[發(fā)明專利]一種三軸條件下巖石孔隙度滲透率聯(lián)合測試裝置及測試方法

在審

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• 申請日: 2020-03-16
• 公開（公告）號: CN111272635A
• 公開（公告）日: 2020-06-12
• 發(fā)明（設計）人: 李霞穎;李琦;何淼;申海萌;謝琦峰;肖威
• 申請（專利權）人: 中國科學院武漢巖土力學研究所
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08
• 代理公司: 北京方安思達知識產權代理有限公司 11472
• 代理人: 楊青;李彪

本發(fā)明公開了一種三軸條件下巖石孔隙度滲透率聯(lián)合測試裝置及方法，所述裝置用于在三軸應力條件下對巖石孔隙度和滲透率同時測量，該裝置包括孔滲測量組件、巖心夾持器(17)、圍壓加載組件、軸壓加載組件、多通道數(shù)據(jù)采集卡(15)和數(shù)據(jù)存儲處理模塊(16)；所述孔滲測量組件、圍壓加載組件和軸壓加載組件分別與巖心夾持器(17)相連。本發(fā)明將孔隙度和滲透率測試完全耦合在一起。在氣體擴散過程中，根據(jù)待測巖石兩端的壓力值及差壓衰減曲線，分別根據(jù)孔隙度計算公式和滲透率計算公式得到巖石在某三軸應力下的孔隙度和滲透率，可全面分析巖石孔隙度、滲透率之間的相互關系及其與應力的相關性，在一定程度上也縮短了測試時間，提高了測試效率。

技術領域

本發(fā)明涉及工程地質領域，具體涉及一種三軸條件下巖石孔隙度滲透率聯(lián)合測試裝置及測試方法。

背景技術

隨著地下能源及空間的開發(fā)與利用，地下儲層巖石的基本物理力學特性對地下工程安全具有顯著的影響。其中，多孔巖石的孔隙度和滲透率作為最基礎的巖石物性參數(shù)之一，分別表征地下儲層巖石的儲集空間特性與流體流通性能，對于油氣資源量評價和儲集容量評估具有重要的意義。

研究巖石孔隙度與滲透率的相互關系對于全面掌握儲層巖石的儲集特性具有重要的意義。此外，巖石的孔隙度與滲透率與儲層巖石的應力狀態(tài)休戚相關。在實際情況下，儲層巖石都賦存于一定的應力環(huán)境中，受到外界應力的作用，其孔隙度，滲透率及兩者的相互關系均會隨著儲層應力的變化而變化。

目前，市場上已有的巖樣測試設備大多數(shù)需要將孔隙度和滲透率分開測量，少數(shù)設備雖然已將孔隙度和滲透率的測試方法集成在同一臺設備中。但實際在測試時還是需要進行分步測量，即先測量孔隙度再測量滲透率，或是先測量滲透率再測試孔隙度，都沒有真正將兩種方法耦合在一起測量，在一定程度上也延長了測試時間，降低了測試效率。

參考文獻[1](申請公布號為“CN 106872328 A”的發(fā)明專利《一種低滲透巖心孔隙度和滲透率的測試裝置及測試方法》)在關于孔隙度和滲透率的測試中只施加了圍壓，沒有軸壓，未達到三軸條件。

參考文獻[2](申請公布號為“CN 107917867 A”的發(fā)明專利《一種多功能巖樣測試裝置》)雖然能在同一設備上完成孔隙度和滲透率測試，但孔隙度和滲透率分開測試，即先測量孔隙度，在孔隙度分析測試的基礎上，完成滲透率的測試。

參考文獻[3](授權公告號為“CN 108088778 A”的發(fā)明專利《一種巖石類材料滲透率、孔隙度測試裝置》)提出的裝置重點在于測量滲透率時將穩(wěn)態(tài)法和非穩(wěn)態(tài)法集成，孔隙度測量只是作為附加部分，沒有同時測量。

參考文獻[4](申請公布號為“CN 108333091 A”的發(fā)明專利《一種高溫三軸孔滲測試裝置及方法》)提出了在測量滲透率時采用定壓法。受定壓法測量范圍的影響，該設備對于低滲透巖石的滲透率測量效果不理想。因此，有必要設計一種可同時測量三軸條件下的孔隙度和滲透率的測試設備和測試方法。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術缺陷，提出了一種三軸條件下巖石孔隙度滲透率聯(lián)合測試裝置，本發(fā)明還公開了一種三軸條件下巖石孔隙度滲透率聯(lián)合測試方法。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出了一種三軸條件下巖石孔隙度滲透率聯(lián)合測試裝置，用于在三軸應力條件下對巖石孔隙度和滲透率同時測量，其特征在于，所述裝置包括孔滲測量組件、巖心夾持器、圍壓加載組件、軸壓加載組件、多通道數(shù)據(jù)采集卡和數(shù)據(jù)存儲處理模塊；所述孔滲測量組件、圍壓加載組件和軸壓加載組件分別與巖心夾持器相連；其中，

所述孔滲測量組件，用于在三軸條件下測量待測試巖樣的上下端壓力及壓力差；

所述巖心夾持器，用于固定待測試巖樣，同時對待測試巖樣施加圍壓和軸壓；

所述圍壓加載組件，用于產生作用于待測試巖樣圍壓；