一種測(cè)定損傷巖鹽自恢復(fù)量的試驗(yàn)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種測(cè)定損傷巖鹽自恢復(fù)量的試驗(yàn)方法，步驟如下：1）制作損傷巖鹽自恢復(fù)量測(cè)定裝置；2）將需要進(jìn)行損傷自恢復(fù)量測(cè)量的巖鹽試件安裝到損傷巖鹽自恢復(fù)量測(cè)定裝置上；3）模擬設(shè)定損傷巖鹽的應(yīng)力、溫度、濕度自恢復(fù)環(huán)境；4）打開控制閥門（Ⅰ、Ⅱ）；5）打開控制閥門（Ⅲ～Ⅵ），記錄壓差計(jì)讀數(shù)變化情況；6）直至滿足損傷巖鹽自恢復(fù)試驗(yàn)要求；7）計(jì)算公式計(jì)算出各時(shí)間段的滲透率；8）計(jì)算巖鹽的損傷自恢復(fù)量。該方法實(shí)現(xiàn)了在損傷巖鹽的自恢復(fù)過程中對(duì)損傷自恢復(fù)量的同步測(cè)量，測(cè)量速度快、精度高；可以通過改變損傷巖鹽所處的應(yīng)力、溫度和濕度狀態(tài)模擬真實(shí)復(fù)雜地質(zhì)條件下的自恢復(fù)過程并實(shí)現(xiàn)自恢復(fù)量的全過程實(shí)時(shí)測(cè)量。
【專利說明】一種測(cè)定損傷巖鹽自恢復(fù)量的試驗(yàn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種損傷巖鹽自恢復(fù)的試驗(yàn)方法，特別是涉及一種測(cè)定損傷巖鹽自恢復(fù)量的試驗(yàn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鹽巖體具有孔隙率低，滲透性小，損傷自恢復(fù)能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，加上水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單、分布廣等優(yōu)良特性，被國(guó)際上公認(rèn)為是石油、天然氣儲(chǔ)備和高放射性廢物處置的理想場(chǎng)所。但在鹽穴建腔期和儲(chǔ)庫(kù)運(yùn)營(yíng)期，仍時(shí)有腔體失效和油氣泄露等事故的發(fā)生。在巖溶建腔期，由于腔體水溶開采擾動(dòng)了巖鹽原有的應(yīng)力平衡狀態(tài)，使得腔體圍巖應(yīng)力釋放，勢(shì)必在腔體周圍產(chǎn)生巖石松動(dòng)圈，引發(fā)巖鹽的損傷破壞；在油氣儲(chǔ)存運(yùn)營(yíng)過程中，由于腔體內(nèi)流體被頻繁抽、注，腔內(nèi)流體壓力也不斷波動(dòng)，再加之地應(yīng)力的共同作用，也會(huì)導(dǎo)致腔壁巖鹽受到損傷并出現(xiàn)裂隙。這些損傷增加了巖鹽的滲透性，不利于腔體的密封和穩(wěn)定。同時(shí)，在一定地質(zhì)條件下?lián)p傷巖鹽晶體完全可以通過再結(jié)晶作用在損傷處形成新的晶體結(jié)構(gòu)，促使損傷鹽巖的裂隙愈合，改善鹽巖腔體內(nèi)部受損鹽巖的力學(xué)特性，降低滲透率。因此，掌握巖鹽的損傷自恢復(fù)機(jī)理對(duì)建腔期和油氣儲(chǔ)庫(kù)運(yùn)行期的災(zāi)害防治有著重要理論意義和實(shí)用價(jià)值。而對(duì)巖鹽損傷-自恢復(fù)機(jī)理的研究就必須有準(zhǔn)確測(cè)量損傷巖鹽自恢復(fù)量的方法。目前，國(guó)內(nèi)還沒有針對(duì)損傷巖鹽自恢復(fù)量研究的專門設(shè)備，相關(guān)的研究中，損傷巖鹽自恢復(fù)的養(yǎng)護(hù)設(shè)施和自恢復(fù)量的測(cè)量設(shè)備是分開的，造成對(duì)損傷自恢復(fù)過程不能連續(xù)測(cè)量，且不能實(shí)現(xiàn)巖鹽在復(fù)雜自恢復(fù)條件下進(jìn)行自恢復(fù)量的測(cè)量。這種測(cè)量方法既浪費(fèi)時(shí)間，又受巖鹽自恢復(fù)環(huán)境改變的影響造成測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確。
[0003]為了解決傳統(tǒng)測(cè)量損傷巖鹽自恢復(fù)量方法中自恢復(fù)養(yǎng)護(hù)設(shè)施和測(cè)量設(shè)備分離，不能連續(xù)準(zhǔn)確測(cè)量自恢復(fù)量，且耗時(shí)費(fèi)力的問題，需要找到一種能聯(lián)合自恢復(fù)養(yǎng)護(hù)平臺(tái)和自恢復(fù)測(cè)量平臺(tái)的損傷巖鹽自恢復(fù)量測(cè)定試驗(yàn)方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，本發(fā)明提供了一種測(cè)定損傷巖鹽自恢復(fù)量的試驗(yàn)方法。該方法是利用自恢復(fù)養(yǎng)護(hù)和自恢復(fù)測(cè)量綜合系統(tǒng)，通過測(cè)量損傷巖鹽滲透率來全程同步測(cè)定其自恢復(fù)量的試驗(yàn)方法。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案:
一種測(cè)定損傷巖鹽自恢復(fù)量的試驗(yàn)方法，該方法包括如下步驟:
I)制作一個(gè)損傷巖鹽自恢復(fù)量測(cè)定裝置，所述損傷巖鹽自恢復(fù)量測(cè)定裝置包括筒體、加熱墊片、底座、上蓋、上壓桿、下支撐桿、雙路伺服液壓站、上路儲(chǔ)氣罐、下路儲(chǔ)氣罐、壓差計(jì)和氣壓加載裝置；所述加熱墊片設(shè)置在筒體的內(nèi)壁上，所述底座設(shè)置在筒體的底部并與筒體的下端口密封配合，所述上蓋設(shè)置在筒體的頂部并與筒體的上端口密封配合；所述上壓桿豎直設(shè)置在上蓋上，上壓桿的底端伸進(jìn)筒體內(nèi)，所述下支撐柱豎直設(shè)置在底座上并位于筒體內(nèi)，上壓桿的底端與下支撐柱的頂端在豎直方向上對(duì)應(yīng)；所述雙路伺服液壓站的出油口通過管路與筒體內(nèi)連通；所述上壓桿豎直設(shè)置進(jìn)氣通道，所述上路儲(chǔ)氣罐的出氣口通過管路與進(jìn)氣通道連接并通過進(jìn)氣通道與筒體內(nèi)連通；所述下支撐柱豎直設(shè)置進(jìn)氣通孔，所述下路儲(chǔ)氣罐的出氣口通過管路與進(jìn)氣通孔連接并通過進(jìn)氣通孔與筒體內(nèi)連通；所述壓差計(jì)的一端口與上路儲(chǔ)氣罐內(nèi)連通，壓差計(jì)的另一端口與下路儲(chǔ)氣罐內(nèi)連通；所述氣壓加載裝置的出氣口分別通過管路與上路儲(chǔ)氣罐的進(jìn)氣口和下路儲(chǔ)氣罐的進(jìn)氣口連接；所述氣壓加載裝置的出氣口與上路儲(chǔ)氣罐的進(jìn)氣口之間連接的管路上安裝控制閥門I，所述氣壓加載裝置的出氣口與下路儲(chǔ)氣罐的進(jìn)氣口之間連接的管路上安裝控制閥門II，所述壓差計(jì)與上路儲(chǔ)氣罐連接的管路上安裝控制閥門III，所述壓差計(jì)與下路儲(chǔ)氣罐連接的管路上安裝控制閥門IV，所述上路儲(chǔ)氣罐與進(jìn)氣通道連接的管路上安裝控制閥門V，所述下路儲(chǔ)氣罐與進(jìn)氣通孔連接的管路上安裝控制閥門VI ；
2)將需要進(jìn)行損傷自恢復(fù)量測(cè)量的巖鹽試件安裝到損傷巖鹽自恢復(fù)量測(cè)定裝置上，巖鹽試件被壓在上壓桿和下支撐柱之間；
3)開啟雙路伺服液壓站，加熱墊片通電加熱，通過上壓桿和下支撐柱對(duì)巖鹽試件施壓，模擬設(shè)定損傷巖鹽的應(yīng)力、溫度、濕度自恢復(fù)環(huán)境；
4)打開控制閥門I和控制閥門II，通過氣壓加載裝置向上路儲(chǔ)氣罐和下路儲(chǔ)氣罐兩個(gè)等體積的儲(chǔ)氣罐中充入氣體，當(dāng)上路儲(chǔ)氣罐氣壓達(dá)到設(shè)定值Λ時(shí)關(guān)閉控制閥門I，當(dāng)下路儲(chǔ)氣罐氣壓達(dá)到設(shè)定值A(chǔ)時(shí)關(guān)閉控制閥門II ；
5)打開控制閥門II1、控制閥門IV、控制閥門V和控制閥門VI，每隔預(yù)定時(shí)間監(jiān)測(cè)記錄壓差計(jì)讀數(shù)變化情況，得出上路儲(chǔ)氣罐和下路儲(chǔ)氣罐的壓差與時(shí)間t的函數(shù)關(guān)系ΛΡ=f(t)；
6 ) 當(dāng)壓差計(jì)的讀數(shù)接近底線閥值LPt CAP1 = OAMPa )時(shí)，重復(fù)步驟3)和4)，直至滿足損傷巖鹽自恢復(fù)試驗(yàn)要求；
7)將試驗(yàn)數(shù)據(jù)代入滲透率計(jì)算公式計(jì)算出各時(shí)間段的滲透率左；
滲透率方程為:
【權(quán)利要求】
1.一種測(cè)定損傷巖鹽自恢復(fù)量的試驗(yàn)方法，其特征在于，該方法包括如下步驟: 1)制作一個(gè)損傷巖鹽自恢復(fù)量測(cè)定裝置，所述損傷巖鹽自恢復(fù)量測(cè)定裝置包括筒體(19)、加熱墊片(2)、底座(20)、上蓋(21)、上壓桿(22)、下支撐桿(23)、雙路伺服液壓站(3)、上路儲(chǔ)氣罐(7)、下路儲(chǔ)氣罐(8)、壓差計(jì)(11)和氣壓加載裝置(6);所述加熱墊片(2)設(shè)置在筒體(19)的內(nèi)壁上，所述底座(20)設(shè)置在筒體(19)的底部并與筒體(19)的下端口密封配合，所述上蓋(21)設(shè)置在筒體(19)的頂部并與筒體(19)的上端口密封配合；所述上壓桿(22)豎直設(shè)置在上蓋(21)上，上壓桿(22)的底端伸進(jìn)筒體(19)內(nèi)，所述下支撐柱(23)豎直設(shè)置在底座(20)上并位于筒體(19)內(nèi)，上壓桿(22)的底端與下支撐柱(23)的頂端在豎直方向上對(duì)應(yīng)；所述雙路伺服液壓站(3)的出油口通過管路與筒體(19)內(nèi)連通；所述上壓桿(22 )豎直設(shè)置進(jìn)氣通道，所述上路儲(chǔ)氣罐(7 )的出氣口通過管路與進(jìn)氣通道連接并通過進(jìn)氣通道與筒體(19)內(nèi)連通；所述下支撐柱(23)豎直設(shè)置進(jìn)氣通孔，所述下路儲(chǔ)氣罐(8)的出氣口通過管路與進(jìn)氣通孔連接并通過進(jìn)氣通孔與筒體(19)內(nèi)連通；所述壓差計(jì)(11)的一端口與上路儲(chǔ)氣罐(7 )內(nèi)連通，壓差計(jì)(11)的另一端口與下路儲(chǔ)氣罐(8 )內(nèi)連通；所述氣壓加載裝置(6)的出氣口分別通過管路與上路儲(chǔ)氣罐(7)的進(jìn)氣口和下路儲(chǔ)氣罐(8)的進(jìn)氣口連 接；所述氣壓加載裝置(6)的出氣口與上路儲(chǔ)氣罐(7)的進(jìn)氣口之間連接的管路上安裝控制閥門I (13)，所述氣壓加載裝置(6)的出氣口與下路儲(chǔ)氣罐(8)的進(jìn)氣口之間連接的管路上安裝控制閥門II (14)，所述壓差計(jì)(11)與上路儲(chǔ)氣罐(7)連接的管路上安裝控制閥門111(15)，所述壓差計(jì)(11)與下路儲(chǔ)氣罐(8)連接的管路上安裝控制閥門IV (16)，所述上路儲(chǔ)氣罐(7)與進(jìn)氣通道連接的管路上安裝控制閥門V (17)，所述下路儲(chǔ)氣罐(8)與進(jìn)氣通孔連接的管路上安裝控制閥門VK18)； 2)將需要進(jìn)行損傷自恢復(fù)量測(cè)量的巖鹽試件安裝到損傷巖鹽自恢復(fù)量測(cè)定裝置上，巖鹽試件被壓在上壓桿(22)和下支撐柱(23)之間； 3)開啟雙路伺服液壓站(3)，加熱墊片(2)通電加熱，通過上壓桿(22)和下支撐柱(23)對(duì)巖鹽試件施壓，模擬設(shè)定損傷巖鹽的應(yīng)力、溫度、濕度自恢復(fù)環(huán)境； 4)打開控制閥門I(13)和控制閥門II (14)，通過氣壓加載裝置向上路儲(chǔ)氣罐(7)和下路儲(chǔ)氣罐(8)兩個(gè)等體積的儲(chǔ)氣罐中充入氣體，當(dāng)上路儲(chǔ)氣罐(7)氣壓達(dá)到設(shè)定值Λ時(shí)關(guān)閉控制閥門I (13)，當(dāng)下路儲(chǔ)氣罐(8)氣壓達(dá)到設(shè)定值&時(shí)關(guān)閉控制閥門II (14)； 5)打開控制閥門III (15 )、控制閥門IV (16 )、控制閥門V (17 )和控制閥門VI (18 )，每隔預(yù)定時(shí)間監(jiān)測(cè)記錄壓差計(jì)(11)讀數(shù)變化情況，得出上路儲(chǔ)氣罐(7)和下路儲(chǔ)氣罐(8)的壓差ZlZ7與時(shí)間t的函數(shù)關(guān)系ΔΡ =f(t)； 6) 當(dāng)壓差計(jì)(I I ) 的讀數(shù)接近底線閥值A(chǔ)Pf時(shí)，重復(fù)步驟3)和4)，直至滿足損傷巖鹽自恢復(fù)試驗(yàn)要求； 7)將試驗(yàn)數(shù)據(jù)代入滲透率計(jì)算公式計(jì)算出各時(shí)間段的滲透率左；
aWL fin Ap -1n Ap,) 滲透率方程為:k =―^

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? 式中是標(biāo)準(zhǔn)容器體積，cm3，V-Vj-V2, K7是上路儲(chǔ)氣罐(7)的體積，匕是下路儲(chǔ)氣罐(8)的體積；ΔpjΔpf是最初壓力差和最后壓力差之比；Δ t是試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間，s 'Ls是巖鹽試件長(zhǎng)度，cm ；AS是巖鹽試件橫截面積，cm2 ；P是氣體介質(zhì)的粘度系數(shù)(pa.s) ；β是氣體介質(zhì)的壓縮系數(shù)(Pa—1); 8)通過滲透率的變化情況計(jì)算巖鹽的損傷自恢復(fù)量；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測(cè)定損傷巖鹽自恢復(fù)量的試驗(yàn)方法，其特征在于，所述壓差計(jì)(11)與計(jì)算機(jī)(12 )連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測(cè)定損傷巖鹽自恢復(fù)量的試驗(yàn)方法，其特征在于，所述雙路伺服液壓站(3 )的進(jìn)油口與油缸(4)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測(cè)定損傷巖鹽自恢復(fù)量的試驗(yàn)方法，其特征在于，所述壓差計(jì)(11)與上路儲(chǔ)氣罐(7)連接的管路上安裝上路氣壓表(9)，所述壓差計(jì)(11)與下路儲(chǔ)氣罐(8)連接的管路上安裝下路氣壓表(10)。
【文檔編號(hào)】G01N33/24GK103645298SQ201310691957
【公開日】2014年3月19日 申請(qǐng)日期:2013年12月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月18日
【發(fā)明者】任松, 陳結(jié), 張軍偉, 趙麗君, 姜德義, 劉戎, 程艷飛 申請(qǐng)人:重慶大學(xué)