一种测量低渗透岩心的气测渗透率装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及油田开发岩心气测渗透率领域，尤其涉及一种测量低渗透岩心的 气测渗透率测量装置。
【背景技术】
[0002] 渗透率是开发和评价中重要的参数，随着油气藏开发的不断深入，低渗透岩心物 性研宄越来越成为人们关注的对象。在制定油田开发方案过程中，首先需要进行测定气测 渗透率的实验，来评价待测岩心的绝对渗透率。总体目标是利用实验装置测定达西公式中 的两个关键参数：待测岩心两端的压差、在大气压下气体的体积流量。常用的实验方法是： 利用实验装置测得五到十组岩心两端的进口压力（出口压力为大气压），岩心中气体的体 积流量数据。然后利用达西公式分别算出各点对应的渗透率，再利用最小二乘法得到回归 直线，该直线的截距就为克氏渗透率。但实验过程中，较高的进口压力条件下，被测流体在 渗透率低的人造岩心中容易发生紊流，而达西公式的适用前提之一为被测流体在被测岩心 中为线性流动。现行的解决方法是进口压力的初始设定值尽量从低压力值开始，以保证被 测流体在被测岩心中线性流动。但是问题还是存在：①通过实验得到的低渗透岩心的进口 压力、岩心中气体的体积流量的数据点是为数不多的，若实验过程中出现读数错误或操作 失误，都会对实验结果产生极大影响。②低渗岩心的气测渗透率实验耗时较长，不可能对同 一岩心做成百上千次实验，也就无法最大限度降低相对误差。③克氏渗透率是在极限压力 情况下对应的岩心的固有属性，若是可以在保证线性流动的情况下，又可以使进口压力无 限大，则得到的渗透率越接近克氏渗透率。但这肯定无法通过现有的实验条件实现。 【实用新型内容】
[0003] 本实用新型提供了一种测量低渗透岩心的气测渗透率装置，此装置使用方便快 速，误差较小。可以在保证岩心夹持器中流体为线性流动情况下，给岩心夹持器出入口提供 能量。
[0004] 本实用新型的测量低渗透岩心的气测渗透率装置，所述装置包括岩心夹持器，所 述岩心夹持器一侧依次连接有三通阀、第一增压泵和氮气瓶，另一侧依次设置有第二增压 泵、四通阀和皂膜流量计。入口加增压泵的原因是：氮气瓶最多可以提供7-8个兆帕的压 力，若出口压力要求足够高时，我们就采取开启入口处的增压泵，增压泵的压缩气源选取氮 气。设置增压泵最大增压可达20MPa，以保证实验可在高压情况下进行，同时可以控制岩心 加持器出入口压力差恒定，保证岩心中流体为线性流动。当岩样出口端压力为大气压时，滑 脱效应显著，渗透率随平均压力的升高而降低；当出口端压力增大到一特定值时，Ka与l/p m 的变化关系是一条水平线（Pm为岩心进出口的平均压力），将此时岩心出口端的压力定义为 界限压力，此时在不同压差下测得气体渗透率值为稳定值，变化幅度小，可等效为液测渗透 率。本实用新型利用增压泵同时增加入口和出口压力，在增加岩心出入口端压力的同时也 恒定了压差，达到完全消除滑脱效应的目的。
[0005] 所述三通阀和所述四通阀上分别连接有一压力传感器，传感器的准确度为0.1 级，流量稳定后所测稳定压力误差不超过〇. 1%。所述岩心夹持器还连接有一计量泵，所述 计量泵上设有排液阀，所述计量泵与所述岩心夹持器之间设有环压阀。计量泵为岩心夹持 器提供围压（环压），要求实施围压的流体压缩性小，必须保证岩心围压流体为单相流体。
[0006] 其中，作为优选的，所述岩心夹持器包括筒体，安装在所述筒体内的岩心套筒，以 及安装在所述筒体两侧的护套，所述筒体上设置有用于连接所述计量泵的通孔，所述护套 安装在所述筒体上后，与所述岩心套筒配合形成密封空腔。更优选的，所述岩心套筒为胶皮 套筒。
[0007] 其中，作为优选的，该装置还包括铜套和密封圈，所述密封圈和所述铜套由内向外 依次安装在所述护套的缺口内，并且所述密封圈与所述筒体和所述护套紧密接触。
[0008] 优选的，所述计量泵为高压手动计量泵。
[0009] 开通氮气，将管路内空气清除干净；采集待测岩心横截面积和长度，并将待测岩心 夹持在岩心夹持器上；通过调整第一增压泵和第二增压泵来控制岩心夹持器的进口压力和 出口压力，并采集压力表压力值以及流量计的数据；
[0010] 本实用新型的气测渗透率的装置，可以快速而准确获得低渗透岩心的绝对渗透 率，从而减少了实验研宄的重复性，降低了对岩心渗透率研宄的研宄成本，而且还最大限度 地降低了岩心渗透率的相对误差，在一定程度可以反应出渗透率为岩心的固有属性；同时 有助于提高人们对油气藏的认识，有助于提高老油田的开发效果和加快新区发现和开发。
【附图说明】
[0011] 图1是本实用新型所使用的测定气测渗透率的实验流程图；
[0012] 图中，1 一氣气瓶，2-减压稳压阀，3、7-压力传感器，4一二通阀，5-岩心，6-岩 心夹持器，8-四通阀，9 一皂膜流量计，10-高压手动计量泵，11 一排液阀，12-环压阀，13、 14 一增压阀。
[0013] 图2是岩心夹持器的剖面图；
[0014] 图中，15-铜套，16-护套，17-岩心胶皮套筒，18-密封圈，19一通孔，20-筒体。
【具体实施方式】
[0015] 下面将结合本实用新型中的实施例和附图，对本实用新型实施例中的技术方案进 行清楚、完整的描述。
[0016] 实施例1
[0017] -种测量低渗透岩心的气测渗透率装置，如图1所示，该装置包括岩心夹持器6， 岩心夹持器一侧依次连接有三通阀4、第一增压泵13和氮气瓶1，另一侧依次设置有第二增 压泵14、四通阀8和皂膜流量计9 ;三通阀4连接有压力传感器3,四通阀8上连接有压力 传感器7,岩心夹持器6还连接有高压手动计量泵10,该高压手动计量泵10上设有排液阀 11，高压手动计量泵10与岩心夹持器6之间设有环压阀12。
[0018] 如图2所示，岩心夹持器8包括筒体20,安装在筒体20内的岩心胶皮套筒17,以 及安装在筒体20两侧的护套16,筒体20上设置有用于连接计量泵11的通孔19,护套16 安装在筒体20上后，与岩心胶皮套筒17配合形成密封空腔。
[0019] 该低渗透岩心气测渗透率装置还包括铜套15和密封圈18,密封圈18和铜套15由 内向外依次安装在护套16的缺口内，并且密封圈18与筒体20和护套16紧密接触。该低 渗透岩心气测渗透率装置通过高压手动计量泵10加压，使岩心5与岩心胶皮套筒17紧密 接触，保证流体不从岩心壁面窜流。
[0020] 开通氮气，将管路内空气清除干净。用游标卡尺测待测岩心5截面长、宽，计算横 截面积A。测量岩心5长度L。然后将岩心5放入岩心夹持器6中的岩心胶皮套筒17内， 用护套16将岩心5密封于岩心胶皮套筒17内。再打开高压手动计量泵10、环压阀12,排 出岩心夹持器环空内的气体，关闭排液阀11，顺时针旋转高压手动计量泵10外轮，加压至 5MPa，关闭环压阀12。打开氮气瓶1的减压稳压阀2、第一增压泵13、三通阀4、第二增压泵 14、四通阀8,由压力传感器3获得岩心进口压力P 1，压力传感器7读取出口压力P2，用气压 计读取当时大气压力值。选取符合达西定律条件的进口压力值，测得十组实验数据，再做一 组平行实验，减小该情况下得到实验数据的系统误差。再通过皂膜流量计9记录大气流量 Qtl。最后由达西公式计算气测渗透率：
【主权项】
1. 一种测量低渗透岩心的气测渗透率装置，其特征在于，所述装置包括岩心夹持器，所 述岩心夹持器一侧依次连接有三通阀、第一增压泵和氮气瓶，另一侧依次设置有第二增压 泵、四通阀和皂膜流量计；所述三通阀和所述四通阀上分别连接有一压力传感器，所述岩心 夹持器还连接有一高压手动计量泵，所述计量泵上设有排液阀，所述计量泵与所述岩心夹 持器之间设有环压阀。
2. 根据权利要求1所述的测量低渗透岩心的气测渗透率装置，其特征在于，所述压力 传感器的准确度为0. 1级，流量稳定后所测稳定压力误差不超过0. 1%。
3. 根据权利要求1所述的测量低渗透岩心的气测渗透率装置，其特征在于，所述岩心 夹持器包括筒体，安装在所述筒体内的岩心套筒，以及安装在所述筒体两侧的护套，所述筒 体上设置有用于连接所述计量泵的通孔，所述护套安装在所述筒体上后，与所述岩心套筒 配合形成密封空腔。
4. 根据权利要求3所述的测量低渗透岩心的气测渗透率装置，其特征在于，还包括铜 套和密封圈，所述密封圈和所述铜套由内向外依次安装在所述护套的缺口内，并且所述密 封圈与所述筒体和所述护套紧密接触。
5. 根据权利要求3所述的测量低渗透岩心的气测渗透率装置，其特征在于，所述岩心 套筒为胶皮套筒。
【专利摘要】本实用新型提供了一种测量低渗透岩心的气测渗透率装置。该装置包括岩心夹持器，所述岩心夹持器一侧依次连接有三通阀、第一增压泵和氮气瓶，另一侧依次设置有第二增压泵、四通阀和皂膜流量计；所述三通阀和所述四通阀上分别连接有一压力传感器，所述岩心夹持器还连接有一高压手动计量泵，所述计量泵上设有排液阀，所述计量泵与所述岩心夹持器之间设有环压阀。该装置操作方便，测量数据重复性好，实验误差小，成本低，在误差允许范围内可以消除滑脱效应，从而可以快速而准确获得岩心的绝对渗透率，最大限度地降低了岩心渗透率的相对误差。
【IPC分类】G01N15-08
【公开号】CN204575498
【申请号】CN201520193018
【发明人】施雷庭, 朱文锋, 彭勇, 朱鸿昊, 吴昊, 汪士凯
【申请人】西南石油大学
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2015年4月1日