一种确定岩石热导率的方法及系统技术方案

本申请实施例公开了一种确定岩石热导率的方法及系统。所述方法包括：将第一岩心样品和第二岩心样品放入反应釜中，通过加热炉对反应釜进行恒温加热处理以及通过液压装置对反应釜进行加压处理，以使得反应釜内的温度和压力分别处于指定温度和指定压力；通过脉冲加热装置对设置在第一岩心样品和第二岩心样品之间的热元件进行脉冲加热处理；通过数据处理装置采集脉冲加热处理后的热元件的温度数据，并根据温度数据，确定在指定温度和指定压力下原始岩心样品的热导率。本申请实施例提供的技术方案，可以有效确定地质条件下岩心样品的热导率。

A method and system for determining thermal conductivity of rock

The application embodiment discloses a method and a system for determining the thermal conductivity of rock. The method comprises: putting the first core sample and the second core sample into the reaction kettle, heating the reaction kettle at constant temperature through a heating furnace and pressurizing the reaction kettle through a hydraulic device, so as to keep the temperature and pressure in the reaction kettle at the specified temperature and pressure respectively; and adopting a pulse heating device; The thermal element set between the first core sample and the second core sample is processed by pulse heating; the temperature data of the thermal element after pulse heating are collected by the data processing device, and the thermal conductivity of the original core sample is determined at the specified temperature and pressure according to the temperature data. The technical scheme provided by the embodiment of the present application can effectively determine the thermal conductivity of core samples under geological conditions.

【技术实现步骤摘要】
一种确定岩石热导率的方法及系统
本申请涉及石油勘探中原位加热改质开采
，特别涉及一种确定岩石热导率的方法及系统。
技术介绍
近年来，页岩油气逐渐成为国内外非常规油气领域勘探和研究的热点，与北美典型的页岩油区带相比(Ro>1.1％)，中国湖相页岩成熟度普遍较低，处于生油窗范围(0.6％<Ro<1.1％)。针对中国页岩成熟度较低、生烃潜量大、面积分布广、层系多、资源潜力大等地质特点，不少学者和机构认为国外的原位改质技术可能是中国实现页岩油开采的有效途径。如何有效评价原位加热改质过程中热场的分布成为制约页岩油开采井位部署和经济核算的关键。目前的热场分布主要是通过ANASYS和Fluent等软件开展模拟。然而，模拟过程中的重要参数热导率通常是利用常温常压热导率测试仪获得，不仅忽略了高温高压对岩石热性质的影响，也忽略了重要的裂缝及生成流体的影响，严重影响构建热场的精度，从而影响页岩油经济性的评估并对后期现场作业带来经济损失。目前热导率测试的方法主要包括常规的热板法、激光法和热线法等。这些热导率测试方法均受限于温度和压力条件，无法开展高温高压测试。其中，采用热板法和激光法不能直接测试热导率，只能通过热扩散系数与比热联合计算热导率，且测试的压力只能是常压；而热线法的测试温度只能是常温，压力也仅限于常压。因此，亟需研究一种新的确定岩石热导率的方法和系统，以有效确定地质条件下岩心样品的热导率，从而为页岩油加热的原位改质开采提供关键参数，对石油工业具有重要的意义。
技术实现思路
本申请实施例的目的是提供一种确定岩石热导率的方法及系统，以有效确定地质条件下岩心样品的热导率。为解决上述技术问题，本申请实施例提供一种确定岩石热导率的方法及系统是这样实现的：一种确定岩石热导率的方法，提供有原始岩心样品，以及对所述原始岩心样品进行加工处理后得到的第一岩心样品和第二岩心样品；所述方法包括：将所述第一岩心样品和所述第二岩心样品放入反应釜中，通过加热炉对所述反应釜进行恒温加热处理以及通过液压装置对所述反应釜进行加压处理，以使得所述反应釜内的温度和压力分别处于指定温度和指定压力；通过脉冲加热装置对设置在所述第一岩心样品和所述第二岩心样品之间的热元件进行脉冲加热处理；通过数据处理装置采集所述脉冲加热处理后的热元件的温度数据，并根据所述温度数据，确定在所述指定温度和所述指定压力下所述原始岩心样品的热导率。优选方案中，所述第一岩心样品和所述第二岩心样品的形状为圆柱形；所述圆柱形样品的直径的范围为：1厘米～4厘米；所述圆柱形样品的高的范围为2厘米～10厘米。优选方案中，通过加热炉对所述反应釜进行恒温加热处理，包括：将所述反应釜放置在所述加热炉内，通过所述加热炉按照指定加热速率对所述反应釜进行加热处理，直至所述加热炉内的温度上升至所述指定温度，并在指定时间内保持所述加热炉内的温度处于所述指定温度。优选方案中，所述指定时间的取值范围包括2～3小时。优选方案中，通过液压装置对所述反应釜进行加压处理，包括：通过所述液压装置向所述反应釜内设置在所述第一岩心样品和所述第二岩心样品上方的活塞元件施加压力，以压缩所述反应釜内的空间，直至所述反应釜内的压力增加至所述指定压力。优选方案中，根据所述温度数据，确定所述原始岩心样品的热导率，包括：对所述温度数据中所述脉冲加热处理后的热元件的温度和对应的采集时间进行线性拟合处理，得到温度与时间的拟合直线和所述拟合直线对应的斜率；将所述拟合直线的斜率的绝对值作为在所述指定温度和所述指定压力下所述原始岩心样品的热导率。优选方案中，所述方法还包括：当所述反应釜内的压力大于所述指定压力时，通过与所述反应釜下端的出口相连接的排液装置，排出所述反应釜内的流体，以降低所述反应釜内的压力至所述指定压力；其中，所述反应釜内的流体由所述第一岩心样品和所述第二岩心样品在所述指定温度、所述指定压力下生成。一种确定岩石热导率的系统，所述系统包括：反应釜，用于给第一岩心样品和第二岩心样品提供密闭环境；其中，所述第一岩心样品和所述第二岩心样品通过对原始岩心样品进行加工处理后得到；加热炉，用于对所述反应釜进行恒温加热处理，以使得所述反应釜内的温度处于指定温度；液压装置，与所述反应釜的上端相连接，用于对所述反应釜进行加压处理，以使得所述反应釜内的压力处于指定压力；脉冲加热装置，通过所述反应釜侧壁的孔口与设置在所述反应釜内、且在所述第一岩心样品和所述第二岩心样品之间的热元件相连接，所述脉冲加热装置用于对所述热元件进行脉冲加热处理；数据处理装置，通过所述反应釜侧壁的孔口与所述热元件相连接，用于采集所述脉冲加热处理后的热元件的温度数据，并根据所述温度数据，确定在所述指定温度和所述指定压力下所述原始岩心样品的热导率。优选方案中，所述反应釜中包括设置在所述第一岩心样品和所述第二岩心样品上方的活塞元件；相应的，所述液压装置用于向所述活塞元件施加压力，以压缩所述反应釜内的空间，直至所述反应釜内的压力增加至所述指定压力。优选方案中，所述系统还包括：排液装置；所述排液装置，通过所述反应釜下端的出口相连接，用于当所述反应釜内的压力大于所述指定压力时，排出所述反应釜内的流体，以降低所述反应釜内的压力至所述指定压力；其中，所述反应釜内的流体由所述第一岩心样品和所述第二岩心样品在所述指定温度、所述指定压力下生成。由以上本申请实施例提供的技术方案可见，本申请实施例提供的确定岩石热导率的方法及系统，可以将所述第一岩心样品和所述第二岩心样品放入反应釜中，通过加热炉对所述反应釜进行恒温加热处理以及通过液压装置对所述反应釜进行加压处理，以使得所述反应釜内的温度和压力分别处于指定温度和指定压力；可以通过脉冲加热装置对设置在所述第一岩心样品和所述第二岩心样品之间的热元件进行脉冲加热处理；可以通过数据处理装置采集所述脉冲加热处理后的热元件的温度数据，并根据所述温度数据，确定在所述指定温度和所述指定压力下所述原始岩心样品的热导率。如此，可以有效确定与地质条件相符合的指定温度和指定压力下岩心样品的热导率。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本申请一种确定岩石热导率的方法实施例的流程图；图2是本申请确定岩石热导率的系统实施例中反应釜的剖面示意图。具体实施方式本申请实施例提供一种确定岩石热导率的方法及系统。结合附图和本专利技术具体实施方式的描述，能够更加清楚地了解本专利技术的细节。但是，在此描述的本专利技术的具体实施方式，仅用于解释本专利技术的目的，而不能以任何方式理解成是对本专利技术的限制。在本专利技术的教导下，技术人员可以构想基于本专利技术的任意可能的变形，这些都应被视为属于本专利技术的范围。需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种确定岩石热导率的方法，其特征在于，提供有原始岩心样品，以及对所述原始岩心样品进行加工处理后得到的第一岩心样品和第二岩心样品；所述方法包括：将所述第一岩心样品和所述第二岩心样品放入反应釜中，通过加热炉对所述反应釜进行恒温加热处理以及通过液压装置对所述反应釜进行加压处理，以使得所述反应釜内的温度和压力分别处于指定温度和指定压力；通过脉冲加热装置对设置在所述第一岩心样品和所述第二岩心样品之间的热元件进行脉冲加热处理；通过数据处理装置采集所述脉冲加热处理后的热元件的温度数据，并根据所述温度数据，确定在所述指定温度和所述指定压力下所述原始岩心样品的热导率。

【技术特征摘要】
1.一种确定岩石热导率的方法，其特征在于，提供有原始岩心样品，以及对所述原始岩心样品进行加工处理后得到的第一岩心样品和第二岩心样品；所述方法包括：将所述第一岩心样品和所述第二岩心样品放入反应釜中，通过加热炉对所述反应釜进行恒温加热处理以及通过液压装置对所述反应釜进行加压处理，以使得所述反应釜内的温度和压力分别处于指定温度和指定压力；通过脉冲加热装置对设置在所述第一岩心样品和所述第二岩心样品之间的热元件进行脉冲加热处理；通过数据处理装置采集所述脉冲加热处理后的热元件的温度数据，并根据所述温度数据，确定在所述指定温度和所述指定压力下所述原始岩心样品的热导率。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一岩心样品和所述第二岩心样品的形状为圆柱形；所述圆柱形样品的直径的范围为：1厘米～4厘米；所述圆柱形样品的高的范围为2厘米～10厘米。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过加热炉对所述反应釜进行恒温加热处理，包括：将所述反应釜放置在所述加热炉内，通过所述加热炉按照指定加热速率对所述反应釜进行加热处理，直至所述加热炉内的温度上升至所述指定温度，并在指定时间内保持所述加热炉内的温度处于所述指定温度。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述指定时间的取值范围包括2～3小时。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过液压装置对所述反应釜进行加压处理，包括：通过所述液压装置向所述反应釜内设置在所述第一岩心样品和所述第二岩心样品上方的活塞元件施加压力，以压缩所述反应釜内的空间，直至所述反应釜内的压力增加至所述指定压力。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述温度数据，确定在所述指定温度和所述指定压力下所述原始岩心样品的热导率，包括：对所述温度数据中所述脉冲加热处理后的热元件的温度和对应的采集时间进行线性拟合处理，得到温度与时间的拟合直线和所述拟合直线对应的斜率；将所述拟合直线的斜率的绝对值作为...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔景伟，邹才能，侯连华，朱如凯，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11