[發(fā)明專利]氣體在致密巖芯中滲流規(guī)律的快速準(zhǔn)確測(cè)定裝置和方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011015167.7
• 申請(qǐng)日: 2020-09-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111929223B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-11-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 于俊紅;王剛;肖智勇;尚新春;馮強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N15/08
• 分類號(hào): G01N15/08;G01N7/10
• 代理公司: 北京高沃律師事務(wù)所 11569
• 代理人: 王富強(qiáng)

本發(fā)明公開(kāi)了一種氣體在致密巖芯中滲流規(guī)律的快速準(zhǔn)確測(cè)定裝置和方法，其中裝置包括三軸巖芯夾持器、管路系統(tǒng)、滲流系統(tǒng)、壓力系統(tǒng)、閥門系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)；方法包括如下步驟：測(cè)定致密巖芯的視滲透率；通過(guò)保持致密巖芯的軸向位移不變，調(diào)節(jié)施加于致密巖芯上的軸壓和圍壓，測(cè)定致密巖芯的Biot系數(shù)；根據(jù)測(cè)得的Biot系數(shù)，保持致密巖芯的有效應(yīng)力不變，測(cè)定氣體在致密巖芯中滲流的Klinkenberg系數(shù)。該裝置和方法可以準(zhǔn)確快速地測(cè)定氣體在致密巖芯中的滲流規(guī)律，操作簡(jiǎn)單，對(duì)于致密氣藏的勘探開(kāi)發(fā)有著重要的意義。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及致密氣藏勘探開(kāi)發(fā)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種氣體在致密巖芯中滲流規(guī)律的快速準(zhǔn)確測(cè)定裝置和方法。

背景技術(shù)

在我國(guó)已探明的天然氣藏中，致密氣藏的儲(chǔ)氣量在總儲(chǔ)氣量中占有相當(dāng)大的比例，具有廣闊的開(kāi)發(fā)前景。研究結(jié)果表明，采用常規(guī)氣藏分析方法去模擬致密氣藏的生產(chǎn)動(dòng)態(tài)會(huì)使分析結(jié)果的準(zhǔn)確性大大降低。這是由氣體在致密氣藏中滲流機(jī)理的特殊性造成的，主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：1.氣體在致密巖芯中的滲流存在“Klinkenberg”效應(yīng)，使得其滲流規(guī)律偏離達(dá)西線性滲流；2.致密巖芯中的大多數(shù)孔喉尺寸在納微米數(shù)量級(jí)，使得滲流過(guò)程中的流-固耦合作用顯著。

因此，準(zhǔn)確地描述氣體在致密氣藏中的滲流規(guī)律，揭示致密儲(chǔ)層滲透性演化機(jī)理，對(duì)致密氣藏的高效開(kāi)發(fā)至關(guān)重要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種氣體在致密巖芯中滲流規(guī)律的快速準(zhǔn)確測(cè)定裝置和方法，用于快速準(zhǔn)確地測(cè)量致密巖芯視滲透率、Biot系數(shù)，以及氣體在致密巖芯中滲流時(shí)的Klinkenberg系數(shù)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

本發(fā)明公開(kāi)了一種氣體在致密巖芯中滲流規(guī)律的快速準(zhǔn)確測(cè)定裝置，包括：

三軸巖芯夾持器，所述三軸巖芯夾持器用于夾持致密巖芯；

管路系統(tǒng)，所述管路系統(tǒng)包括進(jìn)氣管路、出氣管路、第一并聯(lián)管路、第二并聯(lián)管路和末端支路，所述進(jìn)氣管路的后端與所述三軸巖芯夾持器的進(jìn)氣口相連，所述出氣管路的前端與所述三軸巖芯夾持器的出氣口相連，所述第一并聯(lián)管路和第二并聯(lián)管路并聯(lián)且兩端分別與所述進(jìn)氣管路、所述出氣管路相連，所述末端管路的前端與所述出氣管路相連且所述末端管路與所述第一并聯(lián)管路串聯(lián)；

滲流系統(tǒng)，所述滲流系統(tǒng)包括沿所述進(jìn)氣管路由前至后依次設(shè)置的氣源、第一氣瓶、第二氣瓶、第三氣瓶，以及沿所述出氣管路由前至后依次設(shè)置的第四氣瓶和第五氣瓶；

壓力系統(tǒng)，所述壓力系統(tǒng)包括靜音空氣壓縮機(jī)、軸壓泵、圍壓泵、氣體壓差開(kāi)關(guān)、氣體增壓泵和抽真空機(jī)，所述軸壓泵和所述圍壓泵分別用于對(duì)致密巖芯施加軸壓和圍壓，所述靜音空氣壓縮機(jī)設(shè)置于所述進(jìn)氣管路上且位于所述氣源與所述第一氣瓶之間，所述氣體壓差開(kāi)關(guān)設(shè)置于所述第一并聯(lián)管路上，所述氣體增壓泵設(shè)置于所述第二并聯(lián)管路上，所述抽真空機(jī)設(shè)置于所述出氣管路的后端；

閥門系統(tǒng)，所述閥門系統(tǒng)包括設(shè)置于所述進(jìn)氣管路上的第一開(kāi)關(guān)閥、第二開(kāi)關(guān)閥、減壓閥、第三開(kāi)關(guān)閥、第四開(kāi)關(guān)閥和第五開(kāi)關(guān)閥，以及設(shè)置于所述出氣管路上的第六開(kāi)關(guān)閥、第七開(kāi)關(guān)閥、第八開(kāi)關(guān)閥，以及設(shè)置于所述末端管路上的第九開(kāi)關(guān)閥，所述第一開(kāi)關(guān)閥位于所述靜音空氣壓縮機(jī)與所述第一氣瓶之間，所述第二開(kāi)關(guān)閥、所述減壓閥、所述第三開(kāi)關(guān)閥由前至后依次設(shè)置于所述第一氣瓶與所述第二氣瓶之間，所述第四開(kāi)關(guān)閥位于所述第二氣瓶與所述第三氣瓶之間，所述第五開(kāi)關(guān)閥位于所述第三氣瓶與所述三軸巖芯夾持器之間，所述第六開(kāi)關(guān)閥位于所述三軸巖芯夾持器與所述第四氣瓶之間，所述第七開(kāi)關(guān)閥位于所述第四氣瓶與所述第五氣瓶之間，所述第八開(kāi)關(guān)閥位于所述第五氣瓶與所述抽真空機(jī)之間；