本實用新型涉及一種測試設備，尤其涉及一種低滲巖石滲透率測試系統(tǒng)，屬于油井測試設備技術領域。

背景技術：

研究油藏巖石和流體的物理、化學特性以及兩者之間的物理、化學作用，及其對油氣儲集與滲流能力的影響是科學開發(fā)油氣藏的物理和化學基礎，滲透率、相對滲透率的測量是油氣開發(fā)實驗中最基本的技術。滲透率是表征土或巖石傳導氣體能力的參數(shù)，是油氣藏儲層最重要的物性參數(shù)，也是油氣藏儲層評價、產能計算和開發(fā)方案制定所必需的關鍵參數(shù)之一。隨著頁巖氣、致密砂巖油氣等非常規(guī)油氣的勘探開發(fā)，需要開展低滲透率測試裝置及測試方法研究，對于頁巖油氣或致密油氣等非常規(guī)儲層，滲透率超低，用常規(guī)的穩(wěn)態(tài)法難以進行精確測量，甚至根本無法獲得精確的樣品滲透率。

對于低滲透率油氣藏儲層滲透率的測量，目前采用最廣泛的方法是脈沖衰減法。傳統(tǒng)的巖石滲透率測試系統(tǒng)包括動力裝置、測試裝置和數(shù)據(jù)采集及處理裝置，動力裝置包括氮氣瓶和注射泵，氮氣瓶的出口與注射泵的入口相連，注射泵的出口設有注射泵出口閥；測試裝置包括巖心夾持器，巖心夾持器的中部連接有對巖心施加圍壓的圍壓管，圍壓管與環(huán)壓泵的出口相連；巖心夾持器的入口端安裝有巖心夾持器入口閥，巖心夾持器的出口端安裝有巖心夾持器出口閥，注射泵出口閥的出口通過入口管道與巖心夾持器入口閥的入口相連，巖心夾持器出口閥的出口與出口管道相連，入口管道的末端通過三通連接有上游腔室，出口管道的首端通過三通連接有下游腔室。其測量原理是在原有的穩(wěn)定孔隙壓P2狀態(tài)下,通過在樣品的上游端突然施加一個孔隙壓力脈沖,造成樣品的上游端和下游端之間瞬間存在附加的壓力差，隨著流體在巖心樣品中的流動，上、下游端壓力逐漸衰減，通過測量巖心樣品上、下游端的壓力隨時間的變化可以求得衰減系數(shù)，進而計算出巖石的滲透率。相關文獻資料證明，當巖心孔隙體積與上下游腔室容積比值為0.25～0.5，才能在相對較短的測試時間內減少誤差。然而，現(xiàn)有測試系統(tǒng)上下游腔室容積無法根據(jù)巖心孔隙體積進行調整，對測試精度產生了巨大影響。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于，克服現(xiàn)有技術中存在的問題，提供一種低滲巖石滲透率測試系統(tǒng)，可以提高低滲巖石滲透率的測試精度，縮短測試時間。

為解決以上技術問題，本實用新型的一種低滲巖石滲透率測試系統(tǒng)，包括動力裝置、測試裝置和數(shù)據(jù)采集及處理裝置，所述動力裝置包括氮氣瓶和注射泵，所述氮氣瓶的出口與所述注射泵的入口相連，所述注射泵的出口設有注射泵出口閥；所述測試裝置包括巖心夾持器，所述巖心夾持器的中部連接有對巖心施加圍壓的圍壓管，所述圍壓管與環(huán)壓泵的出口相連；所述巖心夾持器的入口端安裝有巖心夾持器入口閥，所述巖心夾持器的出口端安裝有巖心夾持器出口閥，所述注射泵出口閥的出口通過入口管道與所述巖心夾持器入口閥的入口相連，所述巖心夾持器出口閥的出口與出口管道相連，所述入口管道的末端通過三通連接有上游腔室，所述出口管道的首端通過三通連接有下游腔室，所述上游腔室連接有上游腔室進水閥和上游腔室出水閥，所述下游腔室連接有下游腔室進水閥和下游腔室出水閥；所述測試裝置還包括水箱和微型泵，所述微型泵的吸口通過微型泵進水閥與所述水箱的底部相連，所述微型泵的出口安裝有容積流量計，所述容積流量計的出口分別通過進水管與所述上游腔室進水閥和所述下游腔室進水閥相連，所述上游腔室出水閥和所述下游腔室出水閥分別通過回流管與所述水箱相連。

相對于現(xiàn)有技術，本實用新型取得了以下有益效果：因為氮氣不溶于水，而且水具有不可壓縮特性，上游腔室和下游腔室的容積可以根據(jù)不同的巖心的孔隙體積進行調整，提高了低滲透巖石的測試精度，縮短了測試時間。需要減少上游腔室和下游腔室容積時，啟動微型泵，開啟微型泵進水閥、上游腔室進水閥和下游腔室進水閥，通過微型泵將水箱中的水注入上游腔室和下游腔室。需要增加上游腔室和下游腔室容積時，關閉微型泵，開啟上游腔室出水閥和下游腔室出水閥，將上游腔室和下游腔室中的水排入水箱中。

作為本實用新型的改進，所述動力裝置還包括壓力脈沖發(fā)生器，所述壓力脈沖發(fā)生器的出口設有壓力脈沖發(fā)生器出口閥，所述壓力脈沖發(fā)生器出口閥的出口與所述入口管道的入口端相連。測試過程中可以根據(jù)需要壓力脈沖。

作為本實用新型的進一步改進，所述入口管道上安裝有入口壓力表和流量傳感器，所述出口管道上安裝有出口壓力表，所述入口管道與所述出口管道之間安裝有壓差傳感器，所述圍壓管上安裝有環(huán)壓表。環(huán)壓表可以監(jiān)測巖心夾持器的圍壓，入口壓力表可以監(jiān)測巖心夾持器入口的壓力，流量傳感器可以監(jiān)測巖心夾持器的入口流量，出口壓力表可以監(jiān)測巖心夾持器出口的壓力，壓差傳感器可以監(jiān)測巖心夾持器入口與出口的壓力差。

作為本實用新型的進一步改進，所述數(shù)據(jù)采集及處理裝置包括控制器和與控制器相連的計算機，所述入口壓力表、出口壓力表、流量傳感器、壓差傳感器和環(huán)壓表的信號線分別接入所述控制器?？刂破鞑杉綆r心夾持器的圍壓，入口壓力、入口流量、出口壓力及進出口壓力差等數(shù)據(jù)，并將采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送給計算機進行處理和出具報告。

作為本實用新型的進一步改進，所述上游腔室與所述下游腔室的結構相同。

作為本實用新型的進一步改進，所述測試裝置整體置于恒溫箱中。使整個測試過程在恒溫箱中進行，可減少溫度的變化對測試精度的影響，進一步提高測試精度。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型作進一步詳細的說明，附圖僅提供參考與說明用，非用以限制本實用新型。

圖1為本實用新型低滲巖石滲透率測試系統(tǒng)的結構示意圖。

圖中：1.動力裝置；11.氮氣瓶；12.注射泵；13.壓力脈沖發(fā)生器；2.測試裝置；21.恒溫箱；22.巖心夾持器；23.環(huán)壓泵；24.上游腔室；25.下游腔室；26.水箱；3.數(shù)據(jù)采集及處理裝置；31.控制器；32.計算機； F1.注射泵出口閥； F2.壓力脈沖發(fā)生器出口閥；F3.環(huán)壓泵出口閥；F4.巖心夾持器入口閥；F5.巖心夾持器出口閥；F6.微型泵進水閥；F7.上游腔室進水閥；F8.上游腔室出水閥；F9.下游腔室進水閥；F10.下游腔室出水閥；P1.入口壓力表；P2.出口壓力表；P3.環(huán)壓表；PZ.壓差傳感器；LZ.流量傳感器；B1.微型泵；L1.容積流量計。

具體實施方式

如圖1所示，本實用新型的低滲巖石滲透率測試系統(tǒng)包括動力裝置1、測試裝置2和數(shù)據(jù)采集及處理裝置3。動力裝置1包括氮氣瓶11、注射泵12和壓力脈沖發(fā)生器13，氮氣瓶11的出口與注射泵12的入口相連，注射泵12的出口設有注射泵出口閥F1，壓力脈沖發(fā)生器13的出口設有壓力脈沖發(fā)生器出口閥F2，壓力脈沖發(fā)生器出口閥F2的出口與入口管道的入口端相連。測試過程中可以根據(jù)需要壓力脈沖。

測試裝置2包括巖心夾持器22、水箱26和微型泵B1，巖心夾持器22的中部連接有對巖心施加圍壓的圍壓管，圍壓管與環(huán)壓泵23的出口相連，環(huán)壓泵23的出口安裝有環(huán)壓泵出口閥F3。巖心夾持器22的入口端安裝有巖心夾持器入口閥F4，巖心夾持器22的出口端安裝有巖心夾持器出口閥F5，注射泵出口閥F1的出口通過入口管道與巖心夾持器入口閥F4的入口相連，巖心夾持器出口閥F5的出口與出口管道相連，入口管道的末端通過三通連接有上游腔室24，出口管道的首端通過三通連接有下游腔室25，上游腔室24連接有上游腔室進水閥F7和上游腔室出水閥F8，下游腔室25連接有下游腔室進水閥F9和下游腔室出水閥F10；上游腔室24與下游腔室25的結構相同。微型泵B1的吸口通過微型泵進水閥F6與水箱26的底部相連，微型泵B1的出口安裝有容積流量計L1，容積流量計L1的出口分別通過進水管與上游腔室進水閥F7和下游腔室進水閥F9相連，上游腔室出水閥F8和下游腔室出水閥F10分別通過回流管與水箱26相連。

因為氮氣不溶于水，而且水具有不可壓縮特性，上游腔室24和下游腔室25的容積可以根據(jù)不同的巖心的孔隙體積進行調整，提高了低滲透巖石的測試精度，縮短了測試時間。調整范圍可達到巖心孔隙體積與上游腔室24、下游腔室25容積比值為0.25～0.5，以減少測試誤差。已知巖心的孔隙體積v，則上游腔室24和下游腔室25的體積應為2～4v，上游腔室24和下游腔室25的最大容積為V。需要減少上游腔室24和下游腔室25容積時，啟動微型泵B1，開啟微型泵進水閥F6、上游腔室進水閥F7和下游腔室進水閥F9，通過微型泵B1將水箱26中的水注入上游腔室24和下游腔室25。注水量可由容積流量計L1獲得，當容積流量計L1測得的數(shù)值在(V-4v)～ (V-2v )范圍內時，關閉微型泵進水閥F6、上游腔室進水閥F7、下游腔室進水閥F9和微型泵B1。需要增加上游腔室24和下游腔室25容積時，關閉微型泵B1，開啟上游腔室出水閥F8和下游腔室出水閥F10，將上游腔室24和下游腔室25中的水排入水箱26中。

入口管道上安裝有入口壓力表P1和流量傳感器LZ，出口管道上安裝有出口壓力表P2，入口管道與出口管道之間安裝有壓差傳感器PZ，圍壓管上安裝有環(huán)壓表P3。環(huán)壓表P3可以監(jiān)測巖心夾持器22的圍壓，入口壓力表P1可以監(jiān)測巖心夾持器入口的壓力，流量傳感器LZ可以監(jiān)測巖心夾持器的入口流量，出口壓力表P2可以監(jiān)測巖心夾持器出口的壓力，壓差傳感器PZ可以監(jiān)測巖心夾持器入口與出口的壓力差。

數(shù)據(jù)采集及處理裝置3包括控制器31和與控制器31相連的計算機32，入口壓力表P1、出口壓力表P2、流量傳感器LZ、壓差傳感器PZ和環(huán)壓表P3的信號線分別接入控制器31。控制器31采集到巖心夾持器22的圍壓，入口壓力、入口流量、出口壓力及進出口壓力差等數(shù)據(jù)，并將采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送給計算機32進行處理和出具報告。

測試裝置2整體置于恒溫箱21中。使整個測試過程在恒溫箱21中進行，可減少溫度的變化對測試精度的影響，進一步提高測試精度。

以上所述僅為本實用新型之較佳可行實施例而已，非因此局限本實用新型的專利保護范圍。除上述實施例外，本實用新型還可以有其他實施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術方案，均落在本實用新型要求的保護范圍內。本實用新型未經(jīng)描述的技術特征可以通過或采用現(xiàn)有技術實現(xiàn)，在此不再贅述。