微管近平衡态扩散能力测试系统和工作方法技术方案

本发明专利技术提供了一种微管近平衡态扩散能力测试系统和工作方法，该系统包括：微管夹持器，抽真空系统，气体注入系统，压力检测系统，数据采集处理系统；微管夹持器分别连接抽真空系统、气体注入系统和压力检测系统；压力检测系统连接数据采集处理系统；微管夹持器，用于夹持微管；抽真空系统，用于将微管夹持器夹持的微管抽至真空；气体注入系统，用于将测试气体注入微管夹持器夹持的微管；压力检测系统，用于检测微管夹持器夹持的微管在近平衡态扩散过程中的压力数据；数据采集处理系统，用于根据压力检测系统检测到的压力数据，确定微管近平衡态扩散能力；本发明专利技术实现了在低压力水平下快速准确的微管近平衡态扩散能力测试。

【技术实现步骤摘要】
微管近平衡态扩散能力测试系统和工作方法
本专利技术涉及页岩气开发领域，具体涉及一种微管近平衡态扩散能力测试系统和工作方法。
技术介绍
页岩储层具有大量的微、纳米孔隙、渗透率极低，在气井开发后期，达西渗流非常微弱，气体扩散起主导作用，扩散能力表征了气体在孔隙中的运移能力，是进行储层评价和产能预测的关键因素。为了研究扩散规律，大多数学者采用岩心扩散实验，但岩心孔喉分布复杂，迂曲度高，受吸附/解吸附影响较大，实验时间较长，没有相似性和可推导性，限制了页岩岩心扩散能力规律性的探索。随着微电子机械系统(MEMS)的发展，微管具有高强度，内壁光滑，内径达到微米级的特点(最小内径2μm)，微管束模型可将岩心孔隙空间简化为不等径微管并联，简化了实验流程，也能为页岩扩散能力进行定量表征。目前，对于微、纳米尺度的页岩，实验仅能模拟压力1atm以上近平衡态扩散规律，经过Knudsen计算，此条件下的气体流动为粘性流或滑脱流，不能表征低压力水平、小压力梯度的扩散主导的气体流动，对研究页岩扩散能力具有局限性。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种微管近平衡态扩散能力测试系统，采用真空控压的方式，利用真空方式模拟高努森数的流动，实现了在低压力水平下快速准确的微管近平衡态扩散能力测试，该系统包括：微管夹持器，抽真空系统，气体注入系统，压力检测系统，数据采集处理系统；微管夹持器分别连接抽真空系统、气体注入系统和压力检测系统；压力检测系统连接数据采集处理系统；微管夹持器，用于夹持微管；抽真空系统，用于将微管夹持器夹持的微管抽至真空；气体注入系统，用于将测试气体注入微管夹持器夹持的微管；压力检测系统，用于检测微管夹持器夹持的微管在近平衡态扩散过程中的压力数据；数据采集处理系统，用于根据压力检测系统检测到的压力数据，确定微管近平衡态扩散能力。本专利技术实施例还提供一种上述微管近平衡态扩散能力测试系统的工作方法，包括：将微管夹持器夹持的微管抽至真空；将测试气体注入微管夹持器夹持的微管；检测微管夹持器夹持的微管在近平衡态扩散过程中的压力数据；根据压力检测系统检测到的压力数据，确定微管近平衡态扩散能力。本专利技术实施例提供的一种微管近平衡态扩散能力测试系统和工作方法，采用真空控压的方式，利用真空方式模拟高努森数的流动，避免了岩心实验的不可重复性、不可推导性以及无规律性的欠缺，将复杂迂曲的孔喉近似为不等径的微管，研究微管在不同状态下的近平衡态扩散，可以在低压力水平下便捷、快速和准确的测得微管近平衡态扩散能力。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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：图1为本专利技术实施例一种微管近平衡态扩散能力测试系统的示意图。图2为本专利技术实施例一种微管近平衡态扩散能力测试系统的工作方法示意图。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明白，下面结合附图对本专利技术实施例做进一步详细说明。在此，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，但并不作为对本专利技术的限定。如图1本专利技术实施例一种微管近平衡态扩散能力测试系统的示意图所示，本专利技术实施例提供一种微管近平衡态扩散能力测试系统，采用真空控压的方式，利用真空方式模拟高努森数的流动，实现了在低压力水平下快速准确的微管近平衡态扩散能力，该系统包括：微管夹持器1，抽真空系统2，气体注入系统3，压力检测系统4，数据采集处理系统5，压力巡检仪6，第一六通阀701，第二六通阀702，第一三通阀801，第二三通阀802；气体注入系统3包括：第一中间容器301和第二中间容器302；压力检测系统4包括：第一压力变送器401和第二压力变送器402；微管夹持器分别连接抽真空系统、气体注入系统和压力检测系统；压力检测系统连接数据采集处理系统；微管夹持器，用于夹持微管；抽真空系统，用于将微管夹持器夹持的微管抽至真空；气体注入系统，用于将测试气体注入微管夹持器夹持的微管；压力检测系统，用于检测微管夹持器夹持的微管在近平衡态扩散过程中的压力数据；数据采集处理系统，用于根据压力检测系统检测到的压力数据，确定微管近平衡态扩散能力。本专利技术实施例提供的一种微管近平衡态扩散能力测试系统，采用真空控压的方式，利用真空方式模拟高努森数的流动，避免了岩心实验的不可重复性、不可推导性以及无规律性的欠缺，将复杂迂曲的孔喉近似为不等径的微管，研究微管在不同状态下的近平衡态扩散，可以在低压力水平下便捷、快速和准确的测得微管近平衡态扩散能力。气体在页岩基质中流动和运移时，都要经历相互交替连同的孔隙和喉道，可以将复杂的连同孔喉分布近似等效于不等径微管束模型。因此本申请实施例通过选取不同内径的微管，进行近平衡态扩散能力测试。具体实施时，在一个实施例中，微管近平衡态扩散能力测试系统，可以包括：微管夹持器，抽真空系统，气体注入系统，压力检测系统，数据采集处理系统；具体实施时，微管可以选取不同内径熔融石英微管，测量其内径、长度等信息，接入微管夹持器。微管夹持器可以用于夹持微管，因本法实施例采用的是真空控压的方式进行微管近平衡态扩散能力测试，微管的压力变化范围较大，采用微管夹持器能够保证微管在进行大幅度压力变化时保持完整不破碎，保障微管近平衡态扩散能力测试的稳定长时间运行。微管夹持器可以分别连接抽真空系统，气体注入系统和压力检测系统，抽真空系统可以用于将微管夹持器夹持的微管抽至真空，从而使得本专利技术实施例能够在真空控压的方式下进行；在实施例中，将微管夹持器夹持的微管抽至小于等于10-4MPa；在本实施例中，可以采用10-4MPa的真空；气体注入系统，可以用于将测试气体注入微管夹持器夹持的微管，气体注入系统内的测试气体可以是甲烷气，本专利技术实施例在整个微管近平衡态扩散能力测试的过程中，内部的流体状态全部为气态；压力检测系统，可以用于检测微管夹持器夹持的微管在近平衡态扩散过程中的压力数据；数据采集处理系统，可以用于根据压力检测系统检测到的压力数据，确定微管近平衡态扩散能力。具体实施时，在一个实施例中前述的气体注入系统可以包括：连接微管夹持器一端的第一中间容器；连接微管夹持器另一端的第二中间容器；在实施例中，第一中间容器和第二中间容器用于向微管夹持器夹持的微管注入测试气体；第一中间容器和第二中间容器内的测试气体可以是甲烷气；气体注入系统的压力是可调的：第一中间容器的压力是可以单独调整的，第二中间容器的压力是可以单独调整的，因此可以通过调整第一中间容器和第二中间容器的压力，实现第一中间容器和第二中间容器存在压差；在实施例中，通过调节第一中间容器和第二中间容器的压力，控制第一中间容器和第二中间容器的压差为设定值。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微管近平衡态扩散能力测试系统，其特征在于，包括：/n微管夹持器，抽真空系统，气体注入系统，压力检测系统，数据采集处理系统；微管夹持器分别连接抽真空系统、气体注入系统和压力检测系统；压力检测系统连接数据采集处理系统；/n微管夹持器，用于夹持微管；/n抽真空系统，用于将微管夹持器夹持的微管抽至真空；/n气体注入系统，用于将测试气体注入微管夹持器夹持的微管；/n压力检测系统，用于检测微管夹持器夹持的微管在近平衡态扩散过程中的压力数据；/n数据采集处理系统，用于根据压力检测系统检测到的压力数据，确定微管近平衡态扩散能力。/n

【技术特征摘要】
1.一种微管近平衡态扩散能力测试系统，其特征在于，包括：
微管夹持器，抽真空系统，气体注入系统，压力检测系统，数据采集处理系统；微管夹持器分别连接抽真空系统、气体注入系统和压力检测系统；压力检测系统连接数据采集处理系统；
微管夹持器，用于夹持微管；
抽真空系统，用于将微管夹持器夹持的微管抽至真空；
气体注入系统，用于将测试气体注入微管夹持器夹持的微管；
压力检测系统，用于检测微管夹持器夹持的微管在近平衡态扩散过程中的压力数据；
数据采集处理系统，用于根据压力检测系统检测到的压力数据，确定微管近平衡态扩散能力。


2.如权利要求1所述的微管近平衡态扩散能力测试系统，其特征在于，
气体注入系统包括：连接微管夹持器一端的第一中间容器；连接微管夹持器另一端的第二中间容器。


3.如权利要求1所述的微管近平衡态扩散能力测试系统，其特征在于，
压力检测系统，包括：连接微管夹持器一端的第一压力变送器；连接微管夹持器另一端的第二压力变送器；第一压力变送器和第二压力变送器还连接数据采集处理系统。


4.如权利要求3所述的微管近平衡态扩散能力测试系统，其特征在于，第一压力变送器和第二压力变送器经压力巡检仪连接数据采集处理系统。


5.如权利要求1所述的微管近平衡态扩散能力测试系统，其特征在于，
微管夹持器经开关装置，分别连接抽真空系统、气体注入系统和压力检测系统。


6.如权利要求5所述的微管近平衡态扩散能力测试系统，其特征在于，所述开关装置包括六通阀和/或三通阀。


7.一种如权利要求1-6任一所述的微管近平衡态扩散能力测试系统的工作方法，其特征在于，包括：
将微管夹持器夹持的微管抽至真空；
将测试气体注入微管夹持器夹持的微管；
检测微管夹持器夹持的微管在近平衡态扩散过程中的压力数据；
根据压力检测系统检测到的压力数据，确定微管近平衡态扩散能力...

【专利技术属性】
技术研发人员：常进，胡志明，端祥刚，沈瑞，陈学科，陈璐，
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