專利名稱：含水合物巖芯滲透率測(cè)量?jī)x器的制作方法
專利說明含水合物巖芯滲透率測(cè)量?jī)x器 技術(shù)領(lǐng)域 本實(shí)用新型涉及一種測(cè)量含水合物巖芯滲透率的裝置。
背景技術(shù) 水合物在常壓、常溫下會(huì)迅速分解，因此水合物巖芯測(cè)量滲透率時(shí)必須保持高壓低溫的環(huán)境，日前，經(jīng)典的氣測(cè)滲透率實(shí)驗(yàn)流程如圖1，常規(guī)小巖芯空氣滲透率的測(cè)定如圖2，公知的模擬地層滲透率測(cè)量?jī)x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(jìn)行模擬地層高壓環(huán)境，通過把巖芯放入恒溫箱內(nèi)進(jìn)行空氣浴和水浴模擬水合物藏的低溫環(huán)境，然后讀取巖芯入口端、出口端的壓力和瞬時(shí)流量計(jì)算滲透率，而常規(guī)小巖芯空氣滲透率的測(cè)定如圖2，由于水柱產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力很小，所以該裝置不能測(cè)量滲透率很小的巖芯，并且，該裝置不能加回壓來模擬地層環(huán)境。模擬地層環(huán)境時(shí)，壓力高達(dá)幾兆帕，甚至十幾兆帕，要想模擬這樣高的壓力一般要對(duì)巖芯加圍壓，在巖芯夾持器的出口端加回壓，這樣，巖芯入口壓力和出口壓力就會(huì)很高，產(chǎn)生的絕對(duì)誤差就會(huì)很大，因此就影響了巖芯兩端的壓差的精確度，尤其是在測(cè)量滲透率較高的巖芯時(shí)，巖芯兩端的壓差很小，就有可能完全被壓力計(jì)量?jī)x器的誤差屏蔽，從而得不到巖芯的滲透率。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服測(cè)量壓力和流量時(shí)較大的誤差，本實(shí)用新型提供一種滲透率測(cè)量?jī)x器，該滲透率測(cè)量?jī)x器不僅能夠減小誤差，而且還能模擬地層環(huán)境。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是本含水合物巖芯滲透率測(cè)量?jī)x器所用流體是氮?dú)狻?br> 測(cè)量?jī)x器組成及結(jié)構(gòu) 含水合物巖芯滲透率測(cè)量?jī)x器包括兩個(gè)模塊供氣模塊和水合物藏環(huán)境模擬模塊。供氣模塊有壓力容器、供液容器，水合物藏環(huán)境模擬模塊有供壓氮?dú)馄亢秃銣叵?。用管線在底端將壓力容器和供氣容器連接組成連通器，氮?dú)馄颗c供氣容器連接提供通過巖芯的流體。從供氣容器上端連接巖芯夾持器(可加圍壓)的入口端，為了模擬水合物藏環(huán)境，把整套設(shè)備放入恒溫箱內(nèi)，通過對(duì)恒溫箱的溫度調(diào)節(jié)來模擬水合物藏的低溫條件，通過把同一個(gè)供壓氮?dú)馄拷拥綁毫θ萜鞯捻敹撕蛶r芯夾持器出口端來模擬巖芯夾持器內(nèi)的地層壓力。
測(cè)量?jī)x器測(cè)量原理 該儀器測(cè)量的基本原理是達(dá)西定律，通過氮?dú)饬鬟^巖芯測(cè)量。控制汞柱的垂直高度在1m左右，所有管線和容器都放在同一個(gè)恒溫箱內(nèi)，則氮?dú)獾膲嚎s因子可以近似認(rèn)為是常數(shù)，那么，在任意時(shí)刻t巖芯的任意位置的瞬時(shí)流量
根據(jù)達(dá)西公式 忽略氮?dú)馄繅毫0的微小變化，則把(1)代入(2)得 其中， 因此得到方程組
求解得 其中 a＝p0+ρHgghHg1-ρHgghHg2 符號(hào)說明A——巖芯的橫截面積，A1——壓力容器11的橫截面積，A2——供氣容器10的橫截面積，g——重力加速度，hHg1——壓力容器11中氮?dú)?汞液面B的初始垂直高度，hHg2——供氣容器10中氮?dú)?汞液面A的初始垂直高度，kg——含水合物巖芯的氣測(cè)滲透率，L——巖芯長(zhǎng)度，pt1——t時(shí)刻巖芯夾持器入口端的壓力，pt——t時(shí)刻由壓力容器和供氣容器內(nèi)汞柱作用產(chǎn)生的壓力，p0——氮?dú)馄刻峁┑膲毫?，Qt——t時(shí)刻供氣容器內(nèi)氮?dú)饬鞒龅睦塾?jì)流量，

——在任意時(shí)刻t巖芯任意位置的瞬時(shí)流量，t——時(shí)間，μ——氮?dú)庠谀M溫度和壓力下得的黏度，ρHg——汞的密度。



經(jīng)典的氣測(cè)滲透率實(shí)驗(yàn)流程圖1的說明 1——瞬時(shí)流量計(jì)、2、4——壓力表、3——巖芯夾持器、5——過濾器、6——氮?dú)馄苛髁抗軞鉁y(cè)滲透率圖2的說明 1——巖芯夾持器、2——流量管、3——水池、4——抽氣球測(cè)量含水合物巖芯的滲透率流程圖3的說明 該圖中用氮?dú)馄?2提供的壓力模擬地層壓力，用恒溫箱13模擬地層溫度。供氣容器10和壓力容器11由閥5組成連通器，供氣容器10和壓力容器11中各個(gè)高度的壓力可以根據(jù)連通器原理算出。由于該設(shè)備采用了同一個(gè)高壓氮?dú)馄?2，所以壓力容器11上部氣體的壓力等于巖芯夾持器9出口端的壓力。編號(hào)說明1～8——閥門、9——巖芯夾持器、10供氣容器、11壓力容器、12氮?dú)馄俊?3恒溫箱。
具體實(shí)施方式
測(cè)量前，首先在供氣容器10和壓力容器11內(nèi)加入一定量的汞，所有閥1～8關(guān)閉，然后再打開閥4、6，用氮?dú)馄?2向供氣容器10內(nèi)注氣，則汞在下面氣在上面，供氣容器10和壓力容器11在連通器作用下，汞會(huì)被壓入壓力容器11內(nèi)，在氮?dú)馄?2的注氣壓力下，壓力容器11內(nèi)的汞柱會(huì)慢慢上升，當(dāng)壓力容器11內(nèi)的汞達(dá)到預(yù)定高度時(shí)，停止向供氣容器10內(nèi)注氣，關(guān)閉閥4、6，注意，氮?dú)?汞界面A不要達(dá)到供氣容器10底部。將含天然氣水合物的巖芯放入巖芯夾持器9，并加上圍壓。壓力容器11和巖芯夾持器9的出口端接入供壓氮?dú)馄?2，將恒溫箱13設(shè)定在預(yù)定的溫度，打開閥1、7，調(diào)節(jié)氮?dú)馄砍隹谔幍臏p壓閥8，使測(cè)量系統(tǒng)處在預(yù)定的壓力下，打開閥1、2，開始測(cè)量，通過計(jì)量供氣容器10的量累積注氣量和注氣時(shí)間就可以得到巖芯的滲透率。其中壓力容器11上標(biāo)有刻度，供氣容器10的累積注氣量可以通過壓力容器11上面的刻度讀出。計(jì)算方法如原理所述。
權(quán)利要求
含水合物巖芯滲透率測(cè)量?jī)x器是在模擬水合物藏環(huán)境的條件下，通過測(cè)量流過巖芯氮?dú)獾睦鄯e注入量和累計(jì)時(shí)間得到滲透率，其特征是設(shè)備放置在恒溫箱內(nèi)并且兩端接入同一高壓氣源，通過測(cè)量氮?dú)獾睦鄯e注入量和累計(jì)時(shí)間得到巖芯的滲透率。
全文摘要
本發(fā)明是一種模擬水合物藏環(huán)境測(cè)量巖芯滲透率的裝置。含水合物巖芯滲透率測(cè)量?jī)x器是通過回壓閥加回壓來模擬地層高壓環(huán)境，巖芯入口壓力和出口壓力很高，產(chǎn)生的絕對(duì)誤差就會(huì)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(qū)氮?dú)鉁y(cè)量。該儀器包括三個(gè)模塊供氣模塊和水合物藏環(huán)境模擬模塊。供氣模塊有壓力容器、供液容器，水合物藏環(huán)境模擬模塊有供壓氮?dú)馄亢秃銣叵?。用管線在底端將壓力容器和供液容器連接組成連通器，從供氣容器上端連接巖芯夾持器，壓力容器的上端和巖芯夾持器的出口端接入同一個(gè)氮?dú)馄?，然后打開恒溫箱，開始測(cè)量。
文檔編號(hào)G01N7/00GK101246106SQ20081000589
公開日2008年8月20日 申請(qǐng)日期2008年2月15日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月15日
發(fā)明者建 玄 申請(qǐng)人:建 玄