測量低滲透巖心滲透率的裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于石油工程領(lǐng)域，具體地，涉及一種石油與天然氣開發(fā)領(lǐng)域中對巖心的 滲透率進(jìn)行測量的實(shí)驗(yàn)裝置及方法，特別地，涉及一種測量低滲透巖心滲透率的實(shí)驗(yàn)裝置 及方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 低滲透巖心是指滲透率介于（0. 1~50)X10_3ym的多孔介質(zhì)，低滲透巖心中的單 相流體滲流問題在能源開發(fā)、水利工程、核廢料處理等領(lǐng)域具有十分廣泛的應(yīng)用背景。中國 目前的探明儲(chǔ)量及開發(fā)儲(chǔ)量中，低滲透儲(chǔ)量占了很大的比例。巖石的滲透率表征巖石允許 流體通過的能力，是描述儲(chǔ)層巖石最基本的物理參數(shù)之一。低滲透巖心孔吼尺寸微小、滲透 率低，常規(guī)的巖石流動(dòng)實(shí)驗(yàn)因儀器死體積、流體揮發(fā)、實(shí)驗(yàn)誤差、巖石未完全飽和等因素，難 以準(zhǔn)確測量低滲巖石入口壓力和出口流量，致使測定結(jié)果與實(shí)際物理過程存在較大差別， 且結(jié)果難以與生產(chǎn)實(shí)際吻合。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提供一種能夠準(zhǔn)確測量低滲透巖心滲透率的實(shí)驗(yàn) 裝置及方法。
[0004] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用下述方案：
[0005] 測量低滲透巖心滲透率的裝置，包括：入口端壓帽、出口端壓帽、固化膠套、二氧化 碳?xì)馄?、玻璃漏斗、第一?biāo)尺、真空泵、聚四氟乙烯管、第二標(biāo)尺，其中：入口壓帽和出口壓 帽夾緊受測巖心的兩端面，受測巖心水平設(shè)置；第一三通的三個(gè)端口分別通過管線與入口 壓帽的出口、二氧化碳?xì)馄?、玻璃漏斗相連，第一三通與入口壓帽的出口相連的管線水平設(shè) 置，第一三通與二氧化碳?xì)馄肯噙B的管線上設(shè)有第一閥門，第一三通與玻璃漏斗相連的管 線為硅膠管，硅膠管上設(shè)有第二閥門；玻璃漏斗豎直放置，玻璃漏斗的一側(cè)豎直設(shè)有第一標(biāo) 尺，第一標(biāo)尺的下端與入口壓帽的中心相齊；第二三通的三個(gè)端口通過管線分別與出口壓 帽的出口、真空泵、聚四氟乙烯管相連；第二三通與真空泵相連的管線上設(shè)有第三閥門；第 二三通與聚四氟乙烯管相連的管線上設(shè)有第四閥門，聚四氟乙烯管內(nèi)徑為1mm、長度為1~ 2m，聚四氟乙烯管水平固定，與受測巖心的軸線在同一水平線上，聚四氟乙烯管的一側(cè)平行 放置第二標(biāo)尺。
[0006] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下：
[0007] 1、低滲透巖心滲透率測量裝置盡可能地減小了儀器的死體積，避免了死體積對測 量結(jié)果的影響；
[0008] 2、低滲透巖心滲透率測量裝置的巖石入口壓力采用液柱高度計(jì)量，出口流速采用 小內(nèi)徑的聚四氟乙烯管計(jì)量，同時(shí)去除了上下游軟管中流動(dòng)阻力的影響，提高了測量的精 度；
[0009] 3、通過所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方法，能夠保證受測巖心為單相液體完全飽和；
[0010] 4、實(shí)驗(yàn)裝置整體結(jié)構(gòu)簡單，易于制作和維修，且制作維修成本低。
【附圖說明】
[0011] 圖1為測量低滲透巖心滲透率的裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012] 圖2為入口端壓帽（出口端壓帽）示意圖；
[0013] 圖3為分流板接觸受測巖心端面一側(cè)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014] 圖中：1、入口端壓帽，2、出口端壓帽，3、受測巖心，4、固化膠套，5、第一三通，6、第 一閥門，7、二氧化碳?xì)馄浚?、第二閥門，9、硅膠管，10、玻璃漏斗，11、液面，12、第一標(biāo)尺，13、 第二三通，14、第三閥門，15、真空泵，16、第四閥門，17、聚四氟乙烯管，18、第二標(biāo)尺，19、壓 帽外殼，20、分流板，21、壓帽出口，22、分流板凹槽，23、分流板導(dǎo)流孔，24、分流板凸起。
【具體實(shí)施方式】
[0015] 如圖1、圖2、圖3所示，測量低滲透巖心滲透率的裝置，包括：入口端壓帽1、出口 端壓帽2、固化膠套4、二氧化碳?xì)馄?、玻璃漏斗10、第一標(biāo)尺12、真空泵15、聚四氟乙烯管 17、第二標(biāo)尺18,其中：
[0016] 受測巖心3為兩端面平整的圓柱體，直徑為2. 5cm;入口端壓帽1和出口端壓帽2 的構(gòu)造和尺寸相同，外直徑為2. 5cm，與受測巖心3的直徑相同；入口壓帽1和出口壓帽2夾 緊受測巖心3的兩端面，受測巖心3水平設(shè)置，固化膠套4將夾緊后的入口端壓帽1、出口端 壓帽2、受測巖心3沿環(huán)向密封。
[0017] 入口端壓帽1、出口端壓帽2均由壓帽外殼19和分流板20固定連接而成，分流板 20與受測巖心3相接觸的一側(cè)沿徑向和環(huán)向設(shè)有凹槽22,凹槽22寬度為2~3mm，深度為 1~2mm，在凹槽22內(nèi)設(shè)有導(dǎo)流孔23,導(dǎo)流孔23的直徑為2mm，分流板20通過凸起24使受 測巖心3和導(dǎo)流孔23之間存在一定距離，使得流體能均勻沿受測巖心3的端面流入或流 出；分流板20與受測巖心相背的一側(cè)與壓帽外殼20形成厚度為1~2mm的空腔，以保證流 體均勻沿導(dǎo)流孔23通過分流板20,并盡量減小死體積；壓帽外殼20的中心設(shè)有出口 21，用 于流體的流入或流出。
[0018] 第一三通5的三個(gè)端口分別通過管線與入口壓帽1的出口 21、二氧化碳?xì)馄?、玻 璃漏斗10相連，第一三通5與入口壓帽1的出口 21相連的管線水平設(shè)置，第一三通5與二 氧化碳?xì)馄?相連的管線上設(shè)有第一閥門6,第一三通5與玻璃漏斗10相連的管線為硅膠 管9,硅膠管9上設(shè)有第二閥門8 ;玻璃漏斗10豎直放置，玻璃漏斗10的一側(cè)豎直設(shè)有第一 標(biāo)尺12,第一標(biāo)尺12的下端與入口壓帽1的中心（即入口壓帽的出口中心）相齊，標(biāo)尺12 用于測量施加在受測巖心上游的液柱高度，即上游壓力值。
[0019] 第二三通13的三個(gè)端口通過管線分別與出口壓帽2的出口 21、真空泵15、聚四氟 乙烯管17相連；第二三通13與真空泵15相連的管線上設(shè)有第三閥門14 ;第二三通14與 聚四氟乙烯管17相連的管線上設(shè)有第四閥門16,聚四氟乙烯管17內(nèi)徑為1mm、長度為1~ 2m，聚四氟乙烯管17水平固定，與受測巖心3的軸線在同一水平線上，聚四氟乙烯管17的 一側(cè)平行放置第二標(biāo)尺18,第二標(biāo)尺18的起始刻度與第四閥門16的出口相齊，用以測量聚 四氟乙烯管17內(nèi)液面的移動(dòng)距離。
[0020] 用入口壓帽1、出口壓帽2夾緊受測巖心3,用質(zhì)量比例為1:0.8的環(huán)氧樹脂和固 化劑均勻攪拌調(diào)配成固化膠，先在夾緊后的入口壓帽1、出口壓帽2和受測巖心3的環(huán)周均 勻涂抹一層厚度為1mm固化膠，靜置6小時(shí)，固化膠既能起到密封受測巖心的作用，同時(shí)防 止固化膠因毛管力作用滲吸進(jìn)入受測巖心；待涂抹的固化劑固化后，繼續(xù)均勻涂抹固化膠， 直至固化膠厚度為3~5mm，以保證在受測巖心周圍形成較大強(qiáng)度的密封保護(hù)，且能承受一 定的壓力；將涂抹固化劑后的入口壓帽1、出口壓帽2和受測巖心3靜置，直至固化膠完全 固結(jié)形成固化膠套4,將固結(jié)后的受測巖心水平放置。
[0021] 測量低滲透巖心滲透率的方法，采用上述測量低滲透巖心滲透率的裝置，步驟如 下：
[0022] (1)、關(guān)閉第一閥門6、第二閥門8、第四閥門16,打開第三閥門14,用真空泵15對 受測巖心3進(jìn)行第一次抽真空處理；
[0023] (2)、抽完真空后，關(guān)閉第三閥門14,打開第一閥門6,通過二氧化碳?xì)馄?對受測 巖心3飽和二氧化碳；
[0024] (3)、飽和10~20分鐘之后，關(guān)閉第一閥門6,打開三閥門14,對受測巖心3再次 進(jìn)行抽真空處理，抽真空完成之后，關(guān)閉第三閥門14 ;本操作能夠