[發明專利]一種基于電容耦合的自發滲吸測量裝置

有效

• 申請號: 201811228767.4
• 申請日: 2018-10-22
• 公開（公告）號: CN109253961B
• 公開（公告）日: 2020-05-15
• 發明（設計）人: 李曹雄;申潁浩;葛洪魁;吳金橋;張鋒三;史鵬;張軍濤;朱兆鵬;劉光玉;趙晨旭
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（北京）
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 關暢;王春霞

本發明公開了一種基于電容耦合的自發滲吸測量裝置。該測量裝置包括圍壓控制系統、電導率監測系統和液面控制系統；圍壓控制系統用于對巖心施加圍壓；液面控制系統用于向巖心注入液體；電導率監測系統包括信號發生和處理系統和電極；信號發生和處理系統包括依次電連接的交流激勵源、感性模塊、信號處理系統和處理成像和控制系統；電極為若干對間隔分布于巖心表面的激勵電極和檢測電極，激勵電極與感性模塊電連接，檢測電極與信號處理系統電連接。本發明裝置結構簡單，易于實現，能實時監測巖心自發滲吸過程中飽和度隨時間變化情況，可以使用于從活塞式驅替到非活塞式驅替的多種自發滲吸驅替模式；能夠實時生成巖石表面和內部的飽和度云圖。

技術領域

本發明涉及一種基于電容耦合的自發滲吸測量裝置，屬于油氣田開發工程及多孔介質滲流機理研究領域。

背景技術

在非常規油氣資源開發中，常常使用壓裂作業以壓開地層，增加地層導流效果，進而提高產量。在壓裂過程中需要向地層注入大量水。由于非常規儲層中毛管力、鹽濃度壓差等影響導致自發滲吸效應明顯。巖石的自發滲吸特性是儲層的重要參數之一。為油氣藏篩選、儲層評價、技術應用和提高油氣產能提供理論依據。

目前研究巖石的自發滲吸特性的方法為：巖樣加工成標準巖樣之后，將巖樣放置于密閉的巖心筒內，可以測量巖石的吸水情況。具體來說，將巖心筒內浸水，并在筒的一端接一根可以計量水的高度的玻璃管，并使用攝像機針對玻璃管內液面高度進行監測。當巖樣吸水以后，玻璃管內的液面高度下降。記錄液面下降高度隨時間的變化，再通過玻璃管橫截面積與液面下降高度的乘積，計算巖石吸入水的質量隨時間的變化。上述方法存在如下缺點：首先，該方法一般通過攝像機記錄頁面變化，人為誤差因素明顯。其次，巖石自發吸水量如果不大，該方案的誤差缺陷會顯而易見，因為玻璃管的直徑受制造工藝限制，如果太粗則液面變化不明顯，如果太細則玻璃管本身就會產生毛管效應，使水面上升高度太高，另外玻璃管上部必須與大氣連通，則不可避免地有管內水分蒸發，影響實驗結果。再次，巖石在吸水過程中會將巖石內部的氣體以氣泡形式排驅出來，從實驗儀器的結構上看，并不能保證氣泡從細玻璃管中排出，影響了實驗的精度。最后，該裝置只能研究整個巖心吸入水的質量隨時間的變化。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于電容耦合的自發滲吸測量裝置，該裝置通過利用串聯諧振時感性成分可以消除容性成分的原理，對自發滲吸過程中巖心電導率進行實施監測，進而掌握巖心上的飽和度分布隨時間的變化，實時的掌握被測樣品的吸水速率以及吸水量等，更加準確表征致密巖心的自發滲吸規律，為現場施工提出指導性建議，也為儲層評價提供合理依據。

本發明所提供的基于電容耦合的自發滲吸測量裝置，包括圍壓控制系統、電導率監測系統和液面控制系統；

所述圍壓控制系統用于對巖心施加圍壓；

所述液面控制系統用于向所述巖心注入液體；

所述電導率監測系統包括信號發生和處理系統和電極；

所述信號發生和處理系統包括依次電連接的交流激勵源、感性模塊、信號處理系統和處理成像和控制系統；

所述電極為若干對間隔分布于巖心表面的電連接的激勵電極和檢測電極，所述激勵電極與所述感性模塊電連接，所述檢測電極與所述信號處理系統電連接；