模擬地層環境巖芯滲透率測量儀器的製作方法
2023-05-22 02:29:16
專利名稱：模擬地層環境巖芯滲透率測量儀器的製作方法
專利說明模擬地層環境巖芯滲透率測量儀器 技術領域 本實用新型涉及一種模擬地層環境測量巖芯滲透率的測量裝置。
背景技術 目前，公知的模擬地層滲透率測量儀器主要是通過巖芯夾持器加圍壓、通過回壓閥加回壓的方式進行模擬地層高壓環境，通過把巖芯放入恆溫箱內進行空氣浴和水浴模擬油氣藏的高溫度環境和水合物藏的低溫環境。模擬地層環境時，壓力高達幾兆帕，甚至十幾兆帕，要想模擬這樣高的壓力一般要對巖芯加圍壓和回壓。這樣，巖芯入口壓力和出口壓力就會很高，產生的絕對誤差就會很大，因此就影響了巖芯兩端的壓差的精確度，尤其是在測量滲透率較高的巖芯時，巖芯兩端的壓差很小，就有可能完全被壓力計量儀器的誤差屏蔽，從而得不到巖芯的滲透率。
發明內容
為了克服測量壓力和流量時較大的誤差，本實用新型提供一種滲透率測量儀器，該滲透率測量儀器不僅能夠減小誤差，而且還能模擬地層環境。
本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案是本模擬地層環境滲透率測量儀器所用流體是水。
測量儀器組成及結構 模擬地層環境滲透率測量儀器包括三個模塊供水模塊、出水模塊和地層環境模擬模塊。供水模塊有壓力容器、供液容器和平流泵，出水模塊只有一個出口容器，環境模擬模塊有供壓氮氣瓶和恆溫箱。用管線在底端將壓力容器和供液容器連接組成連通器，平流泵與供液容器連接提供流體。從供液容器上端連接巖芯夾持器，巖芯夾持器再連接出口容器，為了模擬地層環境，把供液容器和巖芯夾持器放入恆溫箱內，通過對恆溫箱的溫度調節來模擬地層溫度，通過把同一個供壓氮氣瓶接到壓力容器和出口容器的頂端來模擬巖芯夾持器內的地層壓力。
測量儀器測量原理 該儀器測量的基本原理是達西定律，通過水流過巖芯測量。
根據達西定律得 即 其中 因此得到方程組
求解得 其中 a＝ρHgghHg1-ρHgghHg2-ρwghw2 符號說明A——巖芯的橫截面積，A1——壓力容器的橫截面積，A2——供液容器的橫截面積，g——重力加速度，hHg1——壓力容器13中氮氣-汞液面D的初始垂直高度，hHg2——壓力容器13中氮氣-汞液面D的最終垂直高度，hw2——巖芯夾持器入口端與水-汞液面C的垂直高度，k——滲透率，L——巖芯長度，pt——t時刻的巖芯入口端壓力，p0——氮氣瓶提供的壓力，Qt——t時刻水的累計流量，t——時間，μ——水的黏度，ρHg——汞的密度，ρw——水的密度。
該圖中用氮氣瓶15提供的壓力模擬地層壓力，用恆溫箱16模擬地層溫度。供液容器12和壓力容器13由閥6組成連通器，供液容器12和壓力容器13中各個高度的壓力可以根據連通器原理算出。出水容器10帶有一個細管(細管兩端與出口容器的底端和頂端連通)，根據連通器原理，細管內的液面高度A等於出水容器內的液面高度B。由於該設備採用了同一個高壓氮氣瓶15，所以壓力容器13的上部氣體的壓力等於出口容器10上部氣體的壓力。編號說明1～9閥門、10出口容器、11巖芯夾持器、12供液容器、13壓力容器、14平流泵、15氮氣瓶、16恆溫箱。
具體實施方式
測量前，首先在供液容器12和壓力容器13內加入一定量的汞，所有閥1～9關閉，然後再打開閥4、5、6、7，用平流泵14向供液容器12內注水，則汞在下面水在上面，供液容器12和壓力容器13在連通器作用下，汞會被壓入壓力容器13內，當水充滿供液容器12時，關閉閥4，在平流泵14的注水壓力下，繼續向供液容器12注水，當壓力容器13內的汞達到預定高度時，停止向供液容器12內注水，關閉閥5、6、7，注意，汞水界面不要達到供液容器12底部，供液容器12上部及巖芯夾持器11的入口管線和出口管線要充滿水。將飽和水的巖芯放入巖芯夾持器11，並加上圍壓。壓力容器13和出口容器10按入供壓氮氣瓶15，打開閥1、8，調節氮氣瓶出口處的減壓閥9，使測量系統處在預定的壓力下，將恆溫箱16設定在預定的溫度，打開閥2、3，開始測量，通過計量累積出水量和出水時間就可以得到巖芯的滲透率。其中出口容器10的細管(連通器原理)上標有刻度，累積出水量可以通過上面的刻度讀出。計算方法如原理所述。
權利要求
模擬地層環境滲透率測量儀器是在模擬地層的環境的條件下，通過測量流過巖芯水的累積流量和時間得到滲透率，其特徵是兩端接入同一高壓氣源，通過測量累積流量和時間得到巖芯的滲透率。
全文摘要
本發明是一種模擬地層環境測量巖芯滲透率的裝置。模擬地層滲透率測量儀器主要是通過回壓閥加回壓來模擬地層高壓環境，巖芯入口壓力和出口壓力很高，產生的絕對誤差就會很大，影響了巖芯兩端的壓差的精確度。該儀器利用汞柱的壓力驅水來測量。模擬地層環境滲透率測量儀器包括三個模塊供水模塊、出水模塊和地層環境模擬模塊。供水模塊有壓力容器、供液容器和平流泵，出水模塊只有一個出口容器，環境模擬模塊有供壓氮氣瓶和恆溫箱。用管線在底端將壓力容器和供液容器連接組成連通器，平流泵與供液容器連接提供流體。從供液容器上端連接巖芯夾持器，巖芯夾持器再連接出口容器。然後打開恆溫箱，接入氮氣瓶就可以進行測量。
文檔編號G01N13/00GK101251465SQ20081000907
公開日2008年8月27日 申請日期2008年1月28日 優先權日2008年1月28日
發明者建 玄 申請人:建 玄