[發明專利]考慮概率分布的頁巖支撐裂縫相對滲透率測定裝置及方法

在審

• 申請號: 202211380300.8
• 申請日: 2022-11-05
• 公開（公告）號: CN115753543A
• 公開（公告）日: 2023-03-07
• 發明（設計）人: 李政瀾;孟磊;段永剛;杜怡鶴;衛詩豪;李樹新;聶志宏
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08
• 代理公司: 成都其知創新專利代理事務所(普通合伙) 51326
• 代理人: 舒春艷

本發明公開考慮概率分布的頁巖支撐裂縫相對滲透率測定裝置及方法，包括氣瓶、水泵、加壓泵、巖板夾持器、壓差傳感器、平行光放射源、X射線探測器、X射線屏蔽箱、三通、液體計量器、氣體計量器、電子天平、真空泵；所述巖板夾持器入口端通過管線分別與氣瓶、水泵連接，出口端通過三通與液體計量器、真空泵相連，所述壓差傳感器連接在巖板夾持器的兩端；所述加壓泵通過管線與巖板夾持器連接；所述氣體計量器入口端與液體計量器連接，出口端外接大氣。本發明可分別測量裂縫和基質中的進水量，從而準確計算支撐裂縫中的含水飽和度；同時考慮了支撐裂縫中由于氣、液非穩態湍流導致的相對滲透率波動問題，可計算得到不同概率下的相對滲透率曲線。

技術領域

本發明涉及考慮概率分布的頁巖支撐裂縫相對滲透率測定裝置及方法，屬于巖石物理實驗技術領域。

背景技術

頁巖滲透率極低，導致純頁巖基質氣-水相對滲透率曲線的測量難度較大。現有的頁巖相滲曲線測定大部分是在有裂縫的情況下進行的，其測試結果是裂縫和基質相滲能力的綜合體現，二者相對含量的大小影響著相滲曲線的測試結果，因此有必要對裂縫的相滲曲線和基質的相滲曲線進行單獨測試。如何區分裂縫中的流動與基質中的流動，從而實現裂縫中相滲曲線的單獨測試，對雙重介質頁巖氣藏數值模擬、壓裂液返排規律研究以及氣-水兩相流動規律研究具有重要意義。

現有頁巖相滲測試方法存在以下問題：1)頁巖基質滲透率較低，完全飽和水的時間極長，基于氣驅水的相滲測量方法時間成本較高；2)頁巖孔隙尺寸小，毛管壓力大，基于水驅氣的相滲測量方法易受滲吸影響，難以單獨計算裂縫中的含水飽和度；3)穩態法要達到指定飽和度所需時間較長，而非穩態法受裂縫影響，前期裂縫中含水飽和度變化較快難以準確計量。4)受支撐劑排布方式及裂縫中不規則流動通道的影響，氣、水的流動可能出現局部不穩定湍流，即便支撐裂縫中平均含水飽和度相同，其氣相或水相的流動能力也可能差異較大。因此需要從裂縫含水飽和度準確計量、相對滲透率有效計算的角度出發，建立單獨區分裂縫中流體的手段，并考慮兩相湍流，用概率來表征同一飽和度下的裂縫相滲情況，實現裂縫相滲曲線的快速測試。

發明內容

為了克服現有技術中的問題，本發明提供考慮概率分布的頁巖支撐裂縫相對滲透率測定裝置及方法。

本發明解決上述技術問題所提供的技術方案是：考慮概率分布的頁巖支撐裂縫相對滲透率測定裝置，包括巖板加壓及驅替系統、CT掃描成像系統、計量系統；

所述巖板加壓及驅替系統包括氣瓶、水泵、加壓泵、巖板夾持器、壓差傳感器；所述CT掃描成像系統包括平行光放射源、X射線探測器、X射線屏蔽箱；所述計量系統包括三通、液體計量器、氣體計量器、電子天平、真空泵；

所述巖板夾持器入口端通過管線分別與氣瓶、水泵連接，出口端通過三通與液體計量器、真空泵相連，所述壓差傳感器連接在巖板夾持器的兩端；所述加壓泵通過管線與巖板夾持器連接；

所述平行光放射源、X射線探測器、巖板夾持器、電子天平均置于X射線屏蔽箱內，所述巖板夾持器置于電子天平上，位于平行光放射源、X射線探測器之間；

所述氣體計量器入口端與液體計量器連接，出口端外接大氣。

進一步的技術方案是，所述氣瓶與巖板夾持器之間設有氣源控制閥、氣體流量計、氣體壓力傳感4。

進一步的技術方案是，所述水泵與巖板夾持器之間設有液體壓力傳感器。

進一步的技術方案是，所述加壓泵與巖板夾持器之間設有壓力計、圍壓控制閥。

進一步的技術方案是，所述真空泵與三通之間設有壓力計、抽真空控制閥。

進一步的技術方案是，所述液體計量器與三通之間設有計量控制閥。

進一步的技術方案是，所述氣體計量器的出口端設有出口控制閥。