基質(zhì)滲吸測(cè)量裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及天然氣儲(chǔ)層的研究領(lǐng)域，尤指一種基質(zhì)滲吸測(cè)量裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著對(duì)非常規(guī)天然氣資源不斷的勘探和開發(fā)，針對(duì)非常規(guī)天然氣儲(chǔ)層的研究也在不斷深入。目前，在研究非常規(guī)儲(chǔ)層，特別是低孔、低滲的頁(yè)巖儲(chǔ)層時(shí)，儲(chǔ)層巖石自發(fā)滲吸強(qiáng)度成為了重點(diǎn)的研究之一。
[0003]頁(yè)巖自發(fā)滲吸能力比常規(guī)的砂巖更強(qiáng)，這其中很大一部分原因就取決于頁(yè)巖的基質(zhì)。當(dāng)壓裂液對(duì)頁(yè)巖儲(chǔ)層進(jìn)行壓裂時(shí)，由于強(qiáng)大的毛細(xì)管力，使得液體從裂縫中向基質(zhì)流動(dòng)，進(jìn)入基質(zhì)及其內(nèi)部的縫隙中。該過程會(huì)驅(qū)替出基質(zhì)內(nèi)部的吸附氣并且通過對(duì)其深入的研究，可以獲得儲(chǔ)層巖石的一些物理性質(zhì)，如巖石的滲吸強(qiáng)度、滲吸速率以及孔喉分布等參數(shù)。
[0004]從工程角度來看，在對(duì)致密儲(chǔ)層進(jìn)行壓裂作業(yè)中，壓裂液返排率是壓裂作業(yè)中所關(guān)注的眾多重點(diǎn)參數(shù)之一。在低滲透氣藏儲(chǔ)層，特別是低滲透頁(yè)巖氣儲(chǔ)層中，由于巖石孔隙喉道狹窄，毛管效應(yīng)明顯，并且?guī)r石具有超干性，其含水飽和度比束縛水飽和度還低，即使壓裂時(shí)沒有高壓，壓裂液也會(huì)通過自發(fā)滲吸效應(yīng)進(jìn)入巖石中。
[0005]通常在進(jìn)行常規(guī)儲(chǔ)層的壓裂液工作中，由于孔隙喉道捕集等作用部分壓裂液滯留在巖石中，對(duì)儲(chǔ)層造成水鎖等傷害，但在低滲透頁(yè)巖氣儲(chǔ)層中，壓裂液滯留在巖石中后，會(huì)自發(fā)的向基質(zhì)中滲吸，從而減小甚至解除水鎖等壓裂液對(duì)儲(chǔ)層的傷害。
[0006]綜上所述，研究如何評(píng)價(jià)液體自發(fā)滲吸進(jìn)入基質(zhì)這種現(xiàn)象，能為壓裂作業(yè)對(duì)天然氣儲(chǔ)層的傷害分析提供基礎(chǔ)性研究，也為低滲透氣藏壓裂液設(shè)計(jì)提供指導(dǎo)性建議。因此，亟需發(fā)明一種測(cè)量裝置，以便快速、簡(jiǎn)便地評(píng)價(jià)頁(yè)巖氣儲(chǔ)層巖石基質(zhì)的自發(fā)滲吸能力。
[0007]現(xiàn)有技術(shù)中的滲吸測(cè)量裝置是通過將巖心在筒內(nèi)浸水，并在筒的一端接通一根可以計(jì)量水的高度的玻璃管，針對(duì)玻璃管內(nèi)液面高度進(jìn)行監(jiān)測(cè)。通過記錄液面下降高度隨時(shí)間的變化，計(jì)算基質(zhì)吸入水的質(zhì)量隨時(shí)間的變化。如果基質(zhì)自發(fā)吸水量如果不大，該裝置的誤差缺陷會(huì)顯而易見，因?yàn)椴ＡЧ艿闹睆绞苤圃旃に囅拗疲绻睆教髣t液面變化不明顯，如果直徑太小則玻璃管本身就會(huì)產(chǎn)生毛管效應(yīng)，干擾實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。另外，在吸水過程中巖石內(nèi)部的氣體會(huì)以氣泡形式排驅(qū)出來，如果不能保證氣泡從細(xì)玻璃管中排出，會(huì)影響了實(shí)驗(yàn)的精度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明為克服前述裝置中存在的問題，同時(shí)實(shí)現(xiàn)快速、簡(jiǎn)便地評(píng)價(jià)頁(yè)巖氣儲(chǔ)層巖石基質(zhì)的自發(fā)滲吸能力，提出了一種基質(zhì)滲吸測(cè)量裝置。該裝置可以測(cè)量基質(zhì)樣品在定溫常壓下吸入的壓裂液質(zhì)量隨時(shí)間的變化關(guān)系，從自發(fā)滲吸現(xiàn)象中研究該基質(zhì)樣品吸水速率、毛管力以及吸水量等，從而可以更好的認(rèn)識(shí)巖石的孔喉分布等性質(zhì)，為優(yōu)化壓裂液工作提供指導(dǎo)和依據(jù)。
[0009]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提出了一種基質(zhì)滲吸測(cè)量裝置，包括箱體1，箱體I內(nèi)設(shè)置有測(cè)試室2，測(cè)試室2內(nèi)設(shè)置有隔熱板3及稱量模塊4 ;其中，隔熱板3將測(cè)試室2分隔為兩個(gè)空間，第一空間5內(nèi)設(shè)置有第一加熱控溫裝置7，第二空間6內(nèi)設(shè)置有第二加熱控溫裝置8，第一加熱控溫裝置7及第二加熱控溫裝置8分別用于調(diào)節(jié)第一空間5及第二空間6內(nèi)的溫度；稱量模塊4包括:固定裝置9、基質(zhì)包10、滲吸管11、導(dǎo)液管12、密閉容器13、應(yīng)力傳感器14 ;其中，固定裝置9、基質(zhì)包10、滲吸管11設(shè)置于第一空間5內(nèi)，密閉容器13、應(yīng)力傳感器14設(shè)置于第二空間6內(nèi)；密閉容器13放置于應(yīng)力傳感器14上，內(nèi)部盛有實(shí)驗(yàn)液，滲吸管11和導(dǎo)液管12內(nèi)充滿實(shí)驗(yàn)液，導(dǎo)液管12的一端與滲吸管11連通，另一端插入密閉容器13內(nèi)的實(shí)驗(yàn)液中；基質(zhì)包10內(nèi)裝有待測(cè)基質(zhì)，浸沒于滲吸管11內(nèi)的實(shí)驗(yàn)液中；固定裝置9設(shè)置于滲吸管11內(nèi)，用于固定基質(zhì)包10，使基質(zhì)包10保持穩(wěn)定；當(dāng)基質(zhì)包10內(nèi)的待測(cè)基質(zhì)滲吸所述實(shí)驗(yàn)液后，滲吸管11通過導(dǎo)液管12吸入密閉容器13內(nèi)的實(shí)驗(yàn)液，應(yīng)力傳感器14采集密閉容器13內(nèi)的實(shí)驗(yàn)液的質(zhì)量變化，生成質(zhì)量變化數(shù)據(jù)并發(fā)送至計(jì)算機(jī)15，計(jì)算機(jī)15將所述質(zhì)量變化數(shù)據(jù)處理后生成滲吸測(cè)量結(jié)果并屏顯，以便于實(shí)時(shí)觀察待測(cè)基質(zhì)的滲吸變化。
[0010]本發(fā)明提出的基質(zhì)自發(fā)滲吸測(cè)量裝置具有如下優(yōu)點(diǎn):1、本裝置集合巖樣烘干室、測(cè)量室和信號(hào)輸出為一體，可以實(shí)現(xiàn)在鉆井現(xiàn)場(chǎng)對(duì)碎巖樣進(jìn)行恒溫烘干，加工成所需基質(zhì)，再放入實(shí)驗(yàn)液中針對(duì)其自發(fā)滲吸過程進(jìn)行測(cè)量，整體為箱體結(jié)構(gòu)，方便搬運(yùn)，底部有減震裝置，能適應(yīng)鉆井現(xiàn)場(chǎng)復(fù)雜環(huán)境，保證數(shù)據(jù)精度。2、本裝置對(duì)巖心形狀要求較低，依靠本裝置，只需要對(duì)鉆井過程中的巖肩加工成所需目數(shù)的基質(zhì)便可對(duì)儲(chǔ)層自發(fā)滲吸能力進(jìn)行評(píng)價(jià)，不需要井下取芯，節(jié)約測(cè)試成本。3、本裝置操作簡(jiǎn)單，利用本裝置進(jìn)行自發(fā)滲吸實(shí)驗(yàn)時(shí)，可以通過信號(hào)輸出端將基質(zhì)質(zhì)量隨時(shí)間的變化數(shù)據(jù)輸出至計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)采集功能。
【附圖說明】
[0011]此處所說明的附圖用來提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限定。在附圖中:
[0012]圖1為本發(fā)明一實(shí)施例的基質(zhì)滲吸測(cè)量裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖2為本發(fā)明一實(shí)施例的稱量模塊結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]附圖標(biāo)不說明:
[0015]箱體1、測(cè)試室2、隔熱板3、稱量模塊4、第一空間5、第二空間6、第一加熱控溫裝置7、第二加熱控溫裝置8、固定裝置9、基質(zhì)包10、滲吸管11、導(dǎo)液管12、密閉容器13、應(yīng)力傳感器14、計(jì)算機(jī)15、第一溫度傳感器16、第一發(fā)熱裝置17、第一恒溫控制器18、第二溫度傳感器19、第二發(fā)熱裝置20、第二恒溫控制器21、導(dǎo)管夾22、烘干室23、第三加熱控溫裝置24，底部設(shè)置有通風(fēng)口 25、第三溫度傳感器26、第三發(fā)熱裝置27、第三恒溫控制器28、減震裝置29。
【具體實(shí)施方式】
[0016]以下配合圖示及本發(fā)明的較佳實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段。
[0017]圖1為本發(fā)明一實(shí)施例的基質(zhì)滲吸測(cè)量裝置結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，該裝置包括:箱體1，箱體I內(nèi)設(shè)置有測(cè)試室2，測(cè)試室2內(nèi)設(shè)置有隔熱板3及稱量模塊4。其中，
[0018]隔熱板3將測(cè)試室2分隔為兩個(gè)空間，第一空間5內(nèi)設(shè)置有第一加熱控溫裝置7，第二空間6內(nèi)設(shè)置有第二加熱控溫裝置8，第一加熱控溫裝置7及第二加熱控溫裝置8分別用于調(diào)節(jié)第一空間5及第二空間6內(nèi)的溫度。
[0019]圖2為本發(fā)明一實(shí)施例的稱量模塊結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，稱量模塊4包括:固定裝置9、基質(zhì)包10、滲吸管11、導(dǎo)液管12、密閉容器13、應(yīng)力傳感器14。其中，
[0020]固定裝置9、基質(zhì)包10、滲吸管11設(shè)置于第一空間5內(nèi)，密閉容器13、應(yīng)力傳感器14設(shè)置于第二空間6內(nèi)。
[0021]密閉容器13放置于應(yīng)力傳感器14上，內(nèi)部盛有實(shí)驗(yàn)液，滲吸管11和導(dǎo)液管12內(nèi)充滿實(shí)驗(yàn)液，導(dǎo)液管12的一端與滲吸管11連通，另一端插入密閉容器13內(nèi)的實(shí)驗(yàn)液中。
[0022]基質(zhì)包10內(nèi)裝有待測(cè)基質(zhì)，浸沒于滲吸管11內(nèi)的實(shí)驗(yàn)液中。在基質(zhì)包10中，只有內(nèi)部的待測(cè)基質(zhì)吸入實(shí)驗(yàn)液，而外面的包不吸入實(shí)驗(yàn)液。
[0023]固定裝置9設(shè)置于滲吸管11內(nèi)，用于固定基質(zhì)包10，使基質(zhì)包10保持穩(wěn)定。
[0024]當(dāng)基質(zhì)包10內(nèi)的待測(cè)基質(zhì)滲吸所述實(shí)驗(yàn)液后，滲吸管11通過導(dǎo)液管12吸入密閉容器13內(nèi)的實(shí)驗(yàn)液，應(yīng)力傳感器14采集密閉容器13內(nèi)的實(shí)驗(yàn)液的質(zhì)量變化，生成質(zhì)量變化數(shù)據(jù)并發(fā)送至計(jì)算機(jī)15，計(jì)算機(jī)15將所述質(zhì)量變化數(shù)據(jù)處理后生成滲吸測(cè)量結(jié)果并屏顯，以便于實(shí)時(shí)觀察待測(cè)基質(zhì)的滲吸變化。在實(shí)驗(yàn)過程中，只要保證基質(zhì)包10穩(wěn)定，同時(shí)注液保持緩慢，滲吸管11中是不會(huì)出現(xiàn)氣泡的。
[0025]優(yōu)選地，測(cè)試室2的外壁可以為隔熱材料。
[0026]優(yōu)選地，箱體I底部可以設(shè)置減震裝置29，用于使箱體I穩(wěn)定，為整個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置提供相對(duì)穩(wěn)定的工作環(huán)境。
[0027]優(yōu)選地，稱量模塊4還可以包括導(dǎo)管夾22，用于關(guān)斷或打開導(dǎo)液管12。
[0028]優(yōu)選地，應(yīng)力傳感器14的測(cè)量精度可以達(dá)到0.1mg0
[0029]在本實(shí)施例中，箱體I內(nèi)還