一種利用大尺寸巖心測量高速注氣過程中損失氣的裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種利用大尺寸巖心測量高速注氣過程中氣體損失量的實驗裝置。
【背景技術】
[0002]傳統的測定砂巖高速注氣過程中損失氣體的裝置，通常采用圓柱型的面狀注氣，裝置通常由一個注氣裝置、小巖心和收集氣體裝置組成。這種裝置只能測定高速注氣過程中砂巖中是否損失氣體，無法給出高速注氣過程中的具體損失量。
[0003]因此，設計一種能夠測量出砂體高速注氣過程中具體的氣體損失量的新型實驗裝置，特別是可以利用大尺寸巖心進行室內模擬的實驗裝置，對于非均質砂巖地下儲氣的高強度注采研究有著深遠意義。
【實用新型內容】
[0004]為了精確測量非均質砂巖地下儲氣庫高速注氣過程中損失氣體，本實用新型提供了一種新型實驗裝置，該儀器采用點式注采的方式，在長方體大尺寸巖心中進行注氣和采氣測試，并在裝置四周安裝高精度氣水分離器裝置及測量裝置，利用氣體進入巖心和流出巖心的差及飽和水巖心中水的變化量準確測量非均質砂巖高速注氣過程中損失氣體量。
[0005]本實用新型采用的技術方案是:一種利用大尺寸巖心測量高速注氣過程中損失氣的裝置，包括巖心夾持器、注采氣裝置、注采水裝置和加壓裝置；所述的注采氣裝置設置在巖心夾持器的上方；所述的注采水裝置設置在巖心夾持器的四周；所述的加壓裝置設置在巖心夾持器的上、下及左側。
[0006]所述的巖心夾持器為六面方柱型對稱結構；上部和下部采用鋼套和夾持橡膠組成，夾持橡膠內有凹槽，凹槽大小與巖心形狀一致，用于夾持巖心；上部設有注采氣導管口 ；前、后部各有鋼板與鋼套用螺栓連接，在偏下部留有注采水導管口 ；鋼板與巖心之間的空隙充填抗壓樹脂；
[0007]左部由鋼板和加壓活塞祖成，鋼板與鋼套用螺栓連接，在偏下部留有用于注采水導管口 ；
[0008]右部由鋼板與和固定橡膠組成，鋼板與鋼套用螺栓連接，為固定端，在偏下部留有用于注采水導管口。
[0009]所述的注采氣裝置由氣栗、中間容器、氣體微計量裝置、氣液微計量裝置和壓力傳感器組成；氣栗與中間容器、中間容器與巖心夾持器的注采氣導管口通過管道依次連接，中間設有閥門；氣體微計量裝置、氣液微計量裝置均與中間容器連接；中間容器與巖心夾持器之間連接有壓力傳感器。
[0010]所述的注采水裝置由水栗、氣液分離裝置、氣液容器、氣液微計量裝置組成；水栗與氣液容器、氣液容器與巖心夾持器的注采水導管口通過管道依次連接，中間設有閥門；氣液分離裝置與氣液容器連接；氣液微計量裝置與氣液分離裝置連接。
[0011]本實用新型的利用大尺寸巖心測量高速注氣過程中損失氣的裝置的有益效果是:1、可以測定同一巖心在不同注采周期下的氣體損失量；
[0012]2、可以夾取不同的的巖心樣品，方便測量同一巖芯或不同巖芯在不同高速注氣速率和不斷變化的注氣速率下的氣體損失量；3、結構簡單，操作方便，實驗效率高。
【附圖說明】
[0013]圖1是本實用新型的利用大尺寸巖心測量高速注氣過程中損失氣的裝置的整體結構圖；
[0014]圖2是巖心夾持器的分解結構圖；
[0015]圖3是巖心夾持器的剖面圖；
[0016]圖4是巖心夾持器的右視圖(去掉右部的鋼板和固定橡膠);
[0017]圖5是巖心夾持器的俯視圖(去掉上部的鋼套和夾持橡膠)；
[0018]圖6是巖心內氣體剩余量與注采周期的關系圖；圖中:橫坐標-注采周期，縱坐標-巖心內氣體剩余量。
【具體實施方式】
[0019]如圖1所示，本實用新型的利用大尺寸巖心測量高速注氣過程中損失氣的裝置，包括巖心夾持器10、注采氣裝置、注采水裝置和加壓裝置5 ;5注采氣裝置設置在巖心夾持器10的上方，由氣栗1、中間容器2、氣體微計量裝置3、氣液微計量裝置8和壓力傳感器4組成；氣栗1與中間容器2、中間容器2與巖心夾持器10的注采氣導管口 107通過管道依次連接，中間設有閥門11 ;氣體微計量裝置3、氣液微計量裝置8均與中間容器2連接；中間容器2與巖心夾持器10之間連接有壓力傳感器4。
[0020]在巖心夾持器10的前、后、左、右設置有注采水裝置。注采水裝置由水栗6、氣液分離裝置9、氣液容器7、氣液微計量裝置8組成；水栗6與氣液容器7、氣液容器7與巖心夾持器10的注采水導管口(110、111、115、118)通過管道依次連接，中間設有閥門；氣液分離裝置9與氣液容器7連接；氣液微計量裝置8與氣液分離裝置9連接。
[0021]在巖心夾持器10的上方、下方以及左側分別設有加壓裝置5和閥門，加壓裝置的作用是固定巖心。
[0022]如圖2所示，巖心夾持器10為六面方柱型對稱結構；上部和下部采用上鋼套101、下鋼套102、上夾持橡膠103和下夾持橡膠104組成，上、下夾持橡膠內有凹槽，凹槽大小與巖心105形狀一致，用于夾持巖心；上部設有注采氣導管口 107，用于連接注采氣裝置。
[0023]如圖2、3和4所示，前、后部各有前鋼板108和后鋼板109分別與上、下鋼套用螺栓114連接。在前部的偏下部留有前注采水導管口 110 ;后部的偏下部留有后注采水導管口 111。前、后鋼板與巖心105之間的空隙充填抗壓樹脂106。
[0024]如圖2、3和5所示，左部由左鋼板112和加壓活塞113組成，左鋼板112分別與上、下鋼套101、102用螺栓114連接，在偏下部留有左注采水導管口 115。
[0025]如圖2、3和5所示，右部由右鋼板116和固定橡膠117組成，右鋼板116分別與上、下鋼套101、102用螺栓114連接，為固定端，在偏下部留有右注采水導管口 118。
[0026]本實用新型的利用大尺寸巖心測量高速注氣過程中損失氣的裝置，測定損失氣采用的是注入和驅替兩端的物質平衡原理，即注入氣總量為相同壓力下采出氣總量與巖石中氣體的總和。實驗所用巖心樣品要具有代表性，盡量選擇層理變化明顯且紋層較細的區域。為了使氣體在巖心中自由突進，實驗用巖心的形狀應為長方體。由于巖芯夾持器比較容易操作，因此，能快速測定不同的巖芯在不同注氣速率和不斷變化的注氣速率下的氣體損失量，也可以測定同一巖心在不同注采周期下的氣體損失量。
[0027]選取砂巖取心樣品一塊M1，制備成長、寬、高為30cmX30cmX6cm的斷裂測試樣品，放入巖心夾持器中用上、下鋼套，前、后鋼板以及右鋼板進行組裝固定，在前、后空隙中填充抗壓樹脂，并用下部加壓裝置進行加壓，最后組裝左鋼板，并用加壓裝置進行加壓固定。注氣前，首先進行洗油操作，并把洗過的巖心飽和水；注氣時，模擬井點注采方式，當四個注采水點中，某一個出現氣體時，關閉閥門，直到最后一個關閉，記錄注氣量為Qg，以及氣液收集裝置中的氣體量Qgl、Qg2、Qg3、Qg4則巖心內實際氣體存儲量Qgl= Qg_ (Qgl + Qg2 + Qg3+ Qg4);采氣時，巖心上方的采氣口將往外進行采氣，直到氣體中水分含量達到98%為止；測定損失氣時，使用微計量器準確測定巖心排出的氣體和液體體積Qg。、Qw。，測得的氣體體積為同一壓力下的體積。巖心內部損失氣量可以表示為:Qgls = Qgl Qgcl，式中:Qgls為損失氣量，m3;Qgl為注入氣體總量，m3 ;Qgcl為排出氣體總量，m3。在多個注采周期下，可以得到巖心內剩余氣體即損失氣與注采周期的關系，如圖6所示。
[0028]本實用新型的利用大尺寸巖心測量高速注氣過程中損失氣的裝置，巖心夾持器四周設置四個注水口，同樣也是出水口，利用氣液體收集器存儲液體和氣體，并準確計量注采量之差，利用夾持器前后的壓力差及相應的氣體量和液體量變化，測得滯留在巖心中的氣體量。特別指出，巖心夾持器由上、下、左、右、前、后六部分組成，便于拆卸與組裝；其中上部、前后部、右部為固定端，上部、左部與下部設置了加壓裝置，用于固定與密封，提高穩定性與封閉性；上、下夾持橡膠可以根據巖心大小更換尺寸大小，注采水管口位于巖心四周偏下部，減小采水量誤差。
【主權項】
1.一種利用大尺寸巖心測量高速注氣過程中損失氣的裝置，其特征在于:包括巖心夾持器、注采氣裝置、注采水裝置和加壓裝置；所述的注采氣裝置設置在巖心夾持器的上方；所述的注采水裝置設置在巖心夾持器的四周；所述的加壓裝置設置在巖心夾持器的上、下及左側。2.根據權利要求1所述的利用大尺寸巖心測量高速注氣過程中損失氣的裝置，其特征在于:所述的巖心夾持器為六面方柱型對稱結構；上部和下部采用鋼套和夾持橡膠組成，夾持橡膠內有凹槽，凹槽大小與巖心形狀一致，用于夾持巖心；上部設有注采氣導管口 ；前、后部各有鋼板與鋼套用螺栓連接，在偏下部留有注采水導管口 ；鋼板與巖心之間的空隙充填抗壓樹脂； 左部由鋼板和加壓活塞祖成，鋼板與鋼套用螺栓連接，在偏下部留有用于注采水導管P ； 右部由鋼板與和固定橡膠組成，鋼板與鋼套用螺栓連接，為固定端，在偏下部留有用于注采水導管口。3.根據權利要求2所述的利用大尺寸巖心測量高速注氣過程中損失氣的裝置，其特征在于:所述的注采氣裝置由氣栗、中間容器、氣體微計量裝置、氣液微計量裝置和壓力傳感器組成；氣栗與中間容器、中間容器與巖心夾持器的注采氣導管口通過管道依次連接，中間設有閥門；氣體微計量裝置、氣液微計量裝置均與中間容器連接；中間容器與巖心夾持器之間連接有壓力傳感器。4.根據權利要求2所述的利用大尺寸巖心測量高速注氣過程中損失氣的裝置，其特征在于:所述的注采水裝置由水栗、氣液分離裝置、氣液容器、氣液微計量裝置組成；水栗與氣液容器、氣液容器與巖心夾持器的注采水導管口通過管道依次連接，中間設有閥門；氣液分離裝置與氣液容器連接；氣液微計量裝置與氣液分離裝置連接。
【專利摘要】本實用新型涉及一種利用大尺寸巖心測量高速注氣過程中氣體損失量的實驗裝置。一種利用大尺寸巖心測量高速注氣過程中損失氣的裝置，包括巖心夾持器、注采氣裝置、注采水裝置和加壓裝置；所述的注采氣裝置設置在巖心夾持器的上方；所述的注采水裝置設置在巖心夾持器的四周；所述的加壓裝置設置在巖心夾持器的上、下及左側。本實用新型的利用大尺寸巖心測量高速注氣過程中損失氣的裝置，結構簡單，容易操作，能快速測定不同的巖芯在不同注氣速率和不斷變化的注氣速率下的氣體損失量，以及同一巖心在不同注采周期下的氣體損失量。
【IPC分類】G01N7/10
【公開號】CN205038118
【申請號】CN201520737100
【發明人】王金凱, 盧浩, 謝俊
【申請人】山東科技大學
【公開日】2016年2月17日
【申請日】2015年9月22日