[發明專利]一種三軸滲透率測試方法

有效

• 申請號: 201810097034.5
• 申請日: 2018-01-31
• 公開（公告）號: CN108414418B
• 公開（公告）日: 2020-08-25
• 發明（設計）人: 劉世奇;黃華州;杜藝;周效志;桑樹勛;王恬;方輝煌;王冉
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08
• 代理公司: 北京淮海知識產權代理事務所(普通合伙) 32205
• 代理人: 尹清靜

本發明公開了一種三軸滲透率測試方法，屬于煤層氣開采領域，由模型系統(1)盛裝巖樣和施加壓力脈沖，由氣體控制系統(2)向模型系統(1)提供試驗氣體，由溫度控制系統(3)控制模型系統(1)溫度，由三軸加載系統(4)向模型系統(1)巖心夾持器施加圍壓和軸壓，由抽真空系統(5)對試驗裝置抽真空，由氣體樣品采集系統(6)檢測試驗后氣體組分，由電氣控制及監控系統對試驗過程進行監控；具體步驟為：試樣裝罐、氣密性檢查、進行滲透率測試、試驗系統清理。本發明能夠在實驗室內模擬深部地層高溫高壓環境，通過在巖樣入口端施加壓力脈沖，計算壓力脈沖的衰減數據得到巖樣滲透率。本發明測試效率高、受外界干擾小，測試結果更加準確。

技術領域

本發明涉及一種試驗方法，特別是涉及一種三軸滲透率測試方法，屬于煤層氣開采領域。

背景技術

煤層氣(煤礦瓦斯)、頁巖氣是新型的高效潔凈能源。煤層氣和頁巖氣開發對緩解我國油氣資源緊張現狀、減輕礦井災害程度、減少溫室氣體排放等具有重要意義，是我國增強能源自主保障能力與調整優化能源結構的重要途徑。我國煤層氣、頁巖氣資源豐富，2000m 以淺的煤層氣儲量達到36.81×10¹²m³，頁巖氣儲量高達30×10¹²m³以上，開發潛力巨大。然而我國煤層氣、頁巖氣開發利用率偏低，制約其開發的一個重要因素是煤層與頁巖屬于致密巖層，滲透率總體偏低，加之我國地質構造條件復雜，煤層氣、頁巖氣難以被有效產出。

對巖樣滲透率的理論研究對煤層氣與頁巖氣的實際生產具有重要的意義，現有實驗室進行滲透率測試的方法，對于煤層及頁巖等致密巖石，試驗效率較低、試驗過程易受環境溫度影響，測試結果誤差相對較大。因此，設計一種適用于煤層及頁巖等致密巖石的高效準確的滲透率測試方法具有重要的理論及實際生產指導意義。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提供一種三軸滲透率測試方法，能夠在實驗室內模擬深部底層高溫高壓環境，通過在巖樣入口端施加壓力脈沖，測量壓力脈沖在巖樣中的衰減數據，即可計算得出巖樣的滲透率。本發明測試效率高、測試過程受外界的干擾小，測試結果更加準確。

為了達到上述目的，本發明采用如下技術方案：一種三軸滲透率測試方法，所使用的試驗裝置包括：用于盛裝巖樣和施加壓力脈沖的模型系統、用于向模型系統提供試驗用氣體的氣體控制系統、用于控制模型系統溫度并使其保持恒溫的溫度控制系統、用于向模型系統內巖心夾持器施加圍壓和軸壓的三軸加載系統、用與對試驗裝置抽真空的抽真空系統、用于收集并檢測試驗后氣體組分的氣體樣品采集系統和電氣控制及監控系統；具體步驟如下：

a)試樣裝罐：對巖樣進行平衡水分或平衡油分處理；接通模型系統、氣體控制系統、溫度控制系統、三軸加載系統、抽真空系統、氣體樣品采集系統和電氣控制及監控系統的管路和線路；打開巖心夾持器，將用游標卡尺測量過的巖樣放入巖心夾持器的樣品室內，放入前，在巖樣上放置應變片，放置好后，將密封好的巖心夾持器放置在溫度控制系統內的電加熱套內；