[發(fā)明專利]一種超聲波檢測(cè)高溫高壓水循環(huán)作用頁(yè)巖水化微裂縫擴(kuò)展特性的實(shí)驗(yàn)裝置

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110687197.0
• 申請(qǐng)日: 2021-06-21
• 公開（公告）號(hào): CN113588402A
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李靜;高雨;劉惠民;張學(xué)才;謝業(yè)統(tǒng);王洪閃;陳朝陽(yáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油大學(xué)（華東）;中國(guó)石油化工股份有限公司勝利油田分公司
• 主分類號(hào): G01N3/02
• 分類號(hào): G01N3/02;G01N3/06;G01N3/18;G01N29/04
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明公開了一種超聲波檢測(cè)高溫高壓水循環(huán)作用頁(yè)巖水化微裂縫擴(kuò)展特性的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于該裝置可一體化實(shí)時(shí)監(jiān)控、模擬真實(shí)深層環(huán)境下頁(yè)巖巖心水化作用內(nèi)部微裂縫擴(kuò)展情況，研究其擴(kuò)展機(jī)理，并分析其對(duì)頁(yè)巖滲透率及頁(yè)巖氣采收率的影響。所述裝置包括高溫高壓水化反應(yīng)釜、變溫注水循環(huán)裝置及移動(dòng)超聲波檢測(cè)裝置三部分，高溫高壓水化反應(yīng)釜模擬高溫、高壓條件下，液態(tài)水循環(huán)流動(dòng)及其與試樣充分接觸的水化作用環(huán)境；變溫注水循環(huán)裝置精確控制影響頁(yè)巖微裂縫擴(kuò)展特性的溫度、圍壓、流速、注水壓力及注水時(shí)間等因素；移動(dòng)超聲波檢測(cè)裝置實(shí)時(shí)檢測(cè)頁(yè)巖巖心內(nèi)部微裂縫擴(kuò)展情況，實(shí)現(xiàn)巖心水化作用與裂縫擴(kuò)展檢測(cè)的同步進(jìn)行。該裝置操作簡(jiǎn)單，移動(dòng)方便，便于研究高溫高壓水循環(huán)作用頁(yè)巖水化微裂縫擴(kuò)展特性，對(duì)深層油氣勘探開發(fā)具有重要意義。

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及一種檢測(cè)頁(yè)巖水化微裂縫擴(kuò)展的實(shí)驗(yàn)裝置，具體涉及一種超聲波檢測(cè)高溫高壓水循環(huán)作用頁(yè)巖水化微裂縫擴(kuò)展特性的實(shí)驗(yàn)裝置，屬于深層油氣勘探開發(fā)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

頁(yè)巖油氣藏具有低孔、低滲的特性，頁(yè)巖油氣井幾乎無(wú)自然產(chǎn)能，往往需要進(jìn)行儲(chǔ)層改造來(lái)提高油氣產(chǎn)能。水力壓裂是頁(yè)巖儲(chǔ)層改造的一種主要方式，通過(guò)水力壓裂使儲(chǔ)層形成復(fù)雜裂縫網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)頁(yè)巖油氣產(chǎn)能的提升。隨著油氣勘探開發(fā)技術(shù)的不斷進(jìn)步，頁(yè)巖油氣探勘開發(fā)已由淺層向深層發(fā)展，而深部頁(yè)巖儲(chǔ)層所處的高溫高壓環(huán)境，使得深部地層溫度、壓力及液態(tài)水等耦合作用增加，深部?jī)?chǔ)層裂隙發(fā)育與擴(kuò)展情況變得更加復(fù)雜。研究表明，頁(yè)巖吸水后會(huì)發(fā)生水化，頁(yè)巖的水化作用可以促進(jìn)頁(yè)巖次生裂縫的產(chǎn)生，進(jìn)而形成較為復(fù)雜的裂縫網(wǎng)絡(luò)。因此，高溫高壓條件下頁(yè)巖在液態(tài)水循環(huán)作用下水化微裂縫擴(kuò)展特性的研究十分必要。

然而，目前高溫高壓環(huán)境下模擬頁(yè)巖水化作用檢測(cè)微裂縫擴(kuò)展情況的實(shí)驗(yàn)設(shè)備存在如下缺陷和不足：

(1)頁(yè)巖水化實(shí)驗(yàn)大多在常溫常壓下或較低的圍壓下進(jìn)行，無(wú)法模擬真實(shí)的深層地層環(huán)境，無(wú)法得出深部?jī)?chǔ)層頁(yè)巖水化作用對(duì)水力裂縫復(fù)雜程度的影響即頁(yè)巖水化微裂縫擴(kuò)展特性等問(wèn)題。

(2)實(shí)驗(yàn)方法主要有表面觀察分析、核磁共振技術(shù)和CT掃描技術(shù)等方法。其中表面觀察分析法只能觀測(cè)頁(yè)巖巖心外側(cè)裂縫擴(kuò)展情況，無(wú)法對(duì)頁(yè)巖內(nèi)部微裂縫擴(kuò)展情況進(jìn)行判斷分析；核磁共振技術(shù)和CT掃描技術(shù)測(cè)定頁(yè)巖水化微裂縫實(shí)驗(yàn)方法需要在頁(yè)巖巖心水化結(jié)束，對(duì)水進(jìn)行排出處理后才能進(jìn)行檢測(cè)，無(wú)法對(duì)裂縫擴(kuò)展情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控及模擬深層頁(yè)巖高溫高壓的水化作用環(huán)境。此外，核磁共振技術(shù)、CT掃描技術(shù)實(shí)驗(yàn)設(shè)備昂貴，操作步驟復(fù)雜。

(3)高溫高壓釜結(jié)構(gòu)局限性大，普通的高溫高壓釜僅能提供高溫高壓環(huán)境，不能提供深部巖層液態(tài)水等流體作用的環(huán)境，無(wú)法模擬真實(shí)的深部地層環(huán)境下頁(yè)巖在充滿液態(tài)水時(shí)內(nèi)部微裂縫的擴(kuò)展情況。

(4)目前的頁(yè)巖水化作用實(shí)驗(yàn)方法，將頁(yè)巖巖心試樣在一定條件下浸泡若干小時(shí)，費(fèi)時(shí)費(fèi)工，且不能滿足實(shí)時(shí)測(cè)試頁(yè)巖試樣微裂縫擴(kuò)展的要求。

為解決常規(guī)測(cè)試頁(yè)巖試樣水化作用微裂縫擴(kuò)展的實(shí)驗(yàn)裝置不能模擬深層真實(shí)環(huán)境、不能實(shí)時(shí)測(cè)試頁(yè)巖試樣微裂縫擴(kuò)展情況以及實(shí)驗(yàn)的費(fèi)時(shí)費(fèi)工問(wèn)題，本發(fā)明借助高溫高壓水化反應(yīng)釜、變溫注水循環(huán)裝置、超聲波檢測(cè)裝置，發(fā)明了一種超聲波檢測(cè)高溫高壓水循環(huán)作用頁(yè)巖水化微裂縫擴(kuò)展特性的實(shí)驗(yàn)裝置，形成適用于檢測(cè)高溫高壓液態(tài)水環(huán)境下頁(yè)巖水化微裂縫擴(kuò)展特性的一體化實(shí)時(shí)監(jiān)控實(shí)驗(yàn)裝置。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的目的在于提供一種超聲波檢測(cè)高溫高壓水循環(huán)作用頁(yè)巖水化微裂縫擴(kuò)展特性的實(shí)驗(yàn)裝置，該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，監(jiān)測(cè)精度高，能夠模擬真實(shí)深部頁(yè)巖儲(chǔ)層高溫、高壓環(huán)境并實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)頁(yè)巖巖心水化作用內(nèi)部微裂隙擴(kuò)展情況。

為達(dá)成上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：