一种可记录渗吸全过程的常压渗吸测量装置的制作方法

文档序号:15650091发布日期:2018-10-12 23:03阅读:785来源:国知局

本实用新型涉及非常规天然气工程技术领域气藏开发多孔介质渗流方向,尤其是一种可记录渗吸全过程的常压渗吸测量装置。



背景技术:

储层岩心由于其多孔的性质,可以将岩心看作多孔介质,岩心对于流体介质的渗吸可以看作是多孔介质对于流体的渗吸,尤其对于非常规储层,需要进行大规模水力压裂,储层会与压裂液进行复杂的水岩相互作用,其中储层最压裂液等工作液的渗吸是极其重要的一部分,会对储层后期的天然气产出产生重要影响,因此需要开展储层对工作液渗吸的研究。而对于多孔介质对于流体渗吸的过程已经有大量的学者展开了深入的研究,目前的研究主要通过自发渗吸的实验手段来分析储层岩心对流体的渗吸特征,分析岩心渗吸曲线来间接获取储层的渗吸特性,虽然具有一定的局限性,但依然对增强对储层的认识,制定合理的压裂液、设置合理的返排制度起到了重要作用

目前对于岩心自发渗吸的研究集中于常压条件岩心压裂液的渗吸规律的分析,采用质量法,通过使用悬挂称量的方式,直接测量岩心在流体中渗吸过程中的质量变化来获取岩心渗吸流体的特征,。而采用直接测量岩心质量的方案的装置结构复杂,实验时取放岩心操作困难,取加渗吸液的操作过程中会引起渗吸流体体系的较大波动,会对渗吸结果引入较大的误差,尤其是岩心需要完全浸没入流体,液体对岩心的浮力完全稳定后,才能开始计量,然而岩心与流体一旦接触渗吸实际就已经开始,且由于岩心在刚开始接触流体时,岩心内部的含水饱和度最低,拥有最强的渗吸动力,此时的渗吸最为迅速,是岩心渗吸过程的重要组成部分,不可忽略;但采用传统的计量岩心完全浸没入流体的方法,待浮力稳定后开始计量,就错失了计量渗吸最开始阶段的机会,无法获取岩心完整的渗吸过程,对于完整的分析岩心的渗吸特征十分不利,因此需要发展一种新的能够完整记录渗吸过程的装置。



技术实现要素:

有鉴于此,本发明的目的在于提供一种可记录渗吸全过程的常压渗吸测量装置,具有操作便捷、计量精准,对于常压渗吸的过程可实现完整记录。

为达到上述目的,本发明提供如下技术方案:一种可记录渗吸全过程的常压渗吸测量装置,其特征在于:包括底座、秤盘A、质量传感器、水容器和岩心夹持装置;所述底座上设有至少一个秤盘A,且秤盘A与底座之间设有质量传感器,在所述秤盘A上搁置水容器;所述底座上还设有至少一个秤盘B,所述秤盘 B上搁置一个相同规格的水容器,对应所述秤盘B与底座之间设置另一质量传感器;

其中,秤盘A和质量传感器用于分析岩心渗吸流体量,秤盘B及其质量传感器用于同步记录蒸发量;由于岩心渗吸流体量有限,质量传感器精度至少需要达到0.0001g。

这样,秤盘A用于保护高精度质量传感器,实现精确的测量水容器内质量变化。且所述质量传感器通过处理器处理,并于显示器相连,可实时观测质量变化。

所述岩心夹持装置包括支梁和岩心夹持器;所述支梁上还设有电机、齿条和电容传感器,通过电机控制所述齿条在竖向齿条滑动槽向下滑动;所述齿条上还设有电容传感器定位滑块;且所述电容传感器与岩心夹持器夹持的岩心底面平行。其中,电容传感器定位滑块穿过竖向齿条滑动槽,一端通过螺栓扭紧固定。

其中步进电机驱动的齿条传动装置用于调整岩心夹持器位置,电容传感器用于判断岩心表面是否接触流体,并协同步进电机在计算机的控制下调整岩心位置使岩心表面在测量的过程中始终接触流体,防止流体蒸发引起液面降低,导致岩心表面脱离渗吸流体,渗吸过程被打断。

测量时,在岩心的侧面和顶部涂抹环氧树脂封固,并使其底部朝下的放置在岩心夹持器下,之后在天平内部的两个秤盘A上放置两个相同开口面积的烧杯,并在里面加入适量的液体;之后调节步进电机,使岩心的底部始终与液面接触,此时电容传感器被激活,质量传感器开始记录数据,完成从岩心接触流体瞬间的初始渗吸过程的计量;之后随着蒸发的进行,液面发生轻微的下降,电容传感器返回液面信息,步进电机以极慢的速率调整岩心位置,保证岩心端面适中接触流体,同时不对质量传感器造成影响;当记录到盛装渗吸流体的烧杯的质量不在发生变化时,停止质量计量,控制步进电机将岩心抬起,烧杯内部流体的质量由于部分被岩心渗吸,部分被蒸发,通过耦合蒸发量曲线,即可获得包含初始渗吸过程的岩心的完整渗吸曲线;

在本发明装置中,底座为整个装置提供支撑;秤盘A为测量压裂液的质量;显示屏为实验显示数据并进行对比;支梁,电机和齿条是为了调节岩心的位置;岩心夹持器是为了夹持固定岩心;电容传感器定位滑块是为了调节电容传感器的位置,使得岩心底部和传感器头部保持在同一水平线上。

同时,本发明的装置还可以包括信号测量处理反馈装置(未给出),例如计算机和继电器控制接触器。信号测量处理反馈装置可以用于控制电机的运动,收集电容传感器的信息,收集实验数据并得出实验结果,其自动化程度高,操作和控制更加方便。

进一步,所述水容器为具有刻度的烧杯。

这样,便于查看烧杯内溶液变化。

进一步,所述质量传感器与底座之间还设有电磁平衡式传感器。

这样,电磁平衡式传感器用于将质量传感器调节至水平位置,保证数据计量精度;

进一步,所述支梁为前后两段,两段可发生相对滑动,通过螺栓进行固定。

进一步,所述水容器外部设有可开合玻璃罩。

这样,玻璃罩是为了使实验装置封闭,防止外界环境对实验的干扰,尤其防止其对烧杯内待测溶液的挥发影响;同时,玻璃罩的侧部和顶部可滑动,为了实验时操作更加简单方便。

进一步,所述岩心夹持器上设有固定孔,通过向固定孔内旋入螺栓以固定岩心。

这样,岩心夹持简单,且容易固定。

与现有技术相比本发明的有益效果在于:上述装置结构简单,安装和使用方便,特别适合用于渗吸实验,可操作性强;同时,本发明通过直接计量渗吸流体质量,同时同步记录流体蒸发量的方式,可以完成传统通过计量岩心质量过程中无法计量的岩心与流体基础过程中的渗吸特征,可获取从岩心接触流体瞬间到不在渗吸流体全过程的高精度渗吸特征。尤其是可实现对渗吸最初始阶段的精确计量,对于研究储层岩心的自发渗吸具有重要意义。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚,本发明提供如下附图进行说明:

图1为本实用新型的整体结构示意图;

图2为本实用新型的岩心夹持装置结构示意图;

图3为本实用新型的质量传感器位置示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明,以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施,但所举实施例不作为对本发明的限定。

结合附图1和附图2,一种可记录渗吸全过程的常压渗吸测量装置,其特征在于:包括底座3、秤盘A1、质量传感器2、水容器4和岩心夹持装置;所述底座3上设有至少一个秤盘A1,且秤盘A1与底座3之间设有质量传感器2,在所述秤盘A上搁置水容器4;所述底座3上还设有至少一个秤盘B16,所述秤盘B 上搁置一个相同规格的水容器,对应所述秤盘B与底座之间设置另一质量传感器;

所述岩心夹持装置包括支梁7和岩心夹持器13;所述支梁7上还设有电机 8、齿条9和电容传感器12,通过电机控制所述齿条9在竖向齿条滑动槽10向下滑动;所述齿条9上还设有电容传感器定位滑块11;且所述电容传感器12与岩心夹持器13夹持的岩心5底面平行。

优选的,所述水容器4为具有刻度的烧杯。

优选的,所述质量传感器2与底座3之间还设有电磁平衡式传感器6。

优选的,所述支梁为前后两段,两段可发生相对滑动,通过螺栓进行固定。

优选的,所述水容器4外部设有可开合玻璃罩14。

优选的,所述岩心夹持器13上设有固定孔15,通过向固定孔内旋入螺栓以固定岩心5。

同时,还提出了针对上述结构的同时,还提出一种研究常压条件岩心压裂液的渗吸规律的方法,利用实施例1的装置进行,并且该方法包括如下步骤:

1)取页岩并将其制作成小的圆柱体状,随后干燥,制得试样;

2)在两个烧杯中加入等量适量的压裂液,分别放在左右两个秤盘A上;将制得的岩心侧面和顶部都涂满环氧树脂,然后将其放在岩心夹持器上,并使岩心底部和传感器头部保持在同一水平线上,岩心的底部与烧杯中的液面相平,记录实验数据;

3)将记录的质量数据绘制成质量渗吸时间曲线。

步骤1)中,可采用本领域常规方法制备试样;其中,干燥可在干燥箱中进行,干燥时间可以为24h。

步骤2)中,首先要打开电脑,连接继电器控制接触器和电机驱动齿条传动装置,利用得到的电容传感器的信号,电脑反馈信号给继电器控制接触器来调控电机,使得岩心的底部始终与压裂液液面相平,记录实验数据;

步骤3)将记录的质量数据绘制成质量渗吸时间曲线,对比分析实验结果。

本发明的方法操作简单,可控性强,适用范围广泛;特别是,该方法能够准确的测量岩心压裂液之间的渗吸的质量,进而使研究得出的岩心压裂液的渗吸规律更具有普遍性和科学性。

本发明通过直接计量渗吸流体质量,同时同步记录流体蒸发量的方式,可有效避免传统质量自发渗吸试验中液体浮力的影响,可以完成传统通过计量岩心质量过程中无法计量的岩心与流体基础过程中的渗吸特征,可获取从岩心接触流体瞬间到不再渗吸流体全过程的高精度渗吸特征。

以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例,本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换,均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

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