测量渗透电压对页岩影响的实验系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了一种测量渗透电压对页岩影响的实验系统和方法，其涉及油气田开发技术领域，所述测量渗透电压对页岩影响的实验系统包括：岩芯夹持装置，所述岩芯夹持装置包括管体，所述管体的两端能进行封闭，所述管体内能装载页岩岩芯片以使所述管体内被分隔出第一腔室和第二腔室，所述管体上设置有与所述第一腔室相连通的第一进液口和与所述第二腔室相连通的第二进液口；电压表，所述电压表具有第一电极和第二电极，所述第一电极能设置在所述第一腔室中，所述第二电极能设置在第二腔室中。本申请能够实验研究矿化度浓度差导致对渗透电压的影响以及渗透电压对页岩岩芯的影响。

【技术实现步骤摘要】
测量渗透电压对页岩影响的实验系统和方法
本专利技术涉及油气田开发
，特别涉及一种测量渗透电压对页岩影响的实验系统和方法。
技术介绍
近年来，北美地区页岩气革命蓬勃发展，实现了美国能源自给的同时，更改变了世界能源格局。页岩气革命的兴起，得益于“水平井+分段压裂”的新型体积改造模式，然而现阶段却仍然面临着采收率低、递减快等技术难题。国内外学者最新研究发现，马塞勒斯页岩气井水力压裂后关井6个月后重新开井，出现了产气量大幅增加、产水量大幅减少的现象。分析认为，渗透电压下的渗析作用是促使这一现象发生的重要因素。在渗透电压作用下，水分子经过半渗透膜从低矿化度区域流向高矿化度区域，以达到矿化度的再平衡状态。这一现象的发生需要两个条件，一是半渗透膜的存在，二是半透膜两侧要有矿化度浓度差。一方面，地层环境下页岩储层所具有的纳米孔喉结构使其成为天然的半渗透膜，另一方面，开发过程中注入压裂液的矿化度比地层水矿化度低很多，这两者促成了页岩储层内的渗析作用的发生。半透膜具有选择性渗析作用，即只允许水分子通过，而矿物离子不能通过，这使得流体从低矿化度一侧进入高矿化度一侧。理论研究方面，学者通过计算认为压裂液与地层水矿化度浓度的差异，可引起渗透电压差最高达12.8MPa。实验室方面，现阶段学者主要通过页岩的自发渗吸实验研究页岩储层的吸水能力，或者通过岩芯驱替实验研究页岩岩芯采收率问题。
技术实现思路
为了克服现有技术的上述缺陷，本专利技术实施例所要解决的技术问题是提供了一种测量渗透电压对页岩影响的实验系统和方法，其能够实验研究矿化度浓度差导致对渗透电压的影响以及渗透电压对页岩岩芯的影响。本专利技术实施例的具体技术方案是：一种测量渗透电压对页岩影响的实验系统，包括：岩芯夹持装置，所述岩芯夹持装置包括管体，所述管体的两端能进行封闭，所述管体内能装载页岩岩芯片以使所述管体内被分隔出第一腔室和第二腔室，所述管体上设置有与所述第一腔室相连通的第一进液口和与所述第二腔室相连通的第二进液口；电压表，所述电压表具有第一电极和第二电极，所述第一电极能设置在所述第一腔室中，所述第二电极能设置在第二腔室中。在一种优选的实施方式中，所述岩芯夹持装置还包括能对所述管体第一端和第二端进行密封的第一封堵件和第二封堵件，所述第一封堵件能沿所述管体的轴向移动以调节所述第一腔室的体积，所述第二封堵件能沿所述管体的轴向移动以调节所述第二腔室的体积。在一种优选的实施方式中，所述管体的内壁上设置有由弹性材料制成的固定件，所述固定件用于固定设置所述页岩岩芯片。在一种优选的实施方式中，所述第一电极和所述第二电极距离所述页岩岩芯片的距离小于0.5cm。在一种优选的实施方式中，所述固定件与所述页岩岩芯片的交接处使用聚四氟乙烯封闭。在一种优选的实施方式中，所述第一腔室中用于注入高矿化度液体，所述第二腔室中用于注入低矿化度液体。一种采用如上述任一所述的测量渗透电压对页岩影响的实验系统的实验方法，包括以下步骤：将页岩岩芯片安装入所述岩芯夹持装置的管体中，并使所述管体内分隔出第一腔室和第二腔室；将所述第一电极插入所述第一腔室中，所述第二电极插入所述第二腔室；通过所述第一进液口向所述第一腔室中注入高矿化度液体，通过所述第二进液口向所述第二腔室中注入低矿化度液体；实时记录所述电压表显示的压力。在一种优选的实施方式中，所述第一腔室和第二腔室的体积相等。在一种优选的实施方式中，所述第二腔室中注入的低矿化度液体的体积与所述第一腔室中注入的高矿化度液体的体积相等。在一种优选的实施方式中，测量渗透电压对页岩影响的实验方法还包括：在步骤实时记录所述电压表显示的压力之前，将所述岩芯夹持装置放置于恒温箱内。在一种优选的实施方式中，所述管体的内壁上设置有由弹性材料制成的固定件；将页岩岩芯片安装入所述岩芯夹持装置的管体中时，使用聚四氟乙烯材料将所述页岩岩芯片与固定件的交接处封闭。本专利技术的技术方案具有以下显著有益效果：为探究渗透电压对页岩储层影响，本申请中的测量渗透电压对页岩影响的实验系统和方法通过将高矿化度溶液和低矿化度溶液两种液体分别置于垂直放置的页岩岩芯片的两侧，通过压力表测量两侧第一腔室和第二腔室的膜电位差，并将电位差实时记录在计算机中，从而页岩岩芯片内部天然存在的半透膜、矿化度浓度差导对于渗透电压的影响以及渗透电压对页岩岩芯的影响。参照后文的说明和附图，详细公开了本专利技术的特定实施方式，指明了本专利技术的原理可以被采用的方式。应该理解，本专利技术的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本专利技术的实施方式包括许多改变、修改和等同。针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。附图说明在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本专利技术公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本专利技术的理解，并不是具体限定本专利技术各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本专利技术的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本专利技术。图1为本专利技术实施例中测量渗透电压对页岩影响的实验系统的系统图；图2为本专利技术实施例中测量渗透电压对页岩影响的实验方法的流程图。以上附图的附图标记：1、第一封堵件；2、第一进液口；3、第一腔室；4、第一电极；5、电压表；6、页岩岩芯片；7、第二电极；8、第二腔室；9、第二进液口；10、第二封堵件；11、电脑。具体实施方式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，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。为了能够实验研究矿化度浓度差导致对渗透电压的影响以及渗透电压对页岩岩芯的影响，本申请提出了一种测量渗透电压对页岩影响的实验系统，图1为本专利技术实施例中测量渗透电压对页岩影响的实验系统的系统图，如图1所示，该测量渗透电压对页岩影响的实验系统可以包括：岩芯夹持装置，岩芯夹持装置包括管体，管体的两端能进行封闭，管体内能装载页岩岩芯片6以使管体内被分隔出第一腔室3和第二腔室8本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种测量渗透电压对页岩影响的实验系统，其特征在于，包括：岩芯夹持装置，所述岩芯夹持装置包括管体，所述管体的两端能进行封闭，所述管体内能装载页岩岩芯片以使所述管体内被分隔出第一腔室和第二腔室，所述管体上设置有与所述第一腔室相连通的第一进液口和与所述第二腔室相连通的第二进液口；电压表，所述电压表具有第一电极和第二电极，所述第一电极能设置在所述第一腔室中，所述第二电极能设置在第二腔室中。

【技术特征摘要】
1.一种测量渗透电压对页岩影响的实验系统，其特征在于，包括：岩芯夹持装置，所述岩芯夹持装置包括管体，所述管体的两端能进行封闭，所述管体内能装载页岩岩芯片以使所述管体内被分隔出第一腔室和第二腔室，所述管体上设置有与所述第一腔室相连通的第一进液口和与所述第二腔室相连通的第二进液口；电压表，所述电压表具有第一电极和第二电极，所述第一电极能设置在所述第一腔室中，所述第二电极能设置在第二腔室中。2.根据权利要求1所述的测量渗透电压对页岩影响的实验系统，其特征在于，所述岩芯夹持装置还包括能对所述管体第一端和第二端进行密封的第一封堵件和第二封堵件，所述第一封堵件能沿所述管体的轴向移动以调节所述第一腔室的体积，所述第二封堵件能沿所述管体的轴向移动以调节所述第二腔室的体积。3.根据权利要求1所述的测量渗透电压对页岩影响的实验系统，其特征在于，所述管体的内壁上设置有由弹性材料制成的固定件，所述固定件用于固定设置所述页岩岩芯片。4.根据权利要求1所述的测量渗透电压对页岩影响的实验系统，其特征在于，所述第一电极和所述第二电极距离所述页岩岩芯片的距离小于0.5cm。5.根据权利要求3所述的测量渗透电压对页岩影响的实验系统，其特征在于，所述固定件与所述页岩岩芯片的交接处使用聚四氟乙烯封闭。6.根据权利要求1所述的测量渗透电压对页...

【专利技术属性】
技术研发人员：李帅，毕国强，丁云宏，才博，何春明，刘广峰，
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