一种测试页岩裂缝吸水能力的装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种测试页岩裂缝吸水能力的装置，包括依次连接的储水机构、供水泵、岩板固定机构和计量机构，所述供水泵为恒速恒压泵，用于将所述储水机构中的水泵入所述岩板固定机构中；所述岩板固定机构内设置有具备裂缝的页岩实验岩板；所述计量机构与所述岩板固定机构的出水口相连，用于检测单位时间内从所述岩板固定机构出水口流出的水量。本实用新型通过检测岩板固定机构进水口和出水口的水量变化来决定该实验岩板是否吸水饱合，并通过计算实验前后岩板的质量变化，结合裂缝表面积计算得出裂缝面容比与吸水量的关系。并通过使用地层岩块进行实验，设置恒温箱和回压阀，更好的模拟地层中实际条件，结构简单、操作方便且测试结构稳定可靠。
【专利说明】
一种测试页岩裂缝吸水能力的装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及页岩吸水能力研究领域，特别是涉及一种测试页岩裂缝吸水能力的装置。
【背景技术】
[0002]大型页岩水力压裂中，大量的水在破裂的岩石缝(裂缝)中流动，由于页岩自身的水化作用，当气井排水采气时，会有部分水无法返排出来，留存在地层中的水量多少对气井的产量影响很大，所以确定页岩裂缝中水量留存比例对于研究气井产量至关重要。目前，尚没有专门针对水在页岩裂缝中的留存量的测量仪器，一般均是通过裂缝导流仪进行测量，该方法有以下不足:I)水罐不能加热，只是在管线上进行加热，不能模拟水在地层条件下的温度;2)岩板尺寸较小，17.6厘米X 3.8厘米，水在如此小面积的岩面上吸收较少，容易带来较大的计算误差;3)对岩板的加热采用加热板，温度精度不高。
[0003]由此可见，现有的仪器在结构、方法与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。如何能创设一种结构简单、测试结构准确的新的测试页岩裂缝吸水能力的装置，实属当前业界极需改进的目标。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型要解决的技术问题是提供一种结构简单、测试结构准确的测试页岩裂缝吸水能力的装置，使其能更好的模拟地层条件，克服现有的测试仪器的不足。
[0005]为解决上述技术问题，本实用新型提供包括依次连接的储水机构、供水栗、岩板固定机构和计量机构，
[0006]所述供水栗为恒速恒压栗，用于将所述储水机构中的水栗入所述岩板固定机构中；
[0007]所述岩板固定机构内设置有具备裂缝的页岩实验岩板；
[0008]所述计量机构与所述岩板固定机构的出水口相连，用于检测单位时间内从所述岩板固定机构出水口流出的水量。
[0009]作为本实用新型的一种改进，所述岩板固定机构内设置有两块页岩实验岩板，所述两块页岩实验岩板之间形成所述裂缝。
[0010]进一步改进，所述裂缝中铺满一定量的支撑剂。
[0011]进一步改进，所述支撑剂采用天然砂或人造高强度陶瓷颗粒。
[0012]进一步改进，所述页岩实验岩板采用长为25.4厘米，宽为3.8厘米，厚为2.54厘米的地层岩板。
[0013]进一步改进，所述计量机构为电子称重计。
[0014]进一步改进，所述计量机构还包括与所述电子称重计连接的计算机设备。
[0015]进一步改进，所述岩板固定机构和计量机构之间设有回压阀。
[0016]进一步改进，所述页岩裂缝吸水能力的装置还包括恒温箱，所述储水机构、供水栗和岩板固定机构设置于所述恒温箱中。
[0017]采用上述的技术方案，本实用新型至少具有以下优点:
[0018]本实用新型通过采用恒速恒压栗为实验岩板裂缝中栗入水分，并采用计量机构检测单位时间内从岩板固定机构出水口流出的水量，通过比较流入和流出该实验岩板裂缝的水量，决定该实验岩板是否吸水饱合，再通过称重该实验岩板吸水前后的质量差，结合裂缝表面积计算得出裂缝面容比与吸水量的关系，进而得出裂缝复杂程度与吸水量的关系。
[0019]本实用新型通过设置恒温箱和回压阀，更好的模拟地层中实际条件，结构简单、操作方便且测试结构稳定可靠。
【附图说明】
[0020]上述仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，以下结合附图与【具体实施方式】对本实用新型作进一步的详细说明。
[0021]图1是本实用新型测试页岩裂缝吸水能力装置的结构示意图。
[0022]图2是本实用新型测试页岩裂缝吸水能力装置中岩板固定机构内部结构示意图。
【具体实施方式】
[0023]本实用新型测试页岩裂缝吸水能力的装置是一种能够模拟地层条件下大型水力压裂过程中页岩裂缝吸水情况的装置，使用该装置时，通过计算不同类型裂缝形态下的出入口水量之差，得到裂缝面容比与吸水量的关系，进而得到返排率与裂缝复杂程度的关系。该测试页岩裂缝吸水能力的装置具体结构如下:
[0024]参照附图1所示，本实用新型测试页岩裂缝吸水能力的装置，包括依次连接的储水机构1、供水栗4、岩板固定机构2和计量机构3。
[0025]该储水机构I，用于储存测试用水。
[0026]该供水栗4为恒速恒压栗，用于将储水机构I中的水栗入岩板固定机构2中。
[0027]该岩板固定机构2内设置有具备裂缝的页岩实验岩板8。本实施例中该岩板固定机构2内设置有两块标准的页岩实验岩板8，该页岩实验岩板8采用长25.4厘米，宽3.8厘米，厚2.54厘米的地层岩板。该两块实验岩板8之间铺满一定量的支撑剂9来模拟地层条件下的支撑裂缝，该支撑剂9 一般采用具有一定粒度和级配的天然砂或人造高强度陶瓷颗粒，如附图2所示。则通过供水栗4栗入的水从该岩板固定机构2进水口进入后，流过该两块实验岩板8之间的裂缝，从该岩板固定机构2的出水口流出。
[0028]该计量机构3，用于检测单位时间内从该岩板固定机构2出水口流出的水量。本实施例中剂量机构3为电子称重计，该电子称重计通过持续测量从该岩板固定机构2出水口流出的水的重量，计算单位时间内该岩板固定机构的出水量。为了及时准确的得到实验结束时间，该计量机构3还可连接计算机设备7，实现更好的监测出水量的变化。
[0029]为了更好的模拟地层实际条件，该岩板固定机构2和计量机构3之间的管路上设有回压阀5，该回压阀5用于调整该岩板固定机构2出水口处的压力。且该实用新型测试页岩裂缝吸水能力的装置还包括恒温箱6，该储水机构1、供水栗4和岩板固定机构2以及回压阀5设置于该恒温箱6中，以使储水机构I中水的温度和岩板固定机构2中实验岩板的温度更接近于地层实际温度，使实验结果准确可靠。
[0030]本实用新型测试页岩裂缝吸水能力的装置的测试步骤如下:
[0031]D实验岩板制备
[0032]将地层岩心制作成25.4厘米X3.8厘米X 2.54厘米的标准实验岩板；
[0033]2)实验前对两块实验岩板8称重，其两块实验岩板8的质量为ml;
[0034]3)将实验岩板8放入岩板固定机构2中，连接管线；
[0035]4)调节恒温箱6的温度至指定温度；
[0036]5)以一定的栗水排量向岩板固定机构2中栗水，同时通过计量机构3持续检测该岩板固定机构2出水口处的水量，当该岩板固定机构2的进水口和出水口的水量在单位时间内相等时停止注水，说明实验岩板8和支撑剂9的吸水量达到饱和；
[0037]6)将恒温箱6降温，取出实验岩板8，称重，此时两块实验岩板8的质量m2;
[0038]7)计算该类型实验岩板单位吸水面积的吸水量，如式(I):
[0039](m2-ml)/A (I)
[0040]其中，ml为测试前两块实验岩板的质量，m2为测试后两块实验岩板的质量，A为两块实验岩板形成的裂缝处两块实验岩板的吸水表面积。
[0041]本实用新型可以通过改变实验岩板表面的结构和形状来模拟不同面容比岩石的吸水能力。由于吸水量与岩石的岩性、面容比相关，通过此装置的测量可以得出不同岩性岩石的条件下，吸水量与面容比的关系，由于裂缝复杂程度与面容比成正比，因此进而可以得出裂缝复杂程度与吸水量的关系。
[0042]本实用新型通过使用地层岩块进行实验，通过设置恒温箱和回压阀，更好的模拟地层中实际条件，结构简单、操作方便且测试结构稳定可靠。
[0043]以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本实用新型的保护范围内。
【主权项】
1.一种测试页岩裂缝吸水能力的装置，其特征在于，包括依次连接的储水机构、供水栗、岩板固定机构和计量机构， 所述供水栗为恒速恒压栗，用于将所述储水机构中的水栗入所述岩板固定机构中； 所述岩板固定机构内设置有具备裂缝的页岩实验岩板； 所述计量机构与所述岩板固定机构的出水口相连，用于检测单位时间内从所述岩板固定机构出水口流出的水量。2.根据权利要求1所述的测试页岩裂缝吸水能力的装置，其特征在于，所述岩板固定机构内设置有两块页岩实验岩板，所述两块页岩实验岩板之间形成所述裂缝。3.根据权利要求2所述的测试页岩裂缝吸水能力的装置，其特征在于，所述裂缝中铺满一定量的支撑剂。4.根据权利要求3所述的测试页岩裂缝吸水能力的装置，其特征在于，所述支撑剂采用天然砂或人造高强度陶瓷颗粒。5.根据权利要求2所述的测试页岩裂缝吸水能力的装置，其特征在于，所述页岩实验岩板采用长为25.4厘米，宽为3.8厘米，厚为2.54厘米的地层岩板。6.根据权利要求1所述的测试页岩裂缝吸水能力的装置，其特征在于，所述计量机构为电子称重计。7.根据权利要求6所述的测试页岩裂缝吸水能力的装置，其特征在于，所述计量机构还包括与所述电子称重计连接的计算机设备。8.根据权利要求1所述的测试页岩裂缝吸水能力的装置，其特征在于，所述岩板固定机构和计量机构之间设有回压阀。9.根据权利要求1所述的测试页岩裂缝吸水能力的装置，其特征在于，所述页岩裂缝吸水能力的装置还包括恒温箱，所述储水机构、供水栗和岩板固定机构设置于所述恒温箱中。
【文档编号】E21B47/10GK205477601SQ201620240065
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年3月25日
【发明人】柳明
【申请人】中国石油集团长城钻探工程有限公司