地层条件下测定岩石渗吸作用的可视化实验装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术提出了一种地层条件下测定岩石渗吸作用的可视化实验装置及方法，所述可视化实验装置包括：具有可视视窗的高温高压反应釜及位于可视视窗一侧的图像采集设备，所述高温高压反应釜的两端通过管线分别与高压气源和回压阀相连，所述高温高压反应釜内设置有样品台，所述样品台通过岩心支架连杆与岩心支架调节装置连接，所述样品台上设置有放置岩心样品的岩心堵头，岩心堵头的另一端面与精密微量注入装置相对设置。利用该本发明专利技术的装置及方法可以方便地进行气藏岩心样品在不同温度压力条件下的吸水实验，既可以测定吸水速度、吸水量、还可以测定表面润湿角的变化，对于油田勘探开发具有重要的实际意义。

【技术实现步骤摘要】
地层条件下测定岩石渗吸作用的可视化实验装置和方法
本专利技术涉及油气田勘探开发领域，尤其涉及一种地层条件下测定岩石渗吸作用的可视化实验装置和方法。
技术介绍
渗吸作用是一种油藏成藏或开发过程中由于岩石的润湿性及流体之间的界面作用而引起的一种润湿相主动吸入并排驱非润湿相的过程，比如页岩储层水力压裂过程中压裂液通过侵入页岩孔隙中，亲水油藏注水过程中的吸水排油等现象都属于渗吸作用，渗吸作用会对油气井产能和生产规律造成很大影响，尤其对目前的致密气藏、页岩气开发造成的影响更明显，对勘探开发更具有重要意义。渗吸作用与岩石矿物成分、岩石孔隙结构、孔隙内部流体性质、外来流体性质、温度和压力等环境条件都有关系。对于气藏而言，在开发初期，孔隙中赋存有气体和地层水，地层水多以束缚水形式存在，碎屑岩气藏岩石的润湿性多以亲水性为主，碳酸盐岩气藏或灰岩气藏的水润湿性往往比碎屑岩的较弱，页岩气藏因为有机孔隙和无机孔隙的存在表现出更为复杂的特征，有机孔隙一般认为是憎水性的，水相很难进入微纳米级别的有机孔隙，无机孔隙则表现为强亲水特性。当外来流体(压裂液、边底水等)进入地层时，这些水相流体会很快侵入到尺寸较大的裂缝网络中，能否进入岩石基质孔隙则取决于岩石对一种流体渗吸作用的强弱。岩石的渗吸作用(吸水作用)会很大程度上影响压裂液的反排率和反排速度，也会对一些致密气藏收到边底水突进影响后的产能和生产动态造成影响。现有的气藏岩石渗吸和吸水实验多以测定总吸入量为主，很难实现高温高压的地层储层条件下的模拟，也很难对渗吸发生的规律进行实验，因此需要研究相应的装置和实验方法对气藏岩石的吸水作用进行研究，解决吸水速度、吸水量等参数及对气体流动能力的影响。目前大量致密气藏受到水的影响导致产能下降，页岩气藏压裂后因为反排规律不清，也造成了对产能的认识不清。本专利技术旨在提供一种实验装置和实验方法，以期解决页岩气藏压裂过程中水相压裂液反排规律不清和其他气藏因为边底水侵入后产能下降和生产规律不清的机理问题。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种地层条件下测定气藏岩石渗吸作用的可视化实验装置和方法，利用该装置可以在模拟地层条件下定量测定和可视化观察水相侵入地层岩石的过程。本专利技术的地层条件下测定气藏岩石渗吸作用的可视化实验装置，包括：具有可视视窗的高温高压反应釜及位于可视视窗一侧的图像采集设备，所述高温高压反应釜的两端通过管线分别与高压气源和回压阀相连，所述高温高压反应釜内设置有样品台，所述样品台通过岩心支架连杆与岩心支架调节装置连接，所述样品台上设置有放置岩心的岩心堵头，岩心堵头的另一端面与精密微量注入装置相对。进一步的，所述反应釜内还设置有漫反射板，所述漫反射板能够利用反应釜内内置光纤发出的光线在反应釜内实现照明。进一步的，所述岩心支架调节装置设置在反应釜外，所述岩心支架调节装置能够实现对样品台升降和/或旋转角度的调节。在一个实施方式中，所述岩心支架连杆与所述岩心支架调节装置之间设置有岩心支架连接密封装置，所述岩心堵头、样品台、岩心支架连杆及岩心支架连接密封装置均为中空设计，所述回压阀通过管线和阀门与所述岩心支架连接密封装置相连。优选的，所述可视视窗为高压蓝宝石视窗。在一个实施方式中，所述图像采集设备包括照相机或摄像机，及图像采集系统。在一个实施方式中，所述岩心与岩心堵头通过密封装置进行周边密封。优选的，所述密封装置为热缩套。在一个实施方式中，所述精密微量注入装置的精度为0.0001ml。在一个实施方式中，所述可视化实验装置还包括第一取出装置和第二取出装置，所述第一取出装置和第二取出装置分别位于所述高温高压反应釜的两端。组装在高温高压反应釜内的装置可以分别从第一取出装置和第二取出装置装入反应釜内或从反应釜内取出，便于更换安装岩心样品。本专利技术还提供了一种利用上述可视化实验装置在地层条件下测定气藏岩石渗吸作用的实验方法，包括以下步骤：(1)准备岩心样品，并将岩心样品端面进行磨平或抛光处理；(2)按顺序组装可视化实验装置，并将岩心样品放置到岩心堵头上；(3)调节高温高压反应釜内压力和温度，使系统恒温恒压平衡；(4)利用精密微量注入装置逐滴将测试水相溶液滴到岩心端面，岩心完全吸收后，再加入第二滴；在液体逐滴加入的同时，精确记录每次加入的量，并用图像采集装置图像采集整个过程；(5)直到滴入的液体停留在岩心端面不再被吸入岩心时，记录此时滴入液体的总量；(6)利用图像分析方法分析测试液体加入量与时间的关系。与现有技术相比，本专利技术的装置和方法主要针对气藏勘探开发过程中水相侵入问题，利用该装置和方法，能够解决页岩气藏压裂过程中水相压裂液反排规律不清和其他气藏因为边底水侵入后产能下降和生产规律不清的机理问题，从而为判断压裂液反排程度和反排效率、气藏边底水侵入规律等提供实验依据和理论基础。该装置可以在模拟地层条件下定量测定和可视化观察水相侵入地层岩石的过程，能够满足目前已发现各类油气藏温度和压力条件，能够在储层温度和压力条件下进行实验，可以利用柱塞岩心也可以利用岩心薄片样品进行实验。既可以对渗吸过程进行定量测定，还可以可视化观察渗吸的过程。上述技术特征可以各种技术上可行的方式组合以产生新的实施方案，只要能够实现本专利技术的目的。附图说明在下文中将基于仅为非限定性的实施例并参考附图来对本专利技术进行更详细的描述。其中：图1显示了根据本专利技术的地层条件下测定岩石吸水作用的可视化实验装置的一个实施例。在图中，相同的构件由相同的附图标记标示。附图并未按照实际的比例绘制。图中，附图标记为：1、高温高压反应釜；2、漫反射板；3、岩心样品；4、岩心密封套筒；5、岩心堵头；6、样品台；7、岩心支架连杆；8、岩心支架连接密封装置；9、岩心支架调节装置；10、内置光纤；11、内置光纤；12、可视视窗；13、照相机或摄像机；14、图像处理系统；15、精密微量注入装置；16、第一取出装置；17、气体入口阀门；18、高压气源；19、回压阀；20、气体出口阀门；21、第二取出装置；22、图像采集设备。具体实施方式以下将结合说明书附图和具体实施例对本专利技术做进一步详细说明。需要说明的是，只要不构成冲突，本专利技术中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本专利技术的保护范围之内。如图1所示，本专利技术的地层条件下测定岩石渗吸作用的可视化实验装置，包括：具有可视视窗12的高温高压反应釜1及位于可视视窗12一侧的图像采集设备22，高温高压反应釜1的两端通过管线分别与高压气源18和回压阀19相连，来自高压气源18的高压气体经气体入口阀门17通入到高温高压反应釜1内，以调节高温高压反应釜1内的气压。高温高压反应釜1内设置有样品台6，样品台6可以旋转或升降，样品台6通过岩心支架连杆7与岩心支架调节装置9连接，在样品台6上设置有用于放置岩心样品3的岩心堵头5，岩心样品3的另一端面与位本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种地层条件下测定岩石渗吸作用的可视化实验装置，其特征在于，所述可视化实验装置包括：具有可视视窗的高温高压反应釜及位于可视视窗一侧的图像采集设备，所述高温高压反应釜的两端通过管线分别与高压气源和回压阀相连，所述高温高压反应釜内设置有样品台，所述样品台通过岩心支架连杆与岩心支架调节装置连接，所述样品台上设置有放置岩心样品的岩心堵头，岩心堵头的另一端面与精密微量注入装置相对设置。/n

【技术特征摘要】
1.一种地层条件下测定岩石渗吸作用的可视化实验装置，其特征在于，所述可视化实验装置包括：具有可视视窗的高温高压反应釜及位于可视视窗一侧的图像采集设备，所述高温高压反应釜的两端通过管线分别与高压气源和回压阀相连，所述高温高压反应釜内设置有样品台，所述样品台通过岩心支架连杆与岩心支架调节装置连接，所述样品台上设置有放置岩心样品的岩心堵头，岩心堵头的另一端面与精密微量注入装置相对设置。


2.根据权利要求1所述的地层条件下测定岩石渗吸作用的可视化实验装置，其特征在于，所述高温高压反应釜内还设置有漫反射板，所述漫反射板能够利用高温高压反应釜内内置光纤发出的光线在高温高压反应釜内实现照明。


3.根据权利要求2所述的地层条件下测定岩石渗吸作用的可视化实验装置，其特征在于，所述岩心支架调节装置设置在高温高压反应釜外，所述岩心支架调节装置能够实现对样品台升降和/或旋转角度的调节。


4.根据权利要求1至3任一项所述的地层条件下测定岩石渗吸作用的可视化实验装置，其特征在于，所述岩心支架连杆与所述岩心支架调节装置之间设置有岩心支架连接密封装置，所述岩心堵头、样品台、岩心支架连杆及岩心支架连接密封装置均为中空设计，所述回压阀通过管线和阀门与所述岩心支架连接密封装置相连。


5.根据权利要求4所述的地层条件下测定岩石渗吸作用的可视化实验装置，其特征在于，所述可视视窗为高压蓝宝石视窗。


6.根据权利要求5...

【专利技术属性】
技术研发人员：周冰，金之钧，刘全有，伦增珉，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11