一種測試頁巖裂縫吸水能力的裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種測試頁巖裂縫吸水能力的裝置，包括依次連接的儲水機(jī)構(gòu)、供水泵、巖板固定機(jī)構(gòu)和計量機(jī)構(gòu)，所述供水泵為恒速恒壓泵，用于將所述儲水機(jī)構(gòu)中的水泵入所述巖板固定機(jī)構(gòu)中；所述巖板固定機(jī)構(gòu)內(nèi)設(shè)置有具備裂縫的頁巖實(shí)驗(yàn)巖板；所述計量機(jī)構(gòu)與所述巖板固定機(jī)構(gòu)的出水口相連，用于檢測單位時間內(nèi)從所述巖板固定機(jī)構(gòu)出水口流出的水量。本實(shí)用新型通過檢測巖板固定機(jī)構(gòu)進(jìn)水口和出水口的水量變化來決定該實(shí)驗(yàn)巖板是否吸水飽合，并通過計算實(shí)驗(yàn)前后巖板的質(zhì)量變化，結(jié)合裂縫表面積計算得出裂縫面容比與吸水量的關(guān)系。并通過使用地層巖塊進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，設(shè)置恒溫箱和回壓閥，更好的模擬地層中實(shí)際條件，結(jié)構(gòu)簡單、操作方便且測試結(jié)構(gòu)穩(wěn)定可靠。
【專利說明】
一種測試頁巖裂縫吸水能力的裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及頁巖吸水能力研究領(lǐng)域，特別是涉及一種測試頁巖裂縫吸水能力的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]大型頁巖水力壓裂中，大量的水在破裂的巖石縫(裂縫)中流動，由于頁巖自身的水化作用，當(dāng)氣井排水采氣時，會有部分水無法返排出來，留存在地層中的水量多少對氣井的產(chǎn)量影響很大，所以確定頁巖裂縫中水量留存比例對于研究氣井產(chǎn)量至關(guān)重要。目前，尚沒有專門針對水在頁巖裂縫中的留存量的測量儀器，一般均是通過裂縫導(dǎo)流儀進(jìn)行測量，該方法有以下不足:I)水罐不能加熱，只是在管線上進(jìn)行加熱，不能模擬水在地層條件下的溫度;2)巖板尺寸較小，17.6厘米X 3.8厘米，水在如此小面積的巖面上吸收較少，容易帶來較大的計算誤差;3)對巖板的加熱采用加熱板，溫度精度不高。
[0003]由此可見，現(xiàn)有的儀器在結(jié)構(gòu)、方法與使用上，顯然仍存在有不便與缺陷，而亟待加以進(jìn)一步改進(jìn)。如何能創(chuàng)設(shè)一種結(jié)構(gòu)簡單、測試結(jié)構(gòu)準(zhǔn)確的新的測試頁巖裂縫吸水能力的裝置，實(shí)屬當(dāng)前業(yè)界極需改進(jìn)的目標(biāo)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、測試結(jié)構(gòu)準(zhǔn)確的測試頁巖裂縫吸水能力的裝置，使其能更好的模擬地層條件，克服現(xiàn)有的測試儀器的不足。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供包括依次連接的儲水機(jī)構(gòu)、供水栗、巖板固定機(jī)構(gòu)和計量機(jī)構(gòu)，
[0006]所述供水栗為恒速恒壓栗，用于將所述儲水機(jī)構(gòu)中的水栗入所述巖板固定機(jī)構(gòu)中；
[0007]所述巖板固定機(jī)構(gòu)內(nèi)設(shè)置有具備裂縫的頁巖實(shí)驗(yàn)巖板；
[0008]所述計量機(jī)構(gòu)與所述巖板固定機(jī)構(gòu)的出水口相連，用于檢測單位時間內(nèi)從所述巖板固定機(jī)構(gòu)出水口流出的水量。
[0009]作為本實(shí)用新型的一種改進(jìn)，所述巖板固定機(jī)構(gòu)內(nèi)設(shè)置有兩塊頁巖實(shí)驗(yàn)巖板，所述兩塊頁巖實(shí)驗(yàn)巖板之間形成所述裂縫。
[0010]進(jìn)一步改進(jìn)，所述裂縫中鋪滿一定量的支撐劑。
[0011]進(jìn)一步改進(jìn)，所述支撐劑采用天然砂或人造高強(qiáng)度陶瓷顆粒。
[0012]進(jìn)一步改進(jìn)，所述頁巖實(shí)驗(yàn)巖板采用長為25.4厘米，寬為3.8厘米，厚為2.54厘米的地層巖板。
[0013]進(jìn)一步改進(jìn)，所述計量機(jī)構(gòu)為電子稱重計。
[0014]進(jìn)一步改進(jìn)，所述計量機(jī)構(gòu)還包括與所述電子稱重計連接的計算機(jī)設(shè)備。
[0015]進(jìn)一步改進(jìn)，所述巖板固定機(jī)構(gòu)和計量機(jī)構(gòu)之間設(shè)有回壓閥。
[0016]進(jìn)一步改進(jìn)，所述頁巖裂縫吸水能力的裝置還包括恒溫箱，所述儲水機(jī)構(gòu)、供水栗和巖板固定機(jī)構(gòu)設(shè)置于所述恒溫箱中。
[0017]采用上述的技術(shù)方案，本實(shí)用新型至少具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0018]本實(shí)用新型通過采用恒速恒壓栗為實(shí)驗(yàn)巖板裂縫中栗入水分，并采用計量機(jī)構(gòu)檢測單位時間內(nèi)從巖板固定機(jī)構(gòu)出水口流出的水量，通過比較流入和流出該實(shí)驗(yàn)巖板裂縫的水量，決定該實(shí)驗(yàn)巖板是否吸水飽合，再通過稱重該實(shí)驗(yàn)巖板吸水前后的質(zhì)量差，結(jié)合裂縫表面積計算得出裂縫面容比與吸水量的關(guān)系，進(jìn)而得出裂縫復(fù)雜程度與吸水量的關(guān)系。
[0019]本實(shí)用新型通過設(shè)置恒溫箱和回壓閥，更好的模擬地層中實(shí)際條件，結(jié)構(gòu)簡單、操作方便且測試結(jié)構(gòu)穩(wěn)定可靠。
【附圖說明】
[0020]上述僅是本實(shí)用新型技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本實(shí)用新型的技術(shù)手段，以下結(jié)合附圖與【具體實(shí)施方式】對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0021]圖1是本實(shí)用新型測試頁巖裂縫吸水能力裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖2是本實(shí)用新型測試頁巖裂縫吸水能力裝置中巖板固定機(jī)構(gòu)內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]本實(shí)用新型測試頁巖裂縫吸水能力的裝置是一種能夠模擬地層條件下大型水力壓裂過程中頁巖裂縫吸水情況的裝置，使用該裝置時，通過計算不同類型裂縫形態(tài)下的出入口水量之差，得到裂縫面容比與吸水量的關(guān)系，進(jìn)而得到返排率與裂縫復(fù)雜程度的關(guān)系。該測試頁巖裂縫吸水能力的裝置具體結(jié)構(gòu)如下:
[0024]參照附圖1所示，本實(shí)用新型測試頁巖裂縫吸水能力的裝置，包括依次連接的儲水機(jī)構(gòu)1、供水栗4、巖板固定機(jī)構(gòu)2和計量機(jī)構(gòu)3。
[0025]該儲水機(jī)構(gòu)I，用于儲存測試用水。
[0026]該供水栗4為恒速恒壓栗，用于將儲水機(jī)構(gòu)I中的水栗入巖板固定機(jī)構(gòu)2中。
[0027]該巖板固定機(jī)構(gòu)2內(nèi)設(shè)置有具備裂縫的頁巖實(shí)驗(yàn)巖板8。本實(shí)施例中該巖板固定機(jī)構(gòu)2內(nèi)設(shè)置有兩塊標(biāo)準(zhǔn)的頁巖實(shí)驗(yàn)巖板8，該頁巖實(shí)驗(yàn)巖板8采用長25.4厘米，寬3.8厘米，厚2.54厘米的地層巖板。該兩塊實(shí)驗(yàn)巖板8之間鋪滿一定量的支撐劑9來模擬地層條件下的支撐裂縫，該支撐劑9 一般采用具有一定粒度和級配的天然砂或人造高強(qiáng)度陶瓷顆粒，如附圖2所示。則通過供水栗4栗入的水從該巖板固定機(jī)構(gòu)2進(jìn)水口進(jìn)入后，流過該兩塊實(shí)驗(yàn)巖板8之間的裂縫，從該巖板固定機(jī)構(gòu)2的出水口流出。
[0028]該計量機(jī)構(gòu)3，用于檢測單位時間內(nèi)從該巖板固定機(jī)構(gòu)2出水口流出的水量。本實(shí)施例中劑量機(jī)構(gòu)3為電子稱重計，該電子稱重計通過持續(xù)測量從該巖板固定機(jī)構(gòu)2出水口流出的水的重量，計算單位時間內(nèi)該巖板固定機(jī)構(gòu)的出水量。為了及時準(zhǔn)確的得到實(shí)驗(yàn)結(jié)束時間，該計量機(jī)構(gòu)3還可連接計算機(jī)設(shè)備7，實(shí)現(xiàn)更好的監(jiān)測出水量的變化。
[0029]為了更好的模擬地層實(shí)際條件，該巖板固定機(jī)構(gòu)2和計量機(jī)構(gòu)3之間的管路上設(shè)有回壓閥5，該回壓閥5用于調(diào)整該巖板固定機(jī)構(gòu)2出水口處的壓力。且該實(shí)用新型測試頁巖裂縫吸水能力的裝置還包括恒溫箱6，該儲水機(jī)構(gòu)1、供水栗4和巖板固定機(jī)構(gòu)2以及回壓閥5設(shè)置于該恒溫箱6中，以使儲水機(jī)構(gòu)I中水的溫度和巖板固定機(jī)構(gòu)2中實(shí)驗(yàn)巖板的溫度更接近于地層實(shí)際溫度，使實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確可靠。
[0030]本實(shí)用新型測試頁巖裂縫吸水能力的裝置的測試步驟如下:
[0031]D實(shí)驗(yàn)巖板制備
[0032]將地層巖心制作成25.4厘米X3.8厘米X 2.54厘米的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)巖板；
[0033]2)實(shí)驗(yàn)前對兩塊實(shí)驗(yàn)巖板8稱重，其兩塊實(shí)驗(yàn)巖板8的質(zhì)量為ml;
[0034]3)將實(shí)驗(yàn)巖板8放入巖板固定機(jī)構(gòu)2中，連接管線；
[0035]4)調(diào)節(jié)恒溫箱6的溫度至指定溫度；
[0036]5)以一定的栗水排量向巖板固定機(jī)構(gòu)2中栗水，同時通過計量機(jī)構(gòu)3持續(xù)檢測該巖板固定機(jī)構(gòu)2出水口處的水量，當(dāng)該巖板固定機(jī)構(gòu)2的進(jìn)水口和出水口的水量在單位時間內(nèi)相等時停止注水，說明實(shí)驗(yàn)巖板8和支撐劑9的吸水量達(dá)到飽和；
[0037]6)將恒溫箱6降溫，取出實(shí)驗(yàn)巖板8，稱重，此時兩塊實(shí)驗(yàn)巖板8的質(zhì)量m2;
[0038]7)計算該類型實(shí)驗(yàn)巖板單位吸水面積的吸水量，如式(I):
[0039](m2-ml)/A (I)
[0040]其中，ml為測試前兩塊實(shí)驗(yàn)巖板的質(zhì)量，m2為測試后兩塊實(shí)驗(yàn)巖板的質(zhì)量，A為兩塊實(shí)驗(yàn)巖板形成的裂縫處兩塊實(shí)驗(yàn)巖板的吸水表面積。
[0041]本實(shí)用新型可以通過改變實(shí)驗(yàn)巖板表面的結(jié)構(gòu)和形狀來模擬不同面容比巖石的吸水能力。由于吸水量與巖石的巖性、面容比相關(guān)，通過此裝置的測量可以得出不同巖性巖石的條件下，吸水量與面容比的關(guān)系，由于裂縫復(fù)雜程度與面容比成正比，因此進(jìn)而可以得出裂縫復(fù)雜程度與吸水量的關(guān)系。
[0042]本實(shí)用新型通過使用地層巖塊進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，通過設(shè)置恒溫箱和回壓閥，更好的模擬地層中實(shí)際條件，結(jié)構(gòu)簡單、操作方便且測試結(jié)構(gòu)穩(wěn)定可靠。
[0043]以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非對本實(shí)用新型作任何形式上的限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容做出些許簡單修改、等同變化或修飾，均落在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種測試頁巖裂縫吸水能力的裝置，其特征在于，包括依次連接的儲水機(jī)構(gòu)、供水栗、巖板固定機(jī)構(gòu)和計量機(jī)構(gòu)， 所述供水栗為恒速恒壓栗，用于將所述儲水機(jī)構(gòu)中的水栗入所述巖板固定機(jī)構(gòu)中； 所述巖板固定機(jī)構(gòu)內(nèi)設(shè)置有具備裂縫的頁巖實(shí)驗(yàn)巖板； 所述計量機(jī)構(gòu)與所述巖板固定機(jī)構(gòu)的出水口相連，用于檢測單位時間內(nèi)從所述巖板固定機(jī)構(gòu)出水口流出的水量。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測試頁巖裂縫吸水能力的裝置，其特征在于，所述巖板固定機(jī)構(gòu)內(nèi)設(shè)置有兩塊頁巖實(shí)驗(yàn)巖板，所述兩塊頁巖實(shí)驗(yàn)巖板之間形成所述裂縫。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的測試頁巖裂縫吸水能力的裝置，其特征在于，所述裂縫中鋪滿一定量的支撐劑。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的測試頁巖裂縫吸水能力的裝置，其特征在于，所述支撐劑采用天然砂或人造高強(qiáng)度陶瓷顆粒。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的測試頁巖裂縫吸水能力的裝置，其特征在于，所述頁巖實(shí)驗(yàn)巖板采用長為25.4厘米，寬為3.8厘米，厚為2.54厘米的地層巖板。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測試頁巖裂縫吸水能力的裝置，其特征在于，所述計量機(jī)構(gòu)為電子稱重計。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的測試頁巖裂縫吸水能力的裝置，其特征在于，所述計量機(jī)構(gòu)還包括與所述電子稱重計連接的計算機(jī)設(shè)備。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測試頁巖裂縫吸水能力的裝置，其特征在于，所述巖板固定機(jī)構(gòu)和計量機(jī)構(gòu)之間設(shè)有回壓閥。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測試頁巖裂縫吸水能力的裝置，其特征在于，所述頁巖裂縫吸水能力的裝置還包括恒溫箱，所述儲水機(jī)構(gòu)、供水栗和巖板固定機(jī)構(gòu)設(shè)置于所述恒溫箱中。
【文檔編號】E21B47/10GK205477601SQ201620240065
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年3月25日
【發(fā)明人】柳明
【申請人】中國石油集團(tuán)長城鉆探工程有限公司