一种大尺寸三维岩样孔隙度测量装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种大尺寸三维岩样孔隙度测量装置，在进行三维油藏物理模拟 开采实验前，用于对实验大尺寸三维岩样连通孔隙度测试的装置，属于石油天然气开采技 术领域。
【背景技术】
[0002] 岩石孔隙度是指岩石中孔隙体积Vp(或岩石中未被固体物质填充的空间体积）与 岩石总体积Vb的比值，用希腊字母Φ表示，其表达式为：
[0004] 根据岩石孔隙的连通状况可将孔隙分为连通孔隙和不连通孔隙。从油田开发和实 验室实验测试角度考虑，只有那种既能储集油气，又能让流体渗流通过的连通孔隙度才更 有实际意义。因此，岩样分析实验室测定所测定的岩石孔隙度通常均为岩样的连通孔隙度。 根据定义，岩样孔隙度的实验室测试只要求得岩石总体积、固体体积以及孔隙体积三个参 数中的两个就可以求出孔隙度。所测试大尺寸三维岩样为胶结较好的规则长方体岩样，外 表体积可直接通过测量长、宽、高来计算。测试固体体积主要的方法为波义耳定律气测法， 采用波义耳定律气测法测量岩石固体体积的主要流程是：（1)样品清洗掉油、烘干；（2)校 准标准室及管线体积；（3)让气体充入标准室并记录压力P1; (4)关闭进气口切断气源；（5) 将标准室内的气体经阀门放入装有待测样品的岩心室，并使气体等温膨胀达到平衡后，记 录压力P2; (6)打开放空阀。测试孔隙体积的主要方法为饱和液体法，采用饱和液体法测量 岩石孔隙体积的主要流程是：（1)样品除油、烘干；(2)称干岩样质量；（3)样品抽真空；(4) 样品饱和液体；（5)称量饱和液体的样品；(6)测量饱和液体的密度。
[0005] 目前，公知的岩石孔隙度测试装置主要是测试小岩心或者全直径岩心的孔隙度， 针对大尺寸三维岩样的孔隙度测定尚无比较好的实验装置，环氧树脂包裹大尺寸三维岩样 可以测量岩样的孔隙度，这种方法测量大尺寸三维岩样孔隙度的缺点主要有两点，一是环 氧树脂包裹岩样测量孔隙度无法承受高压，因此，对于致密岩样需要加压测试孔隙度这种 环氧树脂包裹方法就不再适用；二是被环氧树脂包裹的岩样在测试孔隙度实验后，无法继 续在后续高温高压驱替实验中使用，我们测量大尺寸三维岩样孔隙度就是为了能在后续高 温高压驱替实验中使用该大尺寸三维岩样，模拟油田开发过程，得到该大尺寸三维岩样后 续实验的可靠结果。
【发明内容】
[0006] 本实用新型的目的为了克服现有技术的不足，提供一种大尺寸三维岩样孔隙度测 量装置，该大尺寸三维岩样孔隙度测量装置不仅能够用波义耳定律气测大尺寸三维岩样的 固体体积，还可以用加压饱和液体的方法测岩样的孔隙体积，将两种方法结合起来，能够准 确测量出大尺寸三维岩样的孔隙度。
[0007] 本实用新型的技术方案是：本实用新型一种大尺寸三维岩样孔隙度测量装置，主 要由标准室、调压阀、压力传感器、真空栗、多层平板模型岩心夹持器、围压栗、加压与恒压 系统组成，所述多层平板模型岩心夹持器可以将大尺寸三维岩样放入其中，并且每次可以 同时装入5块尺寸为300mmX 300mmX 60mm的大尺寸三维岩样进行测量，每块岩样由岩心室 分隔开来，可单独测量每一块岩样的孔隙度；由气源、标准室、调压阀、压力传感器、放空阀、 多层平板模型岩心夹持器组成了用波义耳定律气测孔隙度的测试系统；调压阀通过管线连 接到标准室以实现关闭气源后可以调节标准室压力至稳定值；压力传感器可以精密测量任 何时刻系统的压力值；真空栗、多层平板模型岩心夹持器、围压栗、加压与恒压系统组成了 用饱和液体法测孔隙度的测试系统；加压与恒压系统可以在给岩样饱和液体时给岩样加 压，使岩样可以充分饱和。
[0008] 上游由气源、标准室、调压阀、压力传感器、放空阀、多层平板模型岩样夹持器组成 的系统可以进行波义耳定律气测岩样孔隙度；下游由真空栗、多层平板模型岩样夹持器、围 压栗、加压与恒压系统组成的系统可以进行加压饱和流体液测岩样孔隙度；上游由气测控 制阀分层控制，下游由液测控制阀分层控制。
[0009] 与现有技术相比本实用新型具有如下优点：本实用新型一种大尺寸三维岩样孔隙 度测量装置能解决目前大尺寸三维岩样无法准确测量孔隙度的问题，本系统测量大尺寸三 维岩样的孔隙度不会损伤岩心，岩心可以继续用于后续驱替实验；能够准确测量出大尺寸 三维岩样的孔隙度。
【附图说明】
[0010] 图1是本实用新型一种大尺寸三维岩样孔隙度测量装置的示意图。
[0011] 图中：1.阀门，2-标准室，3.调压阀，4.压力传感器，5.放空阀，6.阀门，7.真空 栗，8.阀门，9.多层平板模型岩心夹持器，10.阀门，11.围压栗，12.加压及恒压系统。
【具体实施方式】
[0012] 下面结合附图对本实用新型作进一步说明：
[0013] 如图1所示，本实用新型一种大尺寸三维岩样孔隙度测量装置，主要由标准室1、 调压阀3、压力传感器4、真空栗7、多层平板模型岩样夹持器9、围压栗11、加压与恒压系统 12组成，多层平板模型岩样夹持器9可同时装入5块尺寸为300mmX 300mmX60mm的大尺寸 岩样进行测量，并且每块岩样由岩心室分隔开来，可单独测量每一块岩样的孔隙度；上游由 气源、标准室2、调压阀3、压力传感器4、放空阀5、多层平板模型岩样夹持器9组成的系统 可以进行波义耳定律气测岩样孔隙度；下游由真空栗7、多层平板模型岩样夹持器9、围压 栗11、加压与恒压系统12组成的系统可以进行加压饱和流体液测岩样孔隙度；上游由气测 控制阀8分层控制，下游由液测控制阀10分层控制。
[0014] 气源与标准室2通过管线和阀门1连接，以实现气测孔隙度时对标准室2填充气 体；所述标准室2与调压阀3通过管线连接，以实现切断气源后对标准室2中气体压力进行 微调，并由压力传感器4进行压力监测；所述多层平板岩心夹持器9与标准室2通过调压阀 3和阀门8连接以实现标准室2中的气体可以恒温膨胀至三位大尺寸三维岩样中，等温膨胀 平衡后系统压力由压力传感器4监测；所述放空阀5与标准室2、多层平板模型岩心夹持器 9通过管线和阀门8连接，以实现气测孔隙度完成后放空系统中所有气体，使系统压力恢复 到大气压；所述真空栗7与多层平板模型岩心夹持器9、加压及恒压系统12通过管线和阀 门（6,8,10)连接，以实现饱和液体法测孔隙度时对多层平板模型岩心夹持器9中大尺寸三 维岩样和加压及恒压系统12中的饱和液体进行抽真空处理；所述加压及恒压系统12与多 层平板模型岩心夹持器9通过管线和阀门10连接，以实现抽真空后向大尺寸三维岩样中注 入液体，并且其中包含压力传感装置，当压力下降时能及时补充注入液体，使系统压力恒定 至设定值；所述围压栗11与多层平板模型岩心夹持器9通过管线连接，以实现对多层平板 模型岩心夹持器9的围压室加围压。本种装置可适用于尺寸为300mmX300mmX60mm的大 尺寸三维岩样孔隙度的测试。
[0015] 本装置采用波义耳定律气测法与加压饱和流体法两种方法相结合，实现了对大尺 寸三维岩样孔隙度的准确测试，并且不对岩心造成伤害。此外，每次测试可以同时装入5块 尺寸为300mmX300mmX60mm的大尺寸三维岩样进行测量，每块岩样由岩心室分隔开来，可 单独测量每一块岩样的孔隙度。加压及恒压装置可以实现全自动加压，可减轻人员的劳动 强度，最大压力可达20MPa。
【主权项】
1. 一种大尺寸三维岩样孔隙度测量装置，主要由标准室（2)、调压阀（3)、压力传感器 (4)、真空栗（7)、多层平板模型岩样夹持器（9)、围压栗（11)、加压与恒压系统（12)组成，其 特征在于：多层平板模型岩样夹持器（9)可同时装入5块尺寸为300mmX300mmX60mm的大 尺寸岩样进行测量，并且每块岩样由岩心室分隔开来，可单独测量每一块岩样的孔隙度；上 游由气源、标准室（2)、调压阀（3)、压力传感器（4)、放空阀（5)、多层平板模型岩样夹持器 (9)组成的系统可以进行波义耳定律气测岩样孔隙度；下游由真空栗（7)、多层平板模型岩 样夹持器（9)、围压栗（11)、加压与恒压系统（12)组成的系统可以进行加压饱和流体液测 岩样孔隙度；上游由气测控制阀（8)分层控制，下游由液测控制阀（10)分层控制。2. 根据权利要求1所述的一种大尺寸三维岩样孔隙度测量装置，其特征在于：气源与 标准室（2)通过管线和阀门（1)连接，以实现气测孔隙度时对标准室（2)填充气体；所述标 准室（2)与调压阀（3)通过管线连接，以实现切断气源后对标准室（2)中气体压力进行微 调，并由压力传感器（4)进行压力监测。
【专利摘要】本实用新型涉及一种大尺寸三维岩样孔隙度测量装置，主要由标准室、调压阀、压力传感器、真空泵、多层平板模型岩心夹持器、围压泵、加压与恒压系统组成，所述多层平板模型岩心夹持器可以将大尺寸三维岩样放入其中，并且每次可以同时装入5块尺寸为300mm×300mm×60mm的大尺寸三维岩样进行测量；上游由气源、标准室、调压阀、压力传感器、放空阀、多层平板模型岩样夹持器组成的系统可以进行波义耳定律气测岩样孔隙度；下游由真空泵、多层平板模型岩样夹持器、围压泵、加压与恒压系统组成的系统可以进行加压饱和流体液测岩样孔隙度。本实用新型解决目前大尺寸三维岩样无法准确测量孔隙度问题，能准确测量出大尺寸三维岩样的孔隙度。
【IPC分类】G01N15/08
【公开号】CN204903351
【申请号】CN201520678579
【发明人】彭彩珍, 冯科, 李亚辉
【申请人】西南石油大学
【公开日】2015年12月23日
【申请日】2015年9月6日