有效的方法。

目前，國內外尚未出現模擬頁巖儲層壓后返排過程的相關裝置或方法，且對巖石水化作用強度的研究多采用單一設備分開測試，無法在同一個設備中進行常溫、常壓及地層應力、溫度條件下巖石單面自發水化實驗、巖石多面自發水化實驗、巖石強制水化實驗，且現有設備均無法消除重力對水化作用的影響并且無法實現對巖石水化作用的定量評價以及實驗過程中對巖心端部的可視化，也無法模擬壓裂液返排過程，同時也無法驗證頁巖等非常規儲層微裂紋系統中是否存在液相支撐現象。

實用新型內容

本實用新型旨在克服現有技術中巖石滲吸實驗裝置功能單一、實驗結果不穩定、不能反應工程實際，不能定量評價巖石水化作用強度，不能實現實驗過程巖心端部的可視化，也不能模擬壓裂液返排過程等的不足，提供了一種頁巖水化作用強度定量評價裝置。

本實用新型是通過采用下述技術方案實現的：

一種頁巖水化作用強度定量評價裝置，包括巖心夾持系統、溫度控制系統、環壓控制系統、回壓控制系統、液艙壓力控制系統、自動計量系統、滲透率測試系統、常溫常壓巖心水化實驗系統、返排過程高溫高壓巖心水化模擬系統和實驗數據自動采集系統，其特征在于：所述的巖心夾持系統包括巖心夾持器、巖心艙、液艙、攝像頭、注液通道和排空通道，巖心艙位于巖心夾持器中，巖心艙內設置所述液艙，液艙內放置有與數據采集分析器連接的攝像頭；所述的液艙下端連接注液通道，上端連接所述排空通道。所述的液艙內放置有觀察巖心艙中巖心端面變化的藍寶石。

液艙內安裝壓力變送器，壓力變送器通過數據線與數據采集分析器相連。

所述的溫度控制系統包括加熱器、植入巖心艙的溫度傳感器、加熱絲以及保溫層，巖心夾持器置于加熱器內。

所述的環壓控制系統包括環壓跟蹤泵以及與之相連的排空閥，環壓跟蹤泵通過裝有控制閥的管線與巖心夾持器相連。

所述的回壓控制系統包括回壓泵、控制閥以及與控制閥相連的回壓緩沖器，回壓閥通過管線與巖心夾持器相連。

所述的液艙壓力控制系統包括恒速恒壓泵、中間容器、壓力變送器、以及控制閥，注液通道與恒速恒壓泵之間安裝有實驗液體的所述中間容器。

所述的計量系統它包括電子天平、下掛式電子天平、不銹鋼細棒、防水無彈性細線、盛液容器以及控制閥門。