[實用新型]現(xiàn)場頁巖巖心浸水實驗裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201821016772.4
• 申請日: 2018-06-29
• 公開（公告）號: CN208473854U
• 公開（公告）日: 2019-02-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張永貴;潘偉義;蘇坤;胡宗全;趙春鵬;陳剛;馮動軍;王海濤;趙清民;郎東江
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油勘探開發(fā)研究院
• 主分類號: E21B49/00
• 分類號: E21B49/00
• 代理公司: 北京思創(chuàng)畢升專利事務(wù)所 11218
• 代理人: 孫向民;廉莉莉

本實用新型公開了一種現(xiàn)場頁巖巖心浸水實驗裝置，包括：容器，容器的側(cè)壁透明，容器的頂部設(shè)有敞口，底部設(shè)有排水口；多個攝像模塊，多個攝像模塊方向可調(diào)的設(shè)置于容器的上部；多個照明模塊，多個照明模塊設(shè)置于容器內(nèi)；巖心支架設(shè)置于容器內(nèi)，巖心支架的寬度可調(diào)節(jié)；容器內(nèi)盛放浸水實驗用水，巖心放置于巖心支架上，調(diào)整拍攝方向和照明亮度，實現(xiàn)多方位角度的拍攝，可以實現(xiàn)清晰、穩(wěn)定地觀察和記錄巖心中剩余氣逸出的強度、溢出氣泡點的數(shù)量、頻率及其在巖心上的位置和橫向變化，并可直觀地判斷頁巖儲層的儲集性能，評價頁巖儲層頁理縫的發(fā)育程度的優(yōu)劣以及非均值程度，用于頁巖氣勘探開發(fā)選區(qū)、選層評價和產(chǎn)能評價，提高頁巖氣勘探開發(fā)效益。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于油氣田勘探開發(fā)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種現(xiàn)場頁巖巖心浸水實驗裝置。

背景技術(shù)

頁巖儲層基質(zhì)孔隙以納米級為主，孔隙直徑一般小于100nm，滲透率一般小于0.003mD。因此，不同于常規(guī)氣層，含氣頁巖其巖心在取出地面后，在巖心中仍殘留天然氣。通過研究頁巖巖心剩余含氣量，可以獲得評價頁巖氣藏和頁巖儲層的許多指標。

頁理發(fā)育是頁巖儲層的典型特征。頁理是在頁巖中發(fā)育的水平層理，其厚度小于1cm，由沉積成巖作用形成，層面代表了短暫的無沉積或沉積作用突然變化的間斷面。頁理是頁巖沿層理方向易剝裂成頁片的性質(zhì)，是由于層狀粘土礦物水平定向排列而具有易剝裂性的結(jié)果，頁巖水平方向滲透率一般遠大于垂直方向滲透率，認為頁理縫對頁巖儲層的水平滲透率起主導(dǎo)作用。

頁巖巖心浸水實驗就是利用巖心中殘留天然氣來評價頁巖的儲集性能和儲層結(jié)構(gòu)。頁巖巖心浸水實驗是指將剛剛?cè)〕龅孛娴捻搸r巖心，清洗泥漿后放入干凈的清水中，觀察頁巖氣由頁巖巖心表面逸出形成氣泡的狀況。

觀察多個地區(qū)頁巖巖心浸水實驗資料發(fā)現(xiàn)，頁巖巖心剩余氣沿巖心表面逸出并形成氣泡的狀況和強度與頁巖的儲集性能密切相關(guān)，頁巖含氣量大，滲透性好，在頁巖表面形成的氣體溢出點密集分布，形成的氣泡體積大，在水中向上運動的速度快；反之，滲透性小、產(chǎn)量低的頁巖儲層，氣體在巖心表面溢出點稀疏，氣泡體積小，氣泡運動的速度慢。

觀察浸水實驗同時發(fā)現(xiàn)，頁巖氣從巖心表面逸出點并不是均勻分布的，而是沿巖心表面的某一點持續(xù)地逸出，表明浸水實驗氣泡冒出的方式反映了儲層結(jié)構(gòu)，氣泡溢出點的密集程度反映了儲層縱向非均質(zhì)程度。

研究認為應(yīng)力釋放可使得封閉的頁理縫開啟成為流體運移的通道，據(jù)高倍顯微鏡觀察分析，浸水實驗氣體溢出點與頁理縫張開度較大的端點相對應(yīng)。

綜合上述分析，通過現(xiàn)場頁巖巖心浸水實驗可以直觀地判斷頁巖儲層的儲集性能，其巖心表面逸出氣泡的頻率可反映頁理縫的發(fā)育強度。這種實驗在現(xiàn)場也得到了應(yīng)用，但是目前的浸水實驗沒有專用的儀器和裝置，其過程就是將剛出井的頁巖巖心清洗后置入盛水的普通魚缸，利用手機或其它攝錄設(shè)備對頁巖巖心中剩余氣沿巖心表面逸出形成氣泡的狀況拍攝視頻，如俞雨溪(中國石油大學(xué)(華東)碩士論文，2013年)和肖紅平(天然氣地球科學(xué)，2016，27(10))均采用此種方法開展現(xiàn)場實驗。由于簡易裝置錄像視頻不穩(wěn)定，缺乏光源，也沒有標尺度量氣泡逸出頻率及其在巖心上的位置和橫向變化，視頻含有的可利用的有效信息少，在頁巖氣藏勘探開發(fā)的實際工作中，這些視頻實驗資料也未得到有效利用，因此需要發(fā)明專用的現(xiàn)場頁巖巖心浸水實驗裝置。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，研制一套現(xiàn)場頁巖巖心浸水實驗專用裝置，用于清晰、穩(wěn)定地觀察和記錄巖心中剩余氣逸出的強度、溢出氣泡點的數(shù)量和頻率及其在巖心上的位置和橫向變化。

為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供一種現(xiàn)場頁巖巖心浸水實驗裝置，包括：

容器，所述容器的側(cè)壁透明，所述容器的頂部設(shè)有敞口，底部設(shè)有排水口；

多個攝像模塊，所述多個攝像模塊方向可調(diào)的設(shè)置于所述容器的上部；