一種巖樣三向滲透率的檢測方法及其檢測系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明為一種巖樣三向滲透率的檢測方法及其檢測系統(tǒng)，該檢測方法是將待測巖樣按三維直角坐標系的軸向標記，將待測巖樣依次沿標記方向置于檢測系統(tǒng)中，經(jīng)密封加壓后，依次測量沿不同標記方向的滲透率；該檢測系統(tǒng)包括夾持單元、注氣單元、檢測單元以及控制單元；注氣單元與夾持單元相連接，檢測單元設(shè)置在夾持單元外部，控制單元與檢測單元相連接；夾持單元包括夾持器12，夾持器12內(nèi)部依次套接有圍壓套1、過渡套4以及待測巖樣3，待測巖樣一端與注氣單元相連接；本發(fā)明不必在巖心上鉆取巖心柱，而是采用切磨方式取樣，提高了取樣的成功率；此外，本發(fā)明可以對一塊巖樣進行三向滲透率測試，提高了巖樣的利用率，增強了實驗結(jié)果的可比性。
【專利說明】一種巖樣三向滲透率的檢測方法及其檢測系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及巖石的物理參數(shù)測量領(lǐng)域，尤其涉及一種巖樣三向滲透率的檢測方法及其檢測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在油氣地質(zhì)勘探和開發(fā)領(lǐng)域，滲透率是一項重要的參數(shù)。在實驗室，通常是在巖樣上鉆取標準巖心柱，以滲透率測定儀測定巖心柱滲透率，為油氣勘探和開發(fā)工作提供依據(jù)。由于地層的滲透率具有各向異性的特點，而這種特性對于油氣田的勘探和開發(fā)具有特殊意義；因此在鉆取巖心柱時，需在巖心上鉆取軸向巖心柱和徑向巖心柱，并分別標注方向測試，最后得到垂向滲透率和水平滲透率，以便為地層滲透性研究提供更多信息。
[0003]中國專利CN101221111提供了一種各向異性滲透率的測試方法，該方法是將全直徑巖心沿軸線鉆空，從小孔眼向巖心內(nèi)注入流體，在巖心體內(nèi)形成垂直于巖心軸線的輻射狀平面流動，流體由巖心周圍表面流出。測量巖心外側(cè)表面不同方向的流量，流量最大和最小的方向分別是最大和最小滲透率主方向。
[0004]2005年8月出版的《大慶石油地質(zhì)與開發(fā)》中刊登了《巖石方向滲透率的確定方法研究》，推導了一種新的具有代表性和普遍性的方向滲透率計算模型。此模型可用于計算平面內(nèi)任意方向上的滲透率大小。提出了一種用于確定最大、最小方向滲透率及其方位角的新方法，并給出了相應(yīng)的實施步驟。
[0005]本方法的實施條件為:
[0006]I)需要有巖樣實測的一個平面三個方向的滲透率及其方位角數(shù)據(jù)；
[0007]2)本方法只適用于正反兩個滲透率相等或相近的情形。
[0008]上述方法若要實施，就必須要獲得規(guī)則的圓柱狀巖樣，甚至需要全巖心樣品。但由于泥巖、頁巖、泥頁巖具有性脆、頁理發(fā)育等特點，在鉆取巖心柱或取心的過程中經(jīng)常發(fā)生破裂現(xiàn)象，導致鉆取巖心柱樣品的成功率低，而上述方法對巖樣外形的要求，在一定程度上限制了其在更大范圍上的應(yīng)用，也不能滿足各向異性巖樣滲透率測定和研究工作的需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中對巖樣的取樣成功率低和利用率低的問題，提供了一種巖樣三向滲透率的檢測方法及其檢測系統(tǒng)，簡化了巖樣的取樣流程，使采樣的成功率和利用率大大提聞。
[0010]一種巖樣三向滲透率檢測方法，其特征在于:
[0011]所述檢測方法是在待測巖樣(3)上建立三維直角坐標系，并將所述待測巖樣分別沿所述三維直角坐標系的X軸、Y軸、Z軸放入檢測系統(tǒng)，通過所述檢測系統(tǒng)分別檢測所述待測巖樣的三向滲透率；
[0012]本發(fā)明的檢測方法步驟為，
[0013]步驟I，獲取所述待測巖樣3 ；[0014]步驟2，在所述待測巖樣3上建立三維直角坐標系，即選取所述待測巖樣3的一個端面，將所述端面上任意一對相互垂直的方向標記為所述三維直角坐標系的X軸方向和Y軸方向，將任意一個與X軸和Y軸均垂直的方向標記為Z軸方向；同時獲取所述端面的端面積A;
[0015]步驟3,設(shè)定試驗參數(shù),所述試驗參數(shù)包括圍壓值、注氣量；
[0016]步驟4，將所述待測巖樣3沿X軸方向放入所述過渡套4，將圍壓套I套接在所述過渡套4外側(cè)，將所述圍壓套I固定在夾持器12中；
[0017]步驟5，向所述夾持器12內(nèi)部通氣，提升所述待測巖樣3的圍壓；
[0018]步驟6，向所述待測巖樣3 —端注入氣體，氣體由所述待測巖樣3的另一端滲出，通過壓力傳感器分別檢測注入氣體的壓力P1以及滲出氣體的壓力P2，通過流量計10檢測滲出氣體的流量Q。；
[0019]步驟7，取出所述待測巖樣3，并將所述待測巖樣3沿Y軸方向放入所述過渡套4，并重復所述步驟5和步驟6的操作；
[0020]步驟8，取出所述待測巖樣3，并將所述待測巖樣3沿Z軸方向放入所述過渡套4，并重復所述步驟5和步驟6的操作；
[0021]步驟9，將所述步驟6~8中的檢測結(jié)果傳輸至計算機11，通過所述計算機11處理檢測結(jié)果，獲取所述待測巖樣沿X軸、Y軸、Z軸方向的三向滲透率Ka。
[0022]在所述步驟I中，將所述待測巖樣3進行切割、打磨成多面體形狀；
[0023]在所述步驟2中，選取所述待測巖樣3中的任意一個端面，并計算其端面積A ; [0024]A=L2(2)；
[0025]其中，L為所述待測巖樣3中任意一個端面的邊長。
[0026]在所述步驟5中，打開圍壓加壓管線中的控制閥16，使氣體注入所述夾持器12，并對所述待測巖樣3進行圍壓加壓，當圍壓值滿足試驗所需條件時，關(guān)閉所述控制閥16，使所述待測巖樣3的圍壓值保持恒定。
[0027]在所述步驟6中，打開注氣管線中的調(diào)壓閥6，氣體經(jīng)干燥處理后由所述夾持器12一端注入所述待測巖樣3，并由所述夾持器12另一端滲出；
[0028]通過所述流量計10檢測滲出氣體的流量Q。；通過第一壓力傳感器8和第二壓力傳感器9分別檢測注入氣體的壓力P1以及滲出氣體的壓力P2,并得到氣體在所述待測巖樣3兩端的氣體壓力差Λ P;
[0029]Δ P=P2-P1 ;(3)；
[0030]其中，P1為注入氣體的壓力，P2為滲出氣體的壓力。
[0031]將所述步驟4的檢測結(jié)果傳輸至計算機11，所述計算機11處理所述檢測結(jié)果，并獲取所述待測巖樣3的滲透率Ka，單位是10_3 μ m2 ；
[0032]Ka=2P0Q0 μ L/ Δ PA (2Ρ0+ Δ P) (4)；
[0033]其中，Ptl為大氣壓力，其單位是MPa ；Q0為氣體滲出所述待測巖樣3的流量，其單位是mL/s ； μ為氣體粘度，其單位是Pa.s ;L為所述待測巖樣3的邊長，其單位是cm ；A為所述待測巖樣3的端面積，其單位是cm2 ；Δ P為所述待測巖樣3兩端的氣體壓力差，單位是MPa0
[0034]根據(jù)一種巖樣三向滲 透率檢測方法對應(yīng)的檢測系統(tǒng)，其包括夾持單元、注氣單元、檢測單元以及控制單元；所述注氣單元與所述夾持單元相連接，所述檢測單元設(shè)置在所述夾持單元外部，所述控制單元與所述檢測單元相連接；
[0035]所述夾持單元包括夾持器12、圍壓套1、過渡套4 ;所述夾持器12、圍壓套I以及過渡套4均為軸向通透的筒形結(jié)構(gòu)，所述夾持器12中心軸線上設(shè)有通孔2，所述通孔2的中心軸線與所述夾持器12的中心軸線相重合；所述圍壓套I固定設(shè)置在所述夾持器12的通孔2中，所述夾持器I的通孔2壁與所述圍壓套I外壁之間為環(huán)形間隙；所述過渡套4固定設(shè)置在所述圍壓套I的中心開孔中，所述待測巖樣3設(shè)置在所述過渡套4的中心開孔中；
[0036]所述待測巖樣一端與所述注氣單元相連接；所述夾持器12側(cè)部設(shè)有圍壓氣體入口 15，所述圍壓氣體入口 15與所述注氣單元相連接。
[0037]當注氣單元中的氣體通過夾持器12上的圍壓氣體入口 15進入環(huán)形密閉腔體時，會使圍壓套I向內(nèi)部膨脹擠壓，從而使圍壓套I內(nèi)壁與過渡套4外壁緊密貼合并處于密封狀態(tài)；同時，過渡套4的內(nèi)壁與待測巖樣3緊密貼合，達到密封的目的。
[0038]所述夾持單元還包括頂蓋13和底蓋14，所述頂蓋13和底蓋14加載在所述夾持器12兩端；所述頂蓋13和底蓋14均為變徑筒體，所述頂蓋13和底蓋14的前端分別由兩端伸入所述圍壓套I并與所述圍壓套I內(nèi)壁緊密貼合；所述頂蓋13和底蓋14的后端均為變徑端，兩個所述變徑端設(shè)置在所述圍壓套I與夾持器12的邊緣，所述圍壓套1、夾持器12、頂蓋13以及底蓋14之間的空間構(gòu)成環(huán)形密封腔體；
[0039]所述夾持器12的通孔2壁與所述圍壓套I外壁的間距為0.5?1.0mm,所述夾持器12的通孔2橫截面為菱形或矩形，且所述通孔2的直徑大于所述過渡套4的外徑。
[0040]所述頂蓋13中心設(shè)有注氣孔13-1，所述注氣孔13-1 —端與所述注氣單元相連接，另一端與所述待測巖樣3相連接；所述底蓋14中心設(shè)有滲氣孔14-1，所述滲氣孔14-1 一端與所述待測巖樣3相連接，另一端與所述檢測單元相連接；
[0041]所述頂蓋13、底蓋14與所述圍壓套I內(nèi)壁的接觸面均為光滑表面，所述頂蓋13前端以及底蓋14前端的外徑與所述圍壓套I的內(nèi)徑相等。
[0042]所述注氣單元包括氣源5、注氣管線以及圍壓加壓管線；
[0043]所述注氣管線包括調(diào)壓閥6和干燥裝置7 ;所述調(diào)壓閥6入口端與所述氣源5相連接，所述調(diào)壓閥6出口端與所述干燥裝置7入口端相連接，所述調(diào)壓閥7出口端與頂蓋13的注氣孔13-1相連接；
[0044]所述圍壓加壓管線包括控制閥16 ;所述控制閥16入口端與所述氣源5相連接，所述控制閥16出口端與圍壓氣體入口 15相連接；
[0045]所述氣源5中的氣體為空氣或氮氣，所述氣體的壓力值為2_15MPa。
[0046]所述檢測單元包括第一壓力傳感器8、第二壓力傳感器9以及流量計10 ;所述第一壓力傳感器8設(shè)置在所述夾持器12入口端；所述第二壓力傳感器9和流量計10均設(shè)置在所述夾持器12出口端；所述第一壓力傳感器8、第二壓力傳感器9以及流量計10分別與所述控制單元相連接。
[0047]所述控制單元為計算機11 ;所述計算機11的信號采集端口分別與所述第一壓力傳感器8、第二壓力傳感器9以及流量計10相連接。
[0048]在具體實施中，
[0049]頂蓋13和底蓋14上均設(shè)有內(nèi)螺紋，二者分別與夾持器12頂部和底部的外螺紋配合連接。
[0050]圍壓氣體入口 15以及注氣孔13-1均設(shè)置有內(nèi)螺紋，二者分別與氣體管線上的外螺紋配合連接。
[0051]所述圍壓套I的材質(zhì)為橡膠，以確保待測巖樣3的密封。
[0052]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
[0053]I)本發(fā)明簡化了對待測巖樣3的取樣流程，只要能夠取得立方體巖樣即可，不必在巖心上鉆取軸向巖心柱和徑向巖心柱，適用范圍更廣泛。
[0054]2)本發(fā)明采用切磨方式取樣，成功率高；
[0055]3)本發(fā)明對待測巖樣的利用率更高，一塊巖樣可以做三個方向的滲透率測試，將達到“一樣三用”的效果，且三個方向的滲透率具有良好的可比性，可以為研究工作提供豐
富的信息。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0056]圖1為本發(fā)明的一種三向滲透率的檢測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0057]圖2為本發(fā)明夾持器與密封元件的連接關(guān)系示意圖；
[0058]圖3為本發(fā)明夾持器內(nèi)部部件的軸向剖面圖；
[0059]圖4為本發(fā)明圍壓套或過渡套結(jié)構(gòu)的立體示意圖；
[0060]圖5為本發(fā)明圍壓套或過渡套結(jié)構(gòu)的俯視圖；
[0061]附圖編號說明:
[0062]1-圍壓套；2_通孔；3_待測巖樣；4_過渡套；5_氣源；6_調(diào)壓閥；
[0063]7-干燥裝置；8_第一壓力傳感器；9_第二壓力傳感器；10-流量計；
[0064]11-計算機；12_夾持器；13_頂蓋；13_1注氣孔；14_底蓋；
[0065]14-1滲氣孔；15_圍壓氣體入口 ； 16-控制閥；
[0066]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細地說明，本發(fā)明的保護范圍不局限于下述的【具體實施方式】。
【具體實施方式】
[0067]如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5所不，一種巖樣三向滲透率的檢測系統(tǒng),包括夾持器
12、圍壓套1、過渡套4以及氣源5 ；
[0068]所述夾持器12、圍壓套I以及過渡套4均為軸向通透的筒形結(jié)構(gòu)，所述夾持器12中心軸線上設(shè)有通孔2，所述通孔2的中心軸線與所述夾持器12的中心軸線相重合；所述圍壓套I固定設(shè)置在所述夾持器12的通孔2中，所述夾持器I的通孔2壁與所述圍壓套I外壁之間為環(huán)形間隙；所述過渡套4固定設(shè)置在所述圍壓套I的中心開孔中，所述待測巖樣3設(shè)置在所述過渡套4的中心開孔中；
[0069]所述待測巖樣一端與所述氣源5相連接；所述夾持器12側(cè)部設(shè)有圍壓氣體入口15，所述圍壓氣體入口 15與所述氣源5相連接。
[0070]所述夾持單元還包括頂蓋13和底蓋14，所述頂蓋13和底蓋14加載在所述夾持器12兩端；所述頂蓋13和底蓋14均為變徑筒體，所述頂蓋13和底蓋14的前端分別由兩端伸入所述圍壓套I并與所述圍壓套I內(nèi)壁緊密貼合；所述頂蓋13和底蓋14的后端均為變徑端，兩個所述變徑端設(shè)置在所述圍壓套I與夾持器12的邊緣，所述圍壓套1、夾持器12、頂蓋13以及底蓋14之間的空間構(gòu)成環(huán)形密封腔體；
[0071]所述夾持器12的通孔2壁與所述圍壓套I外壁的間距為1mm，所述夾持器12的通孔2橫截面為正方形，且所述通孔2的直徑大于所述過渡套4的外徑。
[0072]所述頂蓋13中心設(shè)有注氣孔13-1，所述注氣孔13-1 —端與所述氣源5相連接，另一端與所述待測巖樣3相連接；所述底蓋14中心設(shè)有滲氣孔14-1，所述滲氣孔14-1 一端與所述待測巖樣3相連接，另一端與所述檢測單元相連接；
[0073]所述頂蓋13、底蓋14與所述圍壓套I內(nèi)壁的接觸面均為光滑表面，所述頂蓋13前端以及底蓋14前端的外徑與所述圍壓套I的內(nèi)徑相等。
[0074]所述檢測系統(tǒng)還包括注氣管線以及圍壓加壓管線；
[0075]所述注氣管線中設(shè)有調(diào)壓閥6和干燥裝置7 ;所述調(diào)壓閥6入口端與所述氣源5相連接，所述調(diào)壓閥6出口端與所述干燥裝置7入口端相連接，所述調(diào)壓閥7出口端與頂蓋13的注氣孔13-1相連接；
[0076]所述圍壓加壓管線包括控制閥16 ;所述控制閥16入口端與所述氣源5相連接，所述控制閥16出口端與圍壓氣體入口 15相連接；
[0077]所述氣源5中的氣體為空氣，氣體的壓力值為lOMPa。
[0078]所述檢測系統(tǒng)還包括第一壓力傳感器8、第二壓力傳感器9、流量計10以及計算機
11;所述第一壓力傳感器8設(shè)置在所述夾持器12入口端；所述第二壓力傳感器9和流量計10均設(shè)置在所述夾持器12出口端；所述第一壓力傳感器8、第二壓力傳感器9以及流量計10分別與所述控制單元相連接。
[0079]所述計算機11的信號采集端口分別與所述第一壓力傳感器8、第二壓力傳感器9以及流量計10相連接。
[0080]一種巖樣三向滲透率檢測方法，其步驟為，
[0081]步驟I，將所述待測巖樣3進行切割、打磨成六面體形狀；
[0082]步驟2，在所述待測巖樣3上建立三維直角坐標系，即選取六面體的任意一個端面，將端面上任意一對相互垂直的方向標記為所述三維直角坐標系的X軸方向和Y軸方向，將六面體上任意一個與X軸和Y軸均垂直的方向標記為Z軸方向；同時獲取所述端面的端面積A ；
[0083]A=L2(2)；
[0084]其中，L為所述待測巖樣3中任意一個端面的邊長。
[0085]步驟3,設(shè)定試驗參數(shù),所述試驗參數(shù)包括圍壓值、注氣量；
[0086]步驟4，將所述待測巖樣3沿X軸方向放入所述過渡套4，將圍壓套I套接在所述過渡套4外側(cè)，將所述圍壓套I固定在夾持器12中；
[0087]步驟5，打開氣源5和控制閥16，氣體由圍壓氣體入口 15注入向所述夾持器12，提升所述待測巖樣3的圍壓，當圍壓值滿足試驗所需條件時，關(guān)閉所述控制閥16，使所述待測巖樣3的圍壓值保持恒定。
[0088]步驟6，打開調(diào)壓閥6，氣體經(jīng)干燥處理后由注氣孔13-1注入所述待測巖樣，并由滲出孔14-1滲出；通過流量計10檢測滲出氣體的流量Qo，通過第一壓力傳感器8和第二壓力傳感器9分別檢測注入氣體的壓力P1以及滲出氣體的壓力P2,并得到氣體在所述待測巖樣3兩端的氣體壓力差Λ P;
[0089]Δ P=P2-P1 ; (3)；
[0090]其中，P1為注入氣體的壓力，P2為滲出氣體的壓力。
[0091]步驟7，取出所述待測巖樣3，并將所述待測巖樣3沿Y軸方向放入所述過渡套4，并重復所述步驟5和步驟6的操作；
[0092]步驟8，取出所述待測巖樣3，并將所述待測巖樣3沿Z軸方向放入所述過渡套
(4)，并重復所述步驟5和步驟6的操作；
[0093]步驟9，將所述步驟6?8中的檢測結(jié)果傳輸至計算機(11 )，通過所述計算機(11)處理檢測結(jié)果，并獲取所述待測巖樣3沿X軸、Y軸、Z軸的滲透率Ka，單位是10_3 μ m2 ；
[0094]Ka=2P0Q0 μ L/ Δ PA (2Ρ0+ Δ P) (4)；
[0095]其中，P。為大氣壓力，其單位是MPa ；Q0為氣體滲出所述待測巖樣3的流量，其單位是mL/s ； μ為氣體粘度，其單位是Pa.s ;L為所述待測巖樣3的邊長，其單位是cm ；A為所述待測巖樣3的端面積，其單位是cm2 ；Δ P為所述待測巖樣3兩端的氣體壓力差，單位是MPa。
[0096]實施例
[0097]某待測巖樣3，對其沿X軸的滲透率進行測定，測定時大氣壓力Ptl為0.1002MPa ；氣體滲出所述待測巖樣3時的流量Qtl為0.02ImL/s ; μ為1.83mPa.s ;所述巖樣的邊長L為1.6cm ;端面積A為2.56cm2 ;待測巖樣3兩端的壓力差Λ P為0.0121MPa ;其沿X軸的滲透率 Ka 為 1.87 X KT3Um2。
[0098]對該待測巖樣3沿Y軸的滲透率進行測定，測定時大氣壓力Ptl為0.1002MPa ;氣體流出所述待測巖樣3時的流量Qtl為0.015mL/s ; μ為1.83mPa.s ;所述待測巖樣3的邊長L為1.6cm ;端面積A為2.56cm2 ;待測巖樣3兩端的壓力差Λ P為0.0123MPa ;其沿Y軸的滲透率 Ka 為 1.31 X 10_3um2。
[0099]對該待測巖樣3沿Z軸的滲透率進行測定，測定時大氣壓力Ptl為0.1002MPa ;氣體流出所述待測巖樣3時的流量Qtl為0.0I ImL/s ; μ為1.83mPa.s ;所述待測巖樣3的邊長L為1.6cm ;端面積A為2.56cm2 ;巖樣兩端的壓力差Λ P為0.012IMPa ;其沿Z軸的滲透率Ka 為 0.98 X KT3Um2。
[0100]上述技術(shù)方案只是本發(fā)明的一種實施方式，對于本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員而言，在本發(fā)明公開了應(yīng)用方法和原理的基礎(chǔ)上，很容易做出各種類型的改進或變形，而不僅限于本發(fā)明上述【具體實施方式】所描述的結(jié)構(gòu)，因此前面描述的方式只是優(yōu)選地，而并不具有限制性的意義。
【權(quán)利要求】
1.一種巖樣三向滲透率檢測方法，其特征在于: 所述檢測方法是在待測巖樣(3)上建立三維直角坐標系，并將所述待測巖樣分別沿所述三維直角坐標系的X軸、Y軸、Z軸放入檢測系統(tǒng)，通過所述檢測系統(tǒng)分別檢測所述待測巖樣的三向滲透率； 所述檢測方法的步驟為， 步驟I，獲取所述待測巖樣(3); 步驟2，在所述待測巖樣(3 )上建立三維直角坐標系，即選取所述待測巖樣(3 )的一個端面，將所述端面上任意一對相互垂直的方向標記為所述三維直角坐標系的X軸方向和Y軸方向，將任意一個與X軸和Y軸均垂直的方向標記為Z軸方向；同時獲取所述端面的端面積A; 步驟3，設(shè)定試驗參數(shù)，所述試驗參數(shù)包括圍壓值、注氣量； 步驟4，將所述待測巖樣(3)沿X軸方向放入所述過渡套(4)，將圍壓套(I)套接在所述過渡套(4)外側(cè)，將所述圍壓套(I)固定在夾持器(12)中； 步驟5，向所述夾持器(12)內(nèi)部通氣，提升所述待測巖樣(3)的圍壓； 步驟6，向所述待測巖樣(3)—端注入氣體，氣體由所述待測巖樣(3)的另一端滲出，通過壓力傳感器分別檢測 注入氣體的壓力P1以及滲出氣體的壓力P2，通過流量計(10)檢測滲出氣體的流量Qo ； 步驟7，取出所述待測巖樣(3)，并將所述待測巖樣(3)沿Y軸方向放入所述過渡套(4)，并重復所述步驟5和步驟6的操作； 步驟8，取出所述待測巖樣(3)，并將所述待測巖樣(3)沿Z軸方向放入所述過渡套(4)，并重復所述步驟5和步驟6的操作； 步驟9，將所述步驟6~8中的檢測結(jié)果傳輸至計算機(11 )，通過所述計算機(11)處理檢測結(jié)果，獲取所述待測巖樣沿X軸、Y軸、Z軸方向的三向滲透率Ka。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種巖樣三向滲透率檢測方法，其特征在于: 在所述步驟I中，將所述待測巖樣(3)進行切割、打磨成多面體形狀； 在所述步驟2中，選取所述待測巖樣(3)中的任意一個端面，并計算其端面積A ; A=L2 (2)； 其中，L為所述待測巖樣(3)中任意一個端面的邊長。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種巖樣三向滲透率檢測方法，其特征在于: 在所述步驟5中，打開圍壓加壓管線中的控制閥(16)，使氣體注入所述夾持器(12)，并對所述待測巖樣(3)進行圍壓加壓，當圍壓值滿足試驗所需條件時，關(guān)閉所述控制閥(16)，使所述待測巖樣(3)的圍壓值保持恒定。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種巖樣三向滲透率檢測方法，其特征在于: 在所述步驟6中，打開注氣管線中的調(diào)壓閥(6)，氣體經(jīng)干燥處理后由所述夾持器(12)一端注入所述待測巖樣(3)，并由所述夾持器(12)另一端滲出； 通過所述流量計(10)檢測滲出氣體的流量Qo;通過第一壓力傳感器(8)和第二壓力傳感器(9)分別檢測注入氣體的壓力P1以及滲出氣體的壓力P2，并得到氣體在所述待測巖樣(3)兩端的氣體壓力差Λ P; Δ P=P2-P1 ； (3)；其中，P1為注入氣體的壓力，P2為滲出氣體的壓力。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種巖樣三向滲透率檢測方法,其特征在于: 將所述步驟4的檢測結(jié)果傳輸至計算機(11)，所述計算機(11)處理所述檢測結(jié)果，并分別獲取所述待測巖樣(3)沿X軸、Y軸、Z軸的滲透率Ka，單位是10_3 μ m2 ； Ka=2P0Q0μ L/ Δ PA(2Ρ0+ Δ P)(4)； 其中，Ptl為大氣壓力，其單位是MPa Wtl為氣體滲出所述待測巖樣(3)的流量，其單位是mL/s ； μ為氣體粘度，其單位是Pa.s山為所述待測巖樣(3)的邊長，其單位是cm ;A為所述待測巖樣(3)的端面積，其單位是cm2 ;Λ P為所述待測巖樣(3)兩端的氣體壓力差，單位是 MPa。
6.根據(jù)權(quán)利要求1~5之一所述的一種巖樣三向滲透率檢測方法米用的檢測系統(tǒng),其特征在于: 所述檢測系統(tǒng)包括夾持單元、注氣單元、檢測單元以及控制單元；所述注氣單元與所述夾持單元相連接，所述檢測單元設(shè)置在所述夾持單元外部，所述控制單元與所述檢測單元相連接； 所述夾持單元包括夾持器(12)、圍壓套(I)、過渡套(4);所述夾持器(12)、圍壓套(I)以及過渡套(4)均為軸向通透的筒形結(jié)構(gòu)，所述夾持器(12)中心軸線上設(shè)有通孔(2)，所述通孔(2)的中心軸線與所述夾持器(12)的中心軸線相重合；所述圍壓套(I)固定設(shè)置在所述夾持器(12)的通孔(2)中，所述夾持器(I)的通孔(2)壁與所述圍壓套(I)外壁之間為環(huán)形間隙；所述過渡套(4)固定設(shè)置在所述圍壓套(I)的中心開孔中，所述待測巖樣(3)設(shè)置在所述過渡套(4)的中心開孔中； 所述待測巖樣一端與所述注氣單元相連接；所述夾持器(12)側(cè)部設(shè)有圍壓氣體入口(15)，所述圍壓氣體入口(15)與所述注氣單元相連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種巖樣三向滲透率檢測系統(tǒng),其特征在于: 所述夾持單元還包括頂蓋(13)和底蓋(14)，所述頂蓋(13)和底蓋(14)加載在所述夾持器(12)兩端；所述頂蓋(13)和底蓋(14)均為變徑筒體，所述頂蓋(13)和底蓋(13)的前端分別由兩端伸入所述圍壓套(I)并與所述圍壓套(I)內(nèi)壁緊密貼合；所述頂蓋(13)和底蓋(14)的后端均為變徑端，兩個所述變徑端設(shè)置在所述圍壓套(I)與夾持器(12)的邊緣，所述圍壓套(I)、夾持器(12)、頂蓋(13)以及底蓋(14)之間的空間構(gòu)成環(huán)形密封腔體； 所述夾持器(12)的通孔(2)壁與所述圍壓套(I)外壁的間距為0.5~1.0mm，所述夾持器(12)的通孔(2)橫截面為菱形或矩形，且所述通孔(2)的直徑大于所述過渡套(4)的外徑。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種巖樣三向滲透率的測量系統(tǒng)，其特征在于: 所述頂蓋(13)中心設(shè)有注氣孔(13-1)，所述注氣孔(13-1)—端與所述注氣單元相連接，另一端與所述待測巖樣(3)相連接；所述底蓋(14)中心設(shè)有滲氣孔(14-1)，所述滲氣孔(14-1) 一端與所述待測巖樣(3)相連接，另一端與所述檢測單元相連接； 所述頂蓋(13)、底蓋(14)與所述圍壓套(I)內(nèi)壁的接觸面均為光滑表面，所述頂蓋(13)前端以及底蓋(14)前端的外徑與所述圍壓套(I)的內(nèi)徑相等。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種巖樣三向滲透率的測量系統(tǒng),其特征在于: 所述注氣單元包括氣源(5)、注氣管線以及圍壓加壓管線；所述注氣管線包括調(diào)壓閥(6)和干燥裝置(7);所述調(diào)壓閥(6)入口端與所述氣源(5)相連接，所述調(diào)壓閥(6)出口端與所述干燥裝置(7)入口端相連接，所述調(diào)壓閥(7)出口端與頂蓋(13)的注氣孔(13-1)相連接； 所述圍壓加壓管線包括控制閥(16);所述控制閥(16)入口端與所述氣源(5)相連接，所述控制閥(16)出口端與圍壓氣體入口(15)相連接； 所述氣源(5)中的氣體為空氣或氮氣，所述氣體的壓力值為2-15MPa。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種巖樣三向滲透率的測量系統(tǒng),其特征在于: 所述檢測單元包括第一壓力傳感器(8)、第二壓力傳感器(9)以及流量計(10);所述第一壓力傳感器(8)設(shè)置在所述夾持器(12)入口端；所述第二壓力傳感器(9)和流量計(10)均設(shè)置在所述夾持器(12)出口端；所述第一壓力傳感器(8)、第二壓力傳感器(9)以及流量計(10)分別與所述控制單元相連接。 所述控制單元為計算機(11);所述計算機(11)的信號采集端口分別與所述第一壓力傳感器(8)、第二壓力傳 感器(9)以及流量計(10)相連接。
【文檔編號】G01N15/08GK103776744SQ201210400962
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2012年10月19日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月19日
【發(fā)明者】鮑云杰, 騰格爾, 黃澤光, 俞凌杰, 楊振恒, 付小東 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司石油勘探開發(fā)研究院