方形岩样夹持器的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种方形岩样夹持器，包括：上端头，上盖，外壳、橡胶套筒、下端头、下盖及岩心堵头；所述橡胶套筒设置在所述外壳内部，所述上端头的下端插接在所述橡胶套筒的顶部，所述下端头的上端插接在所述橡胶套筒的底部；所述橡胶套筒中心部位呈正方体型，正方体型方形岩样设置在所述橡胶套筒的中心部位，且所述方形岩样的上端面与所述上端头底面相接，所述方形岩样的下端面与所述岩心堵头的上端头相接。本发明提供的一种方形岩样夹持器，通过设置正方体型的橡胶套筒结构，可以将岩样设计呈方形，通过该夹持器，既可实现方形岩样三个方向上的渗透率数据。
【专利说明】方形岩样夹持器
【技术领域】
[0001]本发明涉及岩心分析【技术领域】，特别涉及一种方形岩样夹持器。
【背景技术】
[0002]随着世界经济的快速发展，各国对油气资源的需求也迅速上升，然而常规油气资源的产量却相对不足，于是非常规油气资源得到了更多的目光。非常规油气资源主要包括页岩气、致密砂岩油气和煤层气等，但是它们所处的地质结构复杂，勘探开发的理论也与常规油气存在很大的差异，更加增加了对其开发的难度。
[0003]与常规油气相比，非常规油气更加复杂、储层更加致密，孔隙度和渗透率也更低，因此如何分析这种致密储层的孔渗特征便是我们面临的首要问题，因为孔隙度的大小决定油气的储量，渗透率的大小影响油气的产量。
[0004]影响渗透率大小的因素很多，压实作用、胶结作用、溶蚀作用等各种成岩作用都对渗透率有很大影响，除此之外渗透率还与沉积环境密切相关，不仅表现在同一层理之内不同方向上存在差异，在不同层理之间渗透率差异更大。
[0005]在非常规油气快速发展的今天，我们更需要尽快对岩性致密、层理和割理比较发育的致密砂岩油气、页岩油气和煤层气等非常规油气进行深入研究，研究其渗透率在各个方向上的变化，为下一步的油气勘探开发打好基础，因此，不管是层内还是层间的渗透率变化都是我们所要关注的焦点。
[0006]我们目前应用的最普遍的岩心分析样品是柱塞样，通过它我们只能得到两个端面之间一个方向上的渗透率数据，侧面上的渗透率仅能分析全直径岩心，然而目前我们所分析的样品绝大部分还都是I英寸和1.5英寸的柱塞样，这种样品不能得到侧面上的渗透率。
【发明内容】
[0007]本发明所要解决的技术问题是提供一种能多面测量岩心渗透数据的方形岩样夹持器。
[0008]为解决上述技术问题，本发明提供了一种方形岩样夹持器，包括:上端头，上盖，夕卜壳、橡胶套筒、下端头、下盖及岩心堵头；
[0009]所述上端头中心部位设置有进气口，所述上端头设置在所述上盖与所述外壳顶部之间，且与所述上盖和所述外壳均密封连接；
[0010]所述下端头中心部位设置有方形孔，所述下端头设置在所述下盖与所述外壳下端之间，且与所述下盖和所述外壳均密封连接；
[0011]所述岩心堵头中心部位设置有出气口，所述岩心堵头插接在所述下端头的方形孔中；
[0012]所述橡胶套筒设置在所述外壳内部，所述上端头的下端插接在所述橡胶套筒的顶部，所述下端头的上端插接在所述橡胶套筒的底部；所述橡胶套筒中心部位呈正方体型，正方体形的方形岩样设置在所述橡胶套筒的中心部位，且所述方形岩样的上端面与所述上端头底面相接，所述方形岩样的下端面与所述岩心堵头的上端头相接，通过对所述橡胶套筒与外壳之间抽真空处理后，对所述方形岩样四面加围压，测量气体从所述进气口进入，经过方形岩样后从出气口流出，保持方形岩样上、下端面的气体压力差不变，待出气口气体流量稳定一段时间后，经过测量获得出气口的气体流量。
[0013]进一步地，所述的方形岩样夹持器还包括:锁紧螺栓，所述锁紧螺栓与所述岩心堵头螺接，用于通过改变所述岩心堵头的位移，从而使所述方形岩样的上端面与所述上端头的下端面贴合在一起。
[0014]进一步地，所述的方形岩样夹持器还包括:密封圈，所述上端头与所述外壳连接处设有所述密封圈，所述下端头与所述外壳连接处设有所述密封圈。
[0015]本发明提供的一种方形岩样夹持器，通过设置正方体型的橡胶套筒结构，可以将岩样设计呈方形，通过该夹持器，既可实现方形岩样三个方向上的渗透率数据。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为本发明实施例提供的一种方形岩样夹持器的结构示意图；
[0017]图2为本发明实施例提供的方形岩样测量面设定示意图；
[0018]图3为本发明实施例提供的方形岩样测量端面渗透方向设定示意图；
[0019]图4为本发明实施例提供的一种方形岩样夹持器的工作原理示意图。
【具体实施方式】
[0020]参见图1，本发明实施例提供的一种方形岩样夹持器，主要包括:
[0021]上端头1，上盖2，外壳3、橡胶套筒4、下端头5、下盖6、岩心堵头7及锁紧螺栓8 ；
[0022]所述上端头I中心部位设置有进气口 9，所述上端头I设置在所述上盖2与所述外壳3的顶部之间，且与所述上盖2和所述外壳3均密封连接；
[0023]所述下端头5中心部位设置有方形孔，所述下端头5设置在所述下盖6与所述外壳3的下端之间，且与所述下盖6和所述外壳3均密封连接；
[0024]所述岩心堵头7中心部位设置有出气口 10，所述岩心堵头7插接在所述下端头5的方形孔中；
[0025]所述橡胶套筒4设置在所述外壳3内部，所述上端头I的下端插接在所述橡胶套筒4的顶部，所述下端头5的上端插接在所述橡胶套筒4的底部，使其形成一个整体。所述橡胶套筒4中心部位呈正方体型，呈正方体形的方形岩样11设置在所述橡胶套筒4的中心部位，且所述方形岩样11的上端面与所述上端头I底面相接，所述方形岩样11的下端面与所述岩心堵头7的上端头相接，通过对所述橡胶套筒4与外壳3之间抽真空处理后，对所述方形岩样11四面加围压，测量气体从所述进气口 9进入，经过方形岩样11后从出气口 10流出，保持方形岩样11上、下端面的气体压力差不变，待出气口 10的气体流量稳定一段时间后，测量出气口 10的气体流量，根据达西定律计算得出渗透率数据，从而得到所述方形岩样11上、下两个端面方向上的渗透率。所述锁紧螺栓8与所述岩心堵头7螺接，用于通过改变所述岩心堵头7的位移，从而使所述方形岩样11的上端面与所述上端头I的下端面贴合在一起。所述上端头I与所述外壳3连接处设有密封圈12，所述下端头5与所述外壳3连接处设有密封圈12。[0026]使用上述夹持器时，首先需要将外壳3与橡胶套筒4之间的氮气抽掉，然后把方形岩样11从下端头5中间的孔隙放入，用岩心堵头7将方形岩样11顶入，然后用锁紧螺栓8使岩心堵头7将方形岩样11紧紧定在上端头I上，最后在外壳3与橡胶套筒4之间冲入一定压力的氮气，使方形岩样11的四个侧面与橡胶套筒4紧密接触，达到密封的效果，测量的气体只能从进气口 9进入，经过方形岩样11由出气口 10流出。
[0027]使用本发明提供的方形岩样夹持器进行测量时，首先要用方形介质杯先测量方形岩样11的孔隙度，因为孔隙度的大小与方向无关，因此孔隙度的测量不用测量三个方向。测量渗透率大小之前应先观察加工好的方形岩样11，辨认清楚层理之后，在三个方向上加以标注，分别在三组对立面上标注x、y、z (见附图2、3)。测量方形岩样11的渗透率时也要使用与本发明提供的方形岩样夹持器，测量X方向的渗透率时将标有X标志的两个面作为顶面和底面，其他四个面上加围压(见附图4)，测量气体从进气口 9进入，经方形岩样11下端流出，保持方形岩样11的上、下端面的气体压力差不变，待出气口 10气体流量稳定一段时间后，测量出气口 10的气体流量，再依据方形岩样11的横截面积和长度等数据，用达西定律计算得出渗透率数据，从而得到该方形岩样Ilx方向的渗透率，然后去掉围压取下方形岩样11，换个方向用标有y标记的两个端面作为顶面和底面，用同样的方法测量得到方形岩样Ily方向的渗透率数据，最后同理测得Z方向渗透率数据。
[0028]本发明提供的一种方形岩样夹持器，通过将夹持器的橡胶套筒4内壁加工成方形，然后把岩样11也加工成尺寸一致的方形，在方形橡胶套筒4四周同时加压，起到侧面密封的效果，从而测量上下两端的渗透率，通过改变方形岩样11放入的方向来完成同一块岩样三个方向的渗透率测量，观察三个方向的渗透率测量数据，分析同一块样品不同方向渗透率产生差异的原因，并用该测量数据来描述渗透率的各向异性，取得了较好的效果，也使我们对渗透率的各向异性有比较直观的认识。
[0029]最后所应说明的是，以上【具体实施方式】仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
【权利要求】
1.一种方形岩样夹持器，其特征在于，包括: 上端头，上盖，外壳、橡胶套筒、下端头、下盖及岩心堵头； 所述上端头中心部位设置有进气口，所述上端头设置在所述上盖与所述外壳顶部之间，且与所述上盖和所述外壳均密封连接； 所述下端头中心部位设置有方形孔，所述下端头设置在所述下盖与所述外壳下端之间，且与所述下盖和所述外壳均密封连接； 所述岩心堵头中心部位设置有出气口，所述岩心堵头插接在所述下端头的方形孔中； 所述橡胶套筒设置在所述外壳内部，所述上端头的下端插接在所述橡胶套筒的顶部，所述下端头的上端插接在所述橡胶套筒的底部；所述橡胶套筒中心部位呈正方体型，正方体形的方形岩样设置在所述橡胶套筒的中心部位，且所述方形岩样的上端面与所述上端头底面相接，所述方形岩样的下端面与所述岩心堵头的上端头相接，通过对所述橡胶套筒与外壳之间抽真空处理后，对所述方形岩样四面加围压，测量气体从所述进气口进入，经过方形岩样后从出气口流出，保持方形岩样上、下端面的气体压力差不变，待出气口气体流量稳定一段时间后，经过测量获得出气口的气体流量。
2.如权利要求1所述的方形岩样夹持器，其特征在于，还包括: 锁紧螺栓，所述锁紧螺栓与所述岩心堵头螺接，用于通过改变所述岩心堵头的位移，从而使所述方形岩样的上端面与所述上端头的下端面贴合在一起。
3.如权利要求1所述的方形岩样夹持器，其特征在于，还包括: 密封圈，所述上端头与所述外壳连接处设有所述密封圈，所述下端头与所述外壳连接处设有所述密封圈。
【文档编号】G01N15/08GK103900939SQ201310746741
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2013年12月30日 优先权日:2013年12月30日
【发明者】李新, 刘鹏, 石会占, 罗燕颖, 陈渝, 张永浩, 方朝强, 李兵 申请人:中国石油天然气集团公司, 中国石油集团测井有限公司