现场页岩岩心浸水实验装置的制作方法

本实用新型属于油气田勘探开发领域，更具体地，涉及一种现场页岩岩心浸水实验装置。

背景技术：

页岩储层基质孔隙以纳米级为主，孔隙直径一般小于100nm，渗透率一般小于0.003mD。因此，不同于常规气层，含气页岩其岩心在取出地面后，在岩心中仍残留天然气。通过研究页岩岩心剩余含气量，可以获得评价页岩气藏和页岩储层的许多指标。

页理发育是页岩储层的典型特征。页理是在页岩中发育的水平层理，其厚度小于1cm，由沉积成岩作用形成，层面代表了短暂的无沉积或沉积作用突然变化的间断面。页理是页岩沿层理方向易剥裂成页片的性质，是由于层状粘土矿物水平定向排列而具有易剥裂性的结果，页岩水平方向渗透率一般远大于垂直方向渗透率，认为页理缝对页岩储层的水平渗透率起主导作用。

页岩岩心浸水实验就是利用岩心中残留天然气来评价页岩的储集性能和储层结构。页岩岩心浸水实验是指将刚刚取出地面的页岩岩心，清洗泥浆后放入干净的清水中，观察页岩气由页岩岩心表面逸出形成气泡的状况。

观察多个地区页岩岩心浸水实验资料发现，页岩岩心剩余气沿岩心表面逸出并形成气泡的状况和强度与页岩的储集性能密切相关，页岩含气量大，渗透性好，在页岩表面形成的气体溢出点密集分布，形成的气泡体积大，在水中向上运动的速度快；反之，渗透性小、产量低的页岩储层，气体在岩心表面溢出点稀疏，气泡体积小，气泡运动的速度慢。

观察浸水实验同时发现，页岩气从岩心表面逸出点并不是均匀分布的，而是沿岩心表面的某一点持续地逸出，表明浸水实验气泡冒出的方式反映了储层结构，气泡溢出点的密集程度反映了储层纵向非均质程度。

研究认为应力释放可使得封闭的页理缝开启成为流体运移的通道，据高倍显微镜观察分析，浸水实验气体溢出点与页理缝张开度较大的端点相对应。

综合上述分析，通过现场页岩岩心浸水实验可以直观地判断页岩储层的储集性能，其岩心表面逸出气泡的频率可反映页理缝的发育强度。这种实验在现场也得到了应用，但是目前的浸水实验没有专用的仪器和装置，其过程就是将刚出井的页岩岩心清洗后置入盛水的普通鱼缸，利用手机或其它摄录设备对页岩岩心中剩余气沿岩心表面逸出形成气泡的状况拍摄视频，如俞雨溪(中国石油大学(华东)硕士论文，2013年)和肖红平(天然气地球科学，2016，27(10))均采用此种方法开展现场实验。由于简易装置录像视频不稳定，缺乏光源，也没有标尺度量气泡逸出频率及其在岩心上的位置和横向变化，视频含有的可利用的有效信息少，在页岩气藏勘探开发的实际工作中，这些视频实验资料也未得到有效利用，因此需要发明专用的现场页岩岩心浸水实验装置。

技术实现要素：

本实用新型的目的是克服现有技术的不足，研制一套现场页岩岩心浸水实验专用装置，用于清晰、稳定地观察和记录岩心中剩余气逸出的强度、溢出气泡点的数量和频率及其在岩心上的位置和横向变化。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种现场页岩岩心浸水实验装置，包括：

容器，所述容器的侧壁透明，所述容器的顶部设有敞口，底部设有排水口；

多个摄像模块，所述多个摄像模块方向可调的设置于所述容器的上部；

多个照明模块，所述多个照明模块设置于所述容器内；

岩心支架，所述岩心支架设置于所述容器内，所述岩心支架的宽度可调节。

优选地，所述岩心支架上沿水平方向设有尺寸刻度。

优选地，所述岩心支架包括平行设置于所述容器内的一对导轨和设置于所述一对导轨之间的一对滑块，所述滑块能够沿所述导轨滑动，所述滑块上沿水平方向设有尺寸刻度。

优选地，在所述导轨上沿所述导轨的长度方向设有多个第一销孔，所述滑块上设有与所述销孔轴向重合的第二销孔，所述第一销孔和第二销孔通过销轴固定。

优选地，所述容器为长方体，所述导轨沿所述容器的宽度方向设置。

优选地，所述容器的长度为50-70cm，宽度为30-50cm，高度为25-35cm。

优选地，所述排水口处设有堵水塞。

优选地，所述照明模块包括防水灯。

优选地，所述照明模块包括设于所述容器的相对侧面上的多个照明灯带。

优选地，所述容器的侧壁厚度为0.1-1cm。

本实用新型的有益效果在于：容器内盛放浸水实验用水，岩心放置于岩心支架上，多个摄像模块、多个照明模块与容器固定，调整拍摄方向和照明亮度，实现多方位角度的拍摄，可以实现清晰、稳定地观察和记录岩心中剩余气逸出的强度、溢出气泡点的数量、频率及其在岩心上的位置和横向变化，并可直观地判断页岩储层的储集性能，评价页岩储层页理缝的发育程度的优劣以及非均值程度，用于页岩气勘探开发选区、选层评价和产能评价，提高页岩气勘探开发效益。

本实用新型的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

通过结合附图对本实用新型示例性实施例进行更详细的描述，本实用新型的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。其中，在示例性实施例中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1示出了根据本实用新型一个实施例的现场页岩岩心浸水实验装置的纵向剖视图。

图2示出了根据本实用新型一个实施例的现场页岩岩心浸水实验装置的横向剖视图。

附图标记说明

1、容器；2、排水口；3、摄像模块；4、照明模块；5、导轨；6、滑块；7、岩心；8、照明灯带。

具体实施方式

下面将更详细地描述本实用新型的优选实施方式。虽然以下描述了本实用新型的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本实用新型而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本实用新型更加透彻和完整，并且能够将本实用新型的范围完整地传达给本领域的技术人员。

根据本实用新型实施例的一种现场页岩岩心浸水实验装置包括：

容器，容器的侧壁透明，容器的顶部设有敞口，底部设有排水口；多个摄像模块，多个摄像模块方向可调的设置于容器的上部；多个照明模块，多个照明模块设置于容器内；岩心支架，岩心支架设置于容器内，岩心支架的宽度可调节。

具体地，容器是浸水实验的主要部件，容器选用透明材质，用于盛放浸水实验用水，摄像装置、照明装置和岩心支架均与容器固定。

多个摄像模块多方位的固定于容器上部，摄像头方向可调节，用于全面纪录岩心各方向气泡溢出，多个照明模块固定于容器内部，用于现场拍摄照明，提高摄像质量；岩心支架至于容器内底部，可根据岩心直径尺寸调节支架宽度。

具体地，摄像模块和照明模块的数量根据实际情况选择，保证摄像图像清晰和信息全面。

具体操作过程如下：

1)容器中注入一定量的清水，保证岩心能够全部浸入水中，根据岩心直径调节岩心支架宽度，并完成固定。

2)开启摄像模块和照明模块，预先确定岩心的放置位置，完成摄像模块的摄像方向和照明模块的亮度调节，保证摄像效果。

3)将现场取出的岩心快速放入预先确定的放置位置，摄像模块开始摄像，全面记录岩心中剩余气逸出的强度、溢出气泡点的数量和频率及其在岩心上的位置和横向变化。

4)完成摄像后将岩心取出，在开展下一个岩心实验前对水浑浊程度进行判断，如果影响摄像效果，则取下容器底部的堵水塞，排出污水，再次注入清水开展实验。

作为优选方案，岩心支架上沿水平方向设有尺寸刻度，用于度量气泡逸出频率及其在岩心上的位置和横向变化。

作为优选方案，岩心支架包括平行设置于容器内的一对导轨和设置于一对导轨之间的一对滑块，滑块能够沿导轨滑动，滑块上沿其长度方向设有尺寸刻度。

作为优选方案，在导轨上沿导轨的长度方向设有多个第一销孔，滑块上设有与销孔轴向重合的第二销孔，第一销孔和第二销孔通过销轴固定。

作为优选方案，容器为长方体，导轨沿容器的宽度方向设置。

具体地，一对导轨分别固定在容器两个侧面沿宽度方向的底边，并与容器的侧壁接触。一对滑块设置于一对导轨之间，滑块沿容器的长度方向设置，能够在容器的内滑动，从而实现岩心支架宽度可调节的功能，宽度调整到合适位置后，利用固定销对滑块进行固定。

具体地，岩心样品为圆柱体，一对滑块可沿容器的长度方向设置，并能够沿容器的宽度方向滑动，调整一对滑块之间的距离，使得岩心样品的直径截面垂直于滑块的长度方向设置。

作为优选方案，所述容器的长度为50-70cm，宽度为30-50cm，高度为25-35cm。

作为优选方案，所述排水口处设有堵水塞，便于更换容器中的水，实验过程中水易浑浊影响摄像效果。

作为优选方案，所述照明模块包括防水灯。

作为优选方案，照明模块包括设于容器的相对侧面上的多个照明灯带，加强容器内的照明亮度，使容器各个位置都照明充足，清晰、稳定地观察和记录岩心中剩余气逸出的强度、溢出气泡点的数量、频率及其在岩心上的位置和横向变化。

作为优选方案，所述容器的侧壁厚度为0.1-1cm。

实施例

图1示出了根据本实用新型一个实施例的现场页岩岩心浸水实验装置的纵向剖视图，图2示出了根据本实用新型一个实施例的现场页岩岩心浸水实验装置的横向剖视图。

如图1至图2所示，根据本实用新型实施例的一种现场页岩岩心浸水实验装置，包括：

容器1，容器1的侧壁透明，容器1的顶部设有敞口，底部设有排水口2，排水口处设有堵水塞；多个摄像模块3，多个摄像模块3方向可调的设置于容器1的上部；多个照明模块4，多个照明模4块设置于容器1内，照明模块4包括防水灯，照明模块还包括设于容器的相对侧面上的两个照明灯带8，分别设置于容器长度方向的侧面的上下两端；岩心支架，岩心支架设置于容器1内，岩心支架的宽度可调节。岩心支架包括平行设置于容器1内的一对导轨5和设置于一对导轨5之间的一对滑块6，滑块6能够沿导轨5滑动，滑块6上沿水平方向设有尺寸刻度。容器1为长方体，导轨5沿容器1的宽度方向设置。

在导轨5上沿导轨5的长度方向设有多个第一销孔(未示出)，滑块6上设有与销孔轴向重合的第二销孔(未示出)，第一销孔和第二销孔通过销轴固定。

容器的长度为61cm，宽度为41cm，高度为30.5cm，容器1的侧壁厚度为0.5cm。排水孔为直径4cm圆形排水口，堵水塞采用橡胶材质。

滑轨长度40cm，宽度15cm，高度1cm。滑块长50cm，宽5cm，高10cm。

实施过程如下：

1)容器中注入一定量的清水，水面距容器1底面的距离为28cm，岩心7直径为10cm，根据岩心直径调节一对滑块6的之间的宽度为8cm，利用固定销对滑块6进行固定。

2)开启摄像模块3和照明模块4，确定岩心7端面的放置位置为标尺的10cm处，完成摄像装置摄像方向和照明亮度的调节，保证摄像效果。

3)将现场取出的岩心7快速放入预先确定的放置位置，摄像模块3开始摄像，全面记录岩心中剩余气逸出的强度、溢出气泡点的数量和频率及其在岩心上的位置和横向变化。

4)完成摄像后将岩心取出，对水浑浊程度进行判断，如果影响摄像效果，取下容器底部的堵水塞，排出污水，再次注入清水开展实验。

以上已经描述了本实用新型的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。