页岩各向异性测量装置及测量方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种页岩各向异性测量装置及测量方法，解决了现有技术只研究页岩各向同性而无法满足勘探与开发过程中工程的实际要求的问题。本发明专利技术提供的页岩各向异性测量装置包括支架，用于支承待测岩心柱，待测岩心柱为圆柱体，取自页岩储层岩心；多个探头，用于发射超声波至待测岩心柱，并用于接收待测岩心柱中传播的超声波，探头借助支架固定在待测岩心柱的侧表面上，多个探头沿待测岩心柱的多个横截面的周向排布；超声波信号发生器，用于对探头进行超声波信号激励，以使探头发射超声波至所述待测岩心柱；超声波波速测试装置，用于检测探头接收到的超声波，以获取波速信息。

Shale anisotropy measuring device and method

The invention provides a shale anisotropy measuring device and a measuring method, which solves the problem that the prior art only studies the shale isotropy and can not meet the actual requirements of the engineering in the process of exploration and development. Shale anisotropy measurement device provided by the invention comprises a support for supporting the measured core column, the measured core is a cylinder from shale reservoir core; a plurality of probes for transmitting the ultrasonic wave to the core column to be tested, and for receiving the measured ultrasonic wave propagation in the core column, the bracket is fixed on the probe to be on the side surface of the core column, a plurality of probes along multiple core column cross section measured circumferential arrangement; ultrasonic signal generator for ultrasonic probe signal, so that the probe to emit ultrasonic wave to the core column to be measured; ultrasonic wave testing device for ultrasonic receiving probe. In order to obtain the velocity information.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及物体性能测量技术，尤其涉及一种页岩各向异性测量装置及测量方法。
技术介绍
页岩气的勘探与开发在世界范围内引起了广泛兴趣，已被列为我国油气资源开发的重要战略。页岩一般呈薄页状或薄片层状的节理，具有天然的强各向异性。页岩气的开采主要是通过压裂改造使页岩中形成裂缝网络，从而使气体渗透出来。为了形成更合理的裂缝网络结构，需要对页岩的性能进行研究。目前，对页岩性能的研究主要基于各向同性的模型，但由于页岩具有强各向异性，研究各向同性的模型，显然不能满足勘探与开发过程中工程的实际要求。
技术实现思路
本专利技术提供一种页岩各向异性测量装置及测量方法，解决了现有技术只研究页岩各向同性而无法满足勘探与开发过程中工程的实际要求的问题。本专利技术实施例一方面提供一种页岩各向异性测量装置，包括：支架，用于支承待测岩心柱，所述待测岩心柱为圆柱体，取自页岩储层岩心；多个探头，用于发射超声波至所述待测岩心柱，并用于接收所述待测岩心柱中传播的所述超声波，所述探头借助所述支架固定在所述待测岩心柱的侧表面上，所述多个探头沿所述待测岩心柱的多个横截面的周向排布；超声波信号发生器，用于对所述探头进行超声波信号激励，以使所述超声波信号发生器通过所述探头产生超声波；超声波波速测试装置，用于检测所述探头接收到的所述超声波，以获取波速信息。本专利技术实施例另一方面提供一种页岩各向异性测量方法，使用上面所述的页岩各向异性测量装置，包括：将待测岩心柱固定在所述支架上；利用所述超声波信号发生器对除被检测的所述探头之外的每一个所述探头依次进行超声波信号激励；利用所述超声波波速测试装置对所述被检测的所述探头每次接收到的超声波进行检测，以获取波速信息，所述波速信息包含角度及对应所述角度的波速，所述角度为所述被检测的所述探头与被激励的所述探头之间的连线与所述待测岩心柱的轴线之间的夹角；根据获取的所有所述波速信息计算所述待测岩心柱上所述被检测的所述探头所处位置的各向异性参数。本专利技术实施例提供的页岩各向异性测量装置及测量方法中，利用支架将多个探头固定在待测岩心柱的侧表面并固定待测岩心柱，且利用超声波信号发生器通过探头产生超声波，从而使超声波能从指定探头位置经过待测岩心柱到达另一指定位置的探头，超声波波速测试装置能够检测超声波的波形以及相应波速信息，另外，将多个探头沿待测岩心柱的多个横截面的周向排布，就能使探头接收到多个从不同角度传送过来的超声波，从而获取多个波速信息，根据这些波速信息就可以计算出待测岩心柱的各向异性参数，进而得出页岩各向异性的性质，以满足勘探与开发过程中工程的实际要求。附图说明为了更清楚地说明本专利技术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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，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为本专利技术实施例一提供的一种页岩各向异性测量装置的剖视图；图2为图1所示的页岩各向异性测量装置上探头的排布示意图；图3为本专利技术实施例二提供的页岩各向异性测量方法的流程图；图4为本专利技术实施例二中超声波波速测试装置检测到的超声波波速的示意图；图5为本专利技术实施例二中探头的布置平面示意图；图6为本专利技术实施例三提供的页岩各向异性测量方法的流程图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例一图1为本专利技术实施例一提供的一种页岩各向异性测量装置的剖视图，图2为图1所示的页岩各向异性测量装置上探头的排布示意图。如图1和图2所示，该装置包括：支架11、探头21、超声波信号发生器22和超声波波速测试装置23。其中，支架11用于支承待测岩心柱12，该待测岩心柱为圆柱体，取自页岩储层岩心。探头21用于发射超声波至待测岩心柱12，并用于接收待测岩心柱12中传播的超声波，且探头21借助支架11固定在待测岩心柱12的侧表面上，目的是让探头21能紧贴着待测岩心柱12的侧表面，当探头21发射超声波时，超声波能直接进入待测岩心柱12，在待测岩心柱12中进行传播，当探头21接收超声波时，也能直接接收到待测岩心柱12中传播的超声波，避免了部分超声波未在待测岩心柱12中传播而产生的能量损耗，从而减少了测量误差。探头21有多个，沿待测岩心柱12的多个横截面的周向排布。在不同的位置布置多个探头21时，其中一个探头21就能接收到来自其它探头21发射的不同角度的超声波。例如，在图2中，指定一个探头21为待检测的探头21，与该探头21位于同一个横截面上的其它探头21发射的超声波，传播到待检测的探头21所处位置时，该超声波的角度如果为θ1，而与待检测的探头21不在同一个横截面上的其它探头21发射的超声波，传播到待检测的探头21所处位置时，该超声波的角度如果为θ2，则这两个角度是不相同的。另外，此处所述的探头21具备两个功能：发射超声波和接收超声波。发射的超声波是由超声波信号发生器22产生的。超声波信号发生器22用于对探头21进行超声波信号激励，以使超声波信号发生器22通过探头21产生超声波，从而使探头21能发射该超声波至待测岩心柱。而超声波波速测试装置23，用于检测探头21接收到的超声波，以获取波速信息。具体地，超声波波速测试装置23能够检测超声波的波形，通过分析波形可以获得对应该波形的波速信息，也可以说，超声波波速测试装置23可以检测超声波的波形及相应的波速信息。如上所述，探头21能接收到的不同角度的超声波，因此，获取的波速信息也包含多个不同角度的波速信息，根据这些波速信息，计算出待测岩心柱的各向异性参数，进而得出页岩各向异性的性质。具体的计算方法将在下面的实施例中进行详细说明。上述实施例中，支架11可以包括多个固定环24(如图2所示)，用于卡固待测岩心柱12。这些固定环24所在的平面垂直于待测岩心柱12的轴线，也就是说，这些固定环24所在的平面就是待测岩心柱12的横截面。一个固定环24上设置有多个探头21，以使探头21借助该固定环24固定在待测岩心柱12的侧表面上。通过将多个探头21设置在一个固定环24上，可以方便地实现多个探头21沿待测岩心柱12的横截面的周向排布，另外，通过设置多个固定环24，并使每一个固定环24上都设置有多个探头21，从而可以方便地实现多个探头21沿待测岩心柱12的多个横截面的周向排布。具体设置几个固定环24，可以根据测量的需要来选择，如果需要获得更多个角度的页岩性质，就可以多设置几个固定环24，每个固定环上多设置几个探头21。另外，一个固定环24上的多个探头21中，相邻的两个探头21之间的夹角为90度。也就是说，在固定环24所在的平面上，沿该平面的周向，可以布置4个探头21，这样，相邻的两个探头21之间的夹角就为90度。当然，在该平面周向上布置的探头21的个数不限于此，可以根据测量的需要来选择。并且，假定在一个固定环24上具有第一探头21，相邻的固定环24上假定具有第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种页岩各向异性测量装置，其特征在于，包括：支架，用于支承待测岩心柱，所述待测岩心柱为圆柱体，取自页岩储层岩心；多个探头，用于发射超声波至所述待测岩心柱，并用于接收所述待测岩心柱中传播的所述超声波，所述探头借助所述支架固定在所述待测岩心柱的侧表面上，所述多个探头沿所述待测岩心柱的多个横截面的周向排布；超声波信号发生器，用于对所述探头进行超声波信号激励，以使所述超声波信号发生器通过所述探头产生超声波；超声波波速测试装置，用于检测所述探头接收到的所述超声波，以获取波速信息。

【技术特征摘要】
1.一种页岩各向异性测量装置，其特征在于，包括：支架，用于支承待测岩心柱，所述待测岩心柱为圆柱体，取自页岩储层岩心；多个探头，用于发射超声波至所述待测岩心柱，并用于接收所述待测岩心柱中传播的所述超声波，所述探头借助所述支架固定在所述待测岩心柱的侧表面上，所述多个探头沿所述待测岩心柱的多个横截面的周向排布；超声波信号发生器，用于对所述探头进行超声波信号激励，以使所述超声波信号发生器通过所述探头产生超声波；超声波波速测试装置，用于检测所述探头接收到的所述超声波，以获取波速信息。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述支架包括多个固定环，用于卡固所述待测岩心柱，所述固定环所在的平面垂直于所述待测岩心柱的轴线，一个所述固定环上设置有多个所述探头，以使所述探头借助所述固定环固定在所述待测岩心柱的侧表面上。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，一个所述固定环上的多个所述探头中，相邻的两个所述探头之间的夹角为90度。4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，在一个所述固定环上具有第一探头，相邻的所述固定环上具有第二探头，所述第一探头与所述第二探头的连线平行于所述待测岩心柱的轴线。5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述支架还包括底座和支撑杆，所述底座用于固定所述支撑杆，所述支撑杆用于支承所述待测岩心柱。6.根据权利要求1～5任一项所述的装置，其特征在于，所述待测岩心柱的两个端面的平行度为±0.01mm以内。7.一种页岩各向异性测量方法，其特征在于，使用权利要求1～6任一项所述的页岩各向异性测量装置，所述方法包括：(1)将待测岩心柱固定在所述支架上；(2)利用所述超声波信号发生器对除被检测的所述探头之外的每一个所述探头依次进行超声波信号激励；(3)利用所述超声波波速测试装置对所述被检测的所述探头每次接收到的超声波进行检测，以获取波速信息，所述波速信息包含角度及对应所述角度的波速，所述角度为所述被检测的所述探头与被激励的所述探头之间的连线与所述待测岩心柱的轴线之间的夹角；(4)根据获取的所有所述波速信息计算所述待测岩心柱上所述被检测的所述探头所处位置的各向异性参数。8.根据权利要求7所述的页岩各向异性测量方法，其特征在于，还包括：判断所述待测岩心柱上所有所述探头所处位置的各向异性参数是否计算完成；判断结果为否时，选...

【专利技术属性】
技术研发人员：王小琼，葛洪魁，孟范宝，王剑波，吴珊，陈浩，常龙，
申请(专利权)人：中国石油大学北京，
类型：发明
国别省市：北京;11