專利名稱：一種鹽巖溶蝕、擴(kuò)散規(guī)律測試裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及測定鹽巖巖心溶解速率及擴(kuò)散速率的技術(shù)領(lǐng)域，更具體涉及一種鹽巖溶解、擴(kuò)散規(guī)律的測試裝置，該裝置適用于對(duì)鉆井獲取鹽巖巖心的溶解速率及擴(kuò)散速度的測定，還可以對(duì)溶解、擴(kuò)散規(guī)律進(jìn)行研究，對(duì)其他溶解與水的礦物溶解速率測定也同樣適用。
背景技術(shù)：
由于鹽巖具有良好的低滲透性，流變性以及損傷自愈合性，其已成為世界各國地下儲(chǔ)存的首選介質(zhì)。鹽巖地下儲(chǔ)氣庫的建腔方式是水溶建腔，通過注入清水，置換商水，使地下鹽巖溶解于水并形成一定形狀的腔體。鹽巖地下儲(chǔ)氣庫的腔體形狀對(duì)于儲(chǔ)氣庫的穩(wěn)定性至關(guān)重要，腔體太扁，則容易發(fā)生頂板垮塌造成油氣泄漏，腔體太瘦長則容易發(fā)生片幫垮落造成儲(chǔ)氣庫失穩(wěn)，因此水溶造腔的目標(biāo)就是建成符合穩(wěn)定性特征的目標(biāo)形狀腔體?，F(xiàn)階段普遍采用的方法是通過油墊法利用造腔軟件對(duì)腔體的形狀進(jìn)行控制，其中鹽巖的溶解速率及擴(kuò)散速度是鹽巖地下儲(chǔ)氣庫造腔軟件中的重要參數(shù)，因此，鹽巖的溶解特性對(duì)腔體形狀控制非常重要。以前對(duì)鹽巖溶解速率的測定都是通過一些簡單設(shè)備單一的測定鹽巖的溶解速率和擴(kuò)散速度，然后在地下水溶造腔過程中，鹽巖的溶蝕速率和擴(kuò)散速度受很多因素影響，其中最重要的是溶液的濃度(密度)，本實(shí)驗(yàn)裝置擬通過連續(xù)測定溶解過程中的密度，研究溶解速率和密度之間的相關(guān)關(guān)系，以及擴(kuò)散速率與密度相關(guān)關(guān)系。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是在于提供了一種鹽巖溶解、擴(kuò)散規(guī)律測試裝置。該裝置結(jié)構(gòu)簡單，能夠快速、方便、準(zhǔn)確的對(duì)鹽巖的溶蝕及擴(kuò)散規(guī)律進(jìn)行測定，操作簡便，易于掌握，能夠可靠的對(duì)鹽巖溶解速率與密度的關(guān)系，以及擴(kuò)散速率與密度的關(guān)系進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，為鹽巖地下儲(chǔ)氣庫的造腔形狀控制提供可靠的數(shù)據(jù)及相關(guān)關(guān)系。為了實(shí)現(xiàn)上述任務(wù)目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)措施試驗(yàn)原理在保持試樣端面溶解的前提下，測量隨時(shí)間變化的密度、體積變化，根據(jù)密度-時(shí)間變化關(guān)系，以及體積-時(shí)間變化關(guān)系，求出給定密度下的溶解速率。根據(jù)各個(gè)測量位置之間的密度梯度，求出不同密度時(shí)的擴(kuò)散速率。一種鹽巖溶蝕、擴(kuò)散規(guī)律測試裝置，它由溶解池，密度測量筒，端頭塞，熱縮管，密度計(jì)，溶解液(清水)，鹽巖試樣組成。其連接關(guān)系是溶解池一端與端頭塞連接，溶解池另一端與熱縮管相連，熱縮管分別與溶解池、鹽巖試樣相連，在溶解池側(cè)壁裝有密度測量筒，從密度測量筒里放入密度計(jì)。密度測量筒、密度計(jì)各為四到十個(gè)。溶解池材質(zhì)為有機(jī)玻璃管， 透明，內(nèi)直徑100-110mm，玻璃管厚度4-6mm，長度大于1. 2-1. 4m0溶解池內(nèi)徑保證能夠完全放入密度計(jì)主體測試部分。利用鉆頭在溶解池鉆出一排直徑M_26mm，相隔19_23cm的鉆孔，用來和密度測量筒連接。密度測量筒材質(zhì)為有機(jī)玻璃管，外徑M-26mm、內(nèi)徑為19_23mm，長度198_204mm， 保證足以放入密度計(jì)并使密度計(jì)主體位置在溶解池。把密度測量筒和溶解池上的鉆孔連通，并用密封膠密封，保證密度測量筒垂直于溶解池表面，以保證密度測量筒的準(zhǔn)確性。密度測量筒刻有體積刻度，用以監(jiān)測溶解過程中的體積變化。端頭塞材質(zhì)為有機(jī)透明玻璃，形狀為圓柱體，直徑99-109mm，主要和溶解池內(nèi)徑相匹配，高度48-54mm，用于塞住溶解池一端。在端頭塞環(huán)面涂滿密封膠，塞進(jìn)溶解池一端，并在端頭塞與溶解池接觸外部涂一層密封膠，保證溶解池一端的密封性。本實(shí)用新型主要有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)1、結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉。不需要復(fù)雜的機(jī)械加工，也未使用貴重零部件；2、安裝簡便，各個(gè)組件的組裝只需要密封膠即可；3、良好的可觀察性。試驗(yàn)人員可以透過透明有機(jī)玻璃觀察鹽巖在溶解筒中的溶解情況；4、密度的測試對(duì)濃度場的影響小。密度的測試只是在某個(gè)時(shí)間通過密度測量筒進(jìn)行測定，對(duì)試驗(yàn)溶解和擴(kuò)散的影響小。5、溶解池高度和密度計(jì)測試部分高度相當(dāng)，密度測量準(zhǔn)確可靠。6、該裝置不僅可以測得溶解速率還可以對(duì)擴(kuò)散速度進(jìn)行測定。減小了試驗(yàn)強(qiáng)度， 降低了試驗(yàn)成本。7、測量參數(shù)簡單。整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中需要測量的就是各個(gè)密度測量筒部位的密度， 以及增加的體積，實(shí)驗(yàn)強(qiáng)度低，易于操控。

圖1為一種鹽巖溶蝕、擴(kuò)散規(guī)律測試裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1-溶解池，2-密度測量筒，3-端頭塞，4-熱縮管，5-密度計(jì)，6-溶解液(清水)，7_鹽巖試樣。圖2為一種試驗(yàn)記錄結(jié)果圖。從圖中可以看出，密度與時(shí)間呈現(xiàn)良好的指數(shù)衰減趨勢，隨著時(shí)間的增加，密度的增加越來越緩慢。圖3為一種最終處理得到的溶解速率與密度關(guān)系曲線圖。從圖中可以看出，溶解速率與密度呈現(xiàn)良好的線性關(guān)系，隨著密度的增加，溶解速率越來越小，直到飽和。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1 —種鹽巖溶蝕、擴(kuò)散規(guī)律測試裝置，它由溶解池1，密度測量筒2，端頭塞3，熱縮管 4，密度計(jì)5，溶解液6 (清水)，鹽巖試樣7組成。其連接關(guān)系是溶解池1 一端與端頭塞3 連接，溶解池1另一端與熱縮管4相連，熱縮管4分別與溶解池1、鹽巖試樣7相連，在溶解池1中裝有密度測量筒2，從密度測量筒2里放入密度計(jì)5到溶解池1，密度測量筒2、密度計(jì)5各為四到十個(gè)。溶解池1材質(zhì)為有機(jī)玻璃管，透明，內(nèi)直徑100或102或104或106或 108或110mm，玻璃管厚度4或5或6mm，長度大于1. 2或1. 3或1.細(xì)。溶解池1內(nèi)徑保證能夠完全放入密度計(jì)主體測試部分。利用鉆頭在溶解池1鉆出一排直徑M或25或沈讓， 相隔19或20或21或22或23cm的鉆孔，用來和密度測量筒2連接。密度測量筒2材質(zhì)為有機(jī)玻璃管，外徑M或25或^mm、內(nèi)徑為19或20或21或 22或23mm，長度198或199或200或201或202或203或204mm，保證足以放入密度計(jì)并使密度計(jì)5主體位置在溶解池1，從密度測量筒2里放入密度計(jì)5到溶解池1，密度計(jì)5為四到十個(gè)。把密度測量筒2和溶解池1上的鉆孔連通，并用密封膠密封，保證密度測量筒2垂直于溶解池1表面，以保證密度測量準(zhǔn)確性。密度測量筒2刻有體積刻度，用以監(jiān)測溶解過程中的體積變化。端頭塞3材質(zhì)為有機(jī)透明玻璃，形狀為圓柱體，直徑99或101或103或105或107 或109mm，高度48或50或52或54mm，用于塞住溶解池1 一端。在端頭塞3環(huán)面涂滿密封膠，塞進(jìn)溶解池1 一端，并在端頭塞3與溶解池1接觸外部涂一層密封膠，保證溶解池1 一端的密封性。裝置的密封測試按照技術(shù)方案中把實(shí)驗(yàn)裝置組裝后，封閉另一端，注入清水，測試端頭塞部位以及密度測量筒部位的密封性，保證不滲水。試驗(yàn)樣品準(zhǔn)備對(duì)鉆井巖心獲取的鹽巖試樣，用切割機(jī)切斷其中一端，鹽巖試樣表面涂滿密封膠，用熱縮管加溫包住，保證溶解過程中不出現(xiàn)測溶現(xiàn)象，將切斷的一端放入清水中，將斷面溶解為自然斷面。將熱縮管包住的鹽巖試樣塞入溶解池中，保證塞入部分大于100mm，在溶解池端部和熱縮管接觸處用密封膠封住，保證密封。從密度測量筒中快速注入清水，注入清水的高度能保證密度計(jì)可以測量密度。清水注完后，開始計(jì)時(shí)，并間隔5min記錄溶液體積，并利用密度計(jì)5插入密度測量筒2中，對(duì)不同位置的密度進(jìn)行記錄，時(shí)間間隔可以隨試驗(yàn)的進(jìn)行慢慢延長，因?yàn)槊芏鹊淖兓瘯?huì)隨著溶解的進(jìn)行越來越慢。根據(jù)記錄的密度，體積以及時(shí)間，可以計(jì)算出鹽巖任意時(shí)間的溶解速率及擴(kuò)散速率，并可分析溶解速率、擴(kuò)散速率和密度的相關(guān)關(guān)系。
權(quán)利要求1.一種鹽巖溶蝕、擴(kuò)散規(guī)律測試裝置，它包括溶解池(1)，密度測量筒(2)，端頭塞(3)， 熱縮管(4)，其特征在于溶解池(1) 一端與端頭塞(3)連接，溶解池(1)另一端與熱縮管 (4)相連，熱縮管(4)分別與溶解池(1)、鹽巖試樣(7)相連，在溶解池(1) 一側(cè)和密度測量筒(2 )相連，從密度測量筒(2 )里放入密度計(jì)(5 )。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鹽巖溶蝕、擴(kuò)散規(guī)律測試裝置，其特征在于所述的密度測量筒(2)為有機(jī)玻璃管，外徑M_26mm、內(nèi)徑為19_23mm，長度198_204mm，密度測量筒(2) 和溶解池(1)上的鉆孔連通，并用密封膠密封，密度測量筒(2)垂直于溶解池(1)表面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鹽巖溶蝕、擴(kuò)散規(guī)律測試裝置，其特征在于所述的溶解池(1)材質(zhì)為有機(jī)玻璃管，內(nèi)徑100-110mm，玻璃管厚度4_16mm，長度1. 2-1.細(xì)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鹽巖溶蝕、擴(kuò)散規(guī)律測試裝置，其特征在于所述的溶解池(1)鉆出一排直徑M_26mm，相隔19-23cm的鉆孔，用來和密度測量筒(2)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鹽巖溶蝕、擴(kuò)散規(guī)律測試裝置，其特征在于所述的端頭塞(3)為有機(jī)透明玻璃，為圓柱體，直徑99-109mm，高度48_54mm，在端頭塞(3)環(huán)面涂滿密封膠，塞進(jìn)溶解池(1) 一端，在端頭塞(3)與溶解池(1)接觸外部涂一層密封膠。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種鹽巖溶蝕、擴(kuò)散規(guī)律測試裝置，它包括溶解池，密度測量筒，端頭塞，熱縮管，其特征在于溶解池一端與端頭塞連接，溶解池另一端與熱縮管相連，熱縮管分別與溶解池、鹽巖試樣相連，在溶解池一側(cè)裝有密度測量筒。該裝置結(jié)構(gòu)簡單，能夠快速、方便、準(zhǔn)確的對(duì)鹽巖的溶蝕及擴(kuò)散規(guī)律進(jìn)行測定，操作簡便，易于掌握，能夠可靠的對(duì)鹽巖溶解速率與密度的關(guān)系，以及擴(kuò)散速率與密度的關(guān)系進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，為鹽巖地下儲(chǔ)氣庫的造腔形狀控制提供可靠的數(shù)據(jù)及相關(guān)關(guān)系。
文檔編號(hào)G01N9/36GK202330213SQ20112041478
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2011年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月27日
發(fā)明者楊春和, 陳鋒, 馬洪嶺 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所