一种岩心渗吸实验装置及渗吸量测试方法

本发明涉及岩心渗吸实验，具体为一种岩心渗吸实验装置及渗吸量测试方法。

背景技术：

1、目前国内外非常规致密油气储层的有效开发方式主要是基于天然弹性能量和渗吸置换原理，采用大规模水平井体积压裂技术来实现的。19世纪50年代开始国外专家提出了渗吸置换驱油的概念，其原理是依靠毛细管力作用使润湿相流体自发吸入孔隙排驱非润湿相流体的过程；

2、致密岩油藏属于非常规石油资源类型，多赋存在低孔隙度、低渗透率等非常规储层。当油水两相共存于岩石孔隙中，由于湿润性的差异，使得油水界面呈弯液面；弯液面两侧压力不相等，油相压力高于水相压力从而形成压力差，由该压力差而形成的作用力为毛细管力，在毛细管力的作用下，水将进入岩石孔隙从而把原油驱替出来，即为渗吸过程；

3、现有的，在石油工程实验方法中，渗吸实验是研究储层润湿性及渗吸置换过程的主要方法，存在以下弊端；

4、一是：现有的岩心称重法：随着渗吸过程的进行，岩石逐渐置于地层水和原油的混合溶液中，溶液的密度逐渐减小，而溶液的整体体积不变，使得岩石所受浮力逐渐减小，而该浮力的变化对测量结果造成的影响无法计量；

5、二是：渗吸产出的油膜体积微小，渗吸产油过程无法直观展示；

6、三是：测量数据单一，不具备验证性，精确度不高。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种岩心渗吸实验装置及渗吸量测试方法，通过结构以及方法的设置，实现静态加压可视化渗吸步骤、悬挂质量测试步骤的切换比对实验，即进行直观观察静态渗吸采油全过程变化以及在精密电子天平记录岩心待测件的质量变化，并在测量筒的直观数据下进行再次验证，综合提高了其实验准确性和精度。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种岩心渗吸实验装置，包括：底板；以及设置在所述底板上的实验测试箱模块；所述实验测试箱模块包括包括下箱体、以及开设在所述下箱体中部的实验腔，所述实验腔内壁设置有环形加热板，以及设置在所述实验腔内部的承托板结构，用于岩心待测件的承托并进行高度调节；设置在所述下箱体内部的第一夹持组件以及设置在下箱体上的图像采集模块，二者组合用于模拟储层条件下岩心待测件的静态加压可视化渗吸过程；以及设置在所述下箱体顶部的上箱体，所述上箱体的两侧分别设置有第一阀控制流道、第一阀控制流道，分别用于连通第一管体和第二管体；还包括设置在所述上箱体顶部的顶箱体，所述顶箱体的中部设置有悬挂质量测试机构，所述悬挂质量测试机构的底端延伸至实验腔内部并设置有第二夹持组件，用于切换为称重测量并对岩心待测件进行夹持；以及设置在下箱体上的加注组件，用于实验腔内部注入液体，以调节岩心待测件所受的预定压力。

3、优选的，所述承托板结构包括设置在下箱体下部的曲柄滑块组件，以及设置在所述曲柄滑块组件顶部的电动伸缩杆，所述电动伸缩杆顶部固定有支撑板，用于承托并顶升岩心待测件；所述曲柄滑块组件包括滑动安装在实验腔下部的活动套，以及转动安装在下箱体下部的第二传动板，所述第二传动板端部通过销轴转动连接有第一传动板，所述第一传动板远离第二传动板的一端与活动套下表面通过销轴转动连接，以及设置在下箱体内部的第一电机，用于带动第二传动板转动；以及设置在下箱体下部的门体，用于岩心待测件的放入和取出。

4、优选的，所述第一夹持组件由若干相互连通的弹性伸缩夹套组成，且每个所述弹性伸缩夹套由外环以及内环组成，还包括抽吸装置，在抽吸装置改变气压的作用下，所述内环可相对于外环向内收缩，用于对岩心待测件进行夹持。

5、优选的，所述第一阀控制流道、第二阀控制流道结构相同，所述第一阀控制流道包括开设在上箱体内部的流体通道，所述流体通道的内端与实验腔顶部所开设的流道口连通，以及第一通道阀组件，用于对应位置实验腔顶部所开设的流道口的通断，所述第一通道阀组件倾斜设置的柱体，所述柱体通过密封套与上箱体顶部贯穿安装，设置在所述柱体底部的塞子，以及设置在柱体顶部的端部块，所述端部块与顶箱体内底部之间的柱体外壁缠绕有弹簧；还包括设置在所述顶箱体内部的凸轮传动组件，分别用于第一阀控制流道、第一阀控制流道的通断；所述凸轮传动组件包括两个相互啮合的齿轮，两个所述齿轮通过连接轴与顶箱体的内壁转动连接，以及设置在其中一个齿轮所在连接轴端部的第二电机，用与驱动两个齿轮转动；还包括分别固定在两个齿轮前侧的凸轮，两个所述凸轮起始安装角度不同。

6、优选的，所述悬挂质量测试机构包括固定在顶箱体内底部的安装件，以及设置在所述安装件内顶部的精密电子天平，所述精密电子天平的输出端连接有吊绳，所述吊绳底部贯穿顶箱体底部、上箱体顶部、延伸至实验腔内部并与第二夹持组件固定连接。

7、优选的，所述第二夹持组件包括框架，所述框架呈倒置的凵字结构，所述框架的两侧均设置有电动夹块，用于伸缩夹持岩心待测件。

8、优选的，所述加注组件固定在下箱体侧壁的安装板，所述安装板上安装有泵体，所述泵体的输出端连接有导管,且所述导管远离泵体的端部延伸至实验腔内部；以及液位传感器，当实验腔内实验测试水位下降时，用于触发泵体工作进行补水，当实验测试水位恢复原值时，触发泵体断电。

9、优选的，所述图像采集模块模块包括固定在所述下箱体后侧的滑轨，所述滑轨下表面滑动安装有安装柱，所述安装柱的底部固定连接有摄像采集头，以及固定在滑轨上的电脑终端，所述电脑终端与摄像采集头、精密电子天平之间通过导线连接；以及设置在所述中部的可视化窗口，用于摄像采集头的图像采集。

10、优选的，所述第二管体端部还连通有测量筒，所述测量筒上设置有刻度。

11、一种渗吸量测试方法，应用前述的一种岩心渗吸实验装置，所述渗吸量测试方法包括：

12、s1:静态加压可视化渗吸步骤，所述静态加压可视化渗吸步骤可通过上、下两个独立的加注方式，可实现气/液两相不同类型渗吸介质加压注入；并在图像采集模块的作用下，可直观观察静态渗吸采油全过程变化同时保存采出的油量；

13、s2:对比切换为悬挂质量测试步骤，获取第一数据：具体为初始测量的岩心待测件质量，开始进行渗吸实验，在实验过程中，加注组件将根据实验腔液压变化情况向内补充水份，以维持岩心待测件所受的预定压力，精密电子天平不断记录岩心待测件的质量变化情况，为获取第二数据。通过第一数据和第二数据之差就可以得到岩心待测件的质量变化，代入渗吸采出程度的计算公式，得出产油量；

14、s3:进一步通过第二管体上设置的测量筒，使得油与实验流体的分界线位于测量筒上设置的零刻度上，通过刻度线直接读取并记录产出油的体积，从而能够对计算出的原油体积进行验证。

15、与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

16、1、本发明通过承托板结构的设置作用，一方面，可实现岩心待测件进入实验腔所在的实验区域，该实验区域由实验腔内壁、承托板结构以及上箱体所在的第一阀控制流道、第一阀控制流道构成，通过承托板结构带动岩心待测件高度位置变化，使得岩心待测件具有两种渗吸实验方式的切换。

17、2、在静态加压可视化渗吸步骤下，通过上、下两个独立的加注方式，可实现气/液两相不同类型渗吸介质加压注入；并在图像采集模块的作用下，可直观观察静态渗吸采油全过程变化同时保存采出的油量。

18、3、在悬挂质量测试步骤下，当岩心待测件渗吸过程的不断进行时，加注组件能够及时的为实验腔内补充实验流体，能够保证实验腔所受浮力不变，从而避免了因浮力变化对重力感应装置读数造成的影响，提高了计量结果的准确度。

19、4、通过第二管体上设置的测量筒，且测量筒上设置的刻度，使得油与实验流体的分界线位于测量筒上设置的零刻度上，此时通过刻度线直接读取并记录产出油的体积，从而能够对计算出的原油体积进行验证，提高了计算结果的准确度。