测量低渗透岩心渗透率的装置及方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于石油工程领域，具体地，涉及一种石油与天然气开发领域中对岩心的 渗透率进行测量的实验装置及方法，特别地，涉及一种测量低渗透岩心渗透率的实验装置 及方法。
【背景技术】
[0002] 低渗透岩心是指渗透率介于（0. 1~50)X10_3ym的多孔介质，低渗透岩心中的单 相流体渗流问题在能源开发、水利工程、核废料处理等领域具有十分广泛的应用背景。中国 目前的探明储量及开发储量中，低渗透储量占了很大的比例。岩石的渗透率表征岩石允许 流体通过的能力，是描述储层岩石最基本的物理参数之一。低渗透岩心孔吼尺寸微小、渗透 率低，常规的岩石流动实验因仪器死体积、流体挥发、实验误差、岩石未完全饱和等因素，难 以准确测量低渗岩石入口压力和出口流量，致使测定结果与实际物理过程存在较大差别， 且结果难以与生产实际吻合。
【发明内容】
[0003] 为克服现有技术的缺陷，本发明提供一种能够准确测量低渗透岩心渗透率的实验 装置及方法。
[0004] 为解决上述技术问题，本发明采用下述方案：
[0005] 测量低渗透岩心渗透率的装置，包括：入口端压帽、出口端压帽、固化胶套、二氧化 碳气瓶、玻璃漏斗、第一标尺、真空泵、聚四氟乙烯管、第二标尺，其中：入口压帽和出口压 帽夹紧受测岩心的两端面，受测岩心水平设置；第一三通的三个端口分别通过管线与入口 压帽的出口、二氧化碳气瓶、玻璃漏斗相连，第一三通与入口压帽的出口相连的管线水平设 置，第一三通与二氧化碳气瓶相连的管线上设有第一阀门，第一三通与玻璃漏斗相连的管 线为硅胶管，硅胶管上设有第二阀门；玻璃漏斗竖直放置，玻璃漏斗的一侧竖直设有第一标 尺，第一标尺的下端与入口压帽的中心相齐；第二三通的三个端口通过管线分别与出口压 帽的出口、真空泵、聚四氟乙烯管相连；第二三通与真空泵相连的管线上设有第三阀门；第 二三通与聚四氟乙烯管相连的管线上设有第四阀门，聚四氟乙烯管内径为1mm、长度为1~ 2m，聚四氟乙烯管水平固定，与受测岩心的轴线在同一水平线上，聚四氟乙烯管的一侧平行 放置第二标尺。
[0006] 与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
[0007] 1、低渗透岩心渗透率测量装置尽可能地减小了仪器的死体积，避免了死体积对测 量结果的影响；
[0008] 2、低渗透岩心渗透率测量装置的岩石入口压力采用液柱高度计量，出口流速采用 小内径的聚四氟乙烯管计量，同时去除了上下游软管中流动阻力的影响，提高了测量的精 度；
[0009] 3、通过所设计的实验方法，能够保证受测岩心为单相液体完全饱和；
[0010] 4、实验装置整体结构简单，易于制作和维修，且制作维修成本低。
【附图说明】
[0011] 图1为测量低渗透岩心渗透率的装置结构示意图；
[0012] 图2为入口端压帽（出口端压帽）示意图；
[0013] 图3为分流板接触受测岩心端面一侧的结构示意图；
[0014] 图中：1、入口端压帽，2、出口端压帽，3、受测岩心，4、固化胶套，5、第一三通，6、第 一阀门，7、二氧化碳气瓶，8、第二阀门，9、硅胶管，10、玻璃漏斗，11、液面，12、第一标尺，13、 第二三通，14、第三阀门，15、真空泵，16、第四阀门，17、聚四氟乙烯管，18、第二标尺，19、压 帽外壳，20、分流板，21、压帽出口，22、分流板凹槽，23、分流板导流孔，24、分流板凸起。
【具体实施方式】
[0015] 如图1、图2、图3所示，测量低渗透岩心渗透率的装置，包括：入口端压帽1、出口 端压帽2、固化胶套4、二氧化碳气瓶7、玻璃漏斗10、第一标尺12、真空泵15、聚四氟乙烯管 17、第二标尺18,其中：
[0016] 受测岩心3为两端面平整的圆柱体，直径为2. 5cm;入口端压帽1和出口端压帽2 的构造和尺寸相同，外直径为2. 5cm，与受测岩心3的直径相同；入口压帽1和出口压帽2夹 紧受测岩心3的两端面，受测岩心3水平设置，固化胶套4将夹紧后的入口端压帽1、出口端 压帽2、受测岩心3沿环向密封。
[0017] 入口端压帽1、出口端压帽2均由压帽外壳19和分流板20固定连接而成，分流板 20与受测岩心3相接触的一侧沿径向和环向设有凹槽22,凹槽22宽度为2~3mm，深度为 1~2mm，在凹槽22内设有导流孔23,导流孔23的直径为2mm，分流板20通过凸起24使受 测岩心3和导流孔23之间存在一定距离，使得流体能均匀沿受测岩心3的端面流入或流 出；分流板20与受测岩心相背的一侧与压帽外壳20形成厚度为1~2mm的空腔，以保证流 体均匀沿导流孔23通过分流板20,并尽量减小死体积；压帽外壳20的中心设有出口 21，用 于流体的流入或流出。
[0018] 第一三通5的三个端口分别通过管线与入口压帽1的出口 21、二氧化碳气瓶7、玻 璃漏斗10相连，第一三通5与入口压帽1的出口 21相连的管线水平设置，第一三通5与二 氧化碳气瓶7相连的管线上设有第一阀门6,第一三通5与玻璃漏斗10相连的管线为硅胶 管9,硅胶管9上设有第二阀门8 ;玻璃漏斗10竖直放置，玻璃漏斗10的一侧竖直设有第一 标尺12,第一标尺12的下端与入口压帽1的中心（即入口压帽的出口中心）相齐，标尺12 用于测量施加在受测岩心上游的液柱高度，即上游压力值。
[0019] 第二三通13的三个端口通过管线分别与出口压帽2的出口 21、真空泵15、聚四氟 乙烯管17相连；第二三通13与真空泵15相连的管线上设有第三阀门14 ;第二三通14与 聚四氟乙烯管17相连的管线上设有第四阀门16,聚四氟乙烯管17内径为1mm、长度为1~ 2m，聚四氟乙烯管17水平固定，与受测岩心3的轴线在同一水平线上，聚四氟乙烯管17的 一侧平行放置第二标尺18,第二标尺18的起始刻度与第四阀门16的出口相齐，用以测量聚 四氟乙烯管17内液面的移动距离。
[0020] 用入口压帽1、出口压帽2夹紧受测岩心3,用质量比例为1:0.8的环氧树脂和固 化剂均匀搅拌调配成固化胶，先在夹紧后的入口压帽1、出口压帽2和受测岩心3的环周均 匀涂抹一层厚度为1mm固化胶，静置6小时，固化胶既能起到密封受测岩心的作用，同时防 止固化胶因毛管力作用渗吸进入受测岩心；待涂抹的固化剂固化后，继续均匀涂抹固化胶， 直至固化胶厚度为3~5mm，以保证在受测岩心周围形成较大强度的密封保护，且能承受一 定的压力；将涂抹固化剂后的入口压帽1、出口压帽2和受测岩心3静置，直至固化胶完全 固结形成固化胶套4,将固结后的受测岩心水平放置。
[0021] 测量低渗透岩心渗透率的方法，采用上述测量低渗透岩心渗透率的装置，步骤如 下：
[0022] (1)、关闭第一阀门6、第二阀门8、第四阀门16,打开第三阀门14,用真空泵15对 受测岩心3进行第一次抽真空处理；
[0023] (2)、抽完真空后，关闭第三阀门14,打开第一阀门6,通过二氧化碳气瓶7对受测 岩心3饱和二氧化碳；
[0024] (3)、饱和10~20分钟之后，关闭第一阀门6,打开三阀门14,对受测岩心3再次 进行抽真空处理，抽真空完成之后，关闭第三阀门14 ;本操作能够