一种低渗透储层岩心渗透率测量装置的制作方法

本发明涉及油气开采的低渗透储层渗透率测量相关，具体是一种低渗透储层岩心渗透率测量装置。

背景技术：

1、渗透率是表征储层内多孔介质允许流体通过的能力的关键物理参数，同时储层渗透率是进行储层评价、油气产量预测等评估的关键参数，要想提高油井产能，就必须要弄清楚储层的渗透率以及渗透率的空间变化规律，因此准确获得储层渗透率对于油气的开采有重要意义。目前，常规储层相对渗透率分析方法（石油行业标准：sy/t 5843-1997）是获取储层相对渗透率的重要途径，在常规储层中的应用非常成熟。

2、低渗透储层相比普通砂岩等其它常规储层具有渗透率低的明显特点，通常渗透率低于1md。由于低渗透储层的低孔、低渗和强非均质性的特点，常规方法在非常规油气（煤层气、页岩气等）储层的气、水相对渗透率研究中的实用性较差，在进行低渗透储层渗透率测量时常常会面临实验参数获取存在不确定性、精度降低、误差增大的问题。岩心渗透率测量是低渗透储层油气藏勘探开发的重要理论依据，目前一般广泛采用非稳态的压力脉冲方法进行测量，压力脉冲方法测量需要先将岩心通过气体进行饱和，随后在上游施加压力脉冲，造成岩心上下游出现压力差，通过获取压力变化，利用上下游压力差与时间的对数成线性关系，获得岩心的渗透率。

3、压力脉冲方法一般可以测得较为准确的岩石渗透率数据，但一方面压力脉冲方法测量系统除了需要基础的围压系统、夹持装置外，还需要气源系统以及脉冲发生装置，管路连接、设备的调试以及过程中的监控都十分复杂，且低渗透岩心饱和时间可能需要48h以上，电量消耗也会很高；另一方面压力脉冲方法计算方法和岩心的孔隙度直接相关，尤其对于低渗透岩心孔隙度很低，因此夹持器的外部施压对内部微孔的构造及完整性都会产生明显影响，使实验数据产生不同的结果，目前的岩心夹持器依赖于围压液体施加围压，围压具有均匀性，由于实际储层岩心侧压随地层深度变化而不同的，岩石所处深度越深，围压越趋增高，目前夹持器未能很好模拟岩心实际的应力状态，获得的渗透率数据与实际也会有所偏差。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种低渗透储层岩心渗透率测量装置，以解决上述背景技术中提出目前低渗透储层岩心渗透率测量设备复杂、使用困难以及模拟对岩心应力状态的模拟不全面的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种低渗透储层岩心渗透率测量装置，包括围压装置、岩心夹持器和气源装置，所述围压装置包括围压泵，所述围压泵出口分别连接有围压管和驱动管，所述围压管端口连接至岩心夹持器的侧面；所述岩心夹持器内中部设置有夹持套，位于夹持套外侧设置有若干组长度相同且沿夹持套轴向等距布置的扎带，每组扎带的两端均分别连接在固定撑架和活动撑架上，所述固定撑架在岩心夹持器内固定设置，所述活动撑架在岩心夹持器内转动设置；固定撑架和活动撑架上均设置有可使扎带穿过的通孔，固定撑架上通孔至夹持套侧面的垂直距离均相同，而活动撑架上通孔至夹持套侧面的垂直距离沿轴向自上而下递减；

4、所述气源装置为一耐压的缸体，所述缸体的一端连接有气源出口，所述气源出口上连接有气源管，所述气源管连接至集流器，所述缸体在该端还连接有脉冲管，所述脉冲管的另一端连接于气源出口上并在脉冲管端口与气源出口间设置脉冲阀，所述缸体内部设置有活塞，缸体内位于活塞与气源出口所在端之间的腔体中填充有氦气，缸体相对气源出口的另一端设置有围压液入口，所述围压液入口与驱动管连接。

5、作为本发明进一步的方案：所述岩心夹持器内顶部设置有顶端盖，所述顶端盖与岩心夹持器通过螺纹旋接，顶端盖下方为上堵头，岩心夹持器内底部为底端盖，所述底端盖上方为下堵头，所述上堵头和下堵头内均设置有供气体流通的流道，上堵头内流道连接至集流器，下堵头内流道连接至岩心夹持器底部的气体出管。

6、作为本发明进一步的方案：所述气源出口和脉冲管上均设置有截止阀。

7、作为本发明进一步的方案：所述气体出管连接氦气检漏仪。

8、作为本发明进一步的方案：所述气源装置缸体在位于围压液入口所在的一端还设置有抽真空接口，缸体内位于抽真空接口所在的端面上固定连接有套环，套环与缸体内壁间形成环形腔，所述抽真空接口与环形腔连通，所述活塞相向抽真空接口的一侧设置与环形腔尺寸过渡配合的环边，抽真空接口通过抽真空管连接至集流器。

9、作为本发明进一步的方案：所述抽真空接口位置设置单向阀。

10、作为本发明进一步的方案：所述缸体侧面对应环形腔的位置还设置用于排气以及排液的螺栓。

11、作为本发明进一步的方案：所述扎带的端头上固定有尺寸大于通孔尺寸的固定扣。

12、作为本发明进一步的方案：所述岩心夹持器侧面中部还设置有控制螺栓，所述控制螺栓延伸至岩心夹持器腔内至活动撑架一侧。

13、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

14、1、本发明将气源系统与围压系统进行集成与耦合，使用一套围压泵装置同时提供系统围压和气体饱和、脉冲检测，结构相对简单，对于需要长时间进行的渗透过程在能量损耗、设备调试与监控方面均有明显益处；

15、本发明通过在岩心夹持器内设置增加环压的扎带以增加围压，实现围压递增的效果，更加符合储层深处岩心实际的应力状态，能够更加准确的模拟岩心内孔隙的微观构造，因而测量结果也将会更加准确。

1.一种低渗透储层岩心渗透率测量装置，包括围压装置（1）、岩心夹持器（2）和气源装置（3），所述围压装置（1）包括围压泵，所述围压泵出口分别连接有围压管（11）和驱动管（12），所述围压管（11）端口连接至岩心夹持器（2）的侧面；其特征在于：所述岩心夹持器（2）内中部设置有夹持套（24），位于夹持套（24）外侧设置有若干组长度相同且沿夹持套（24）轴向等距布置的扎带（25），每组扎带（25）的两端均分别连接在固定撑架（251）和活动撑架（252）上，所述固定撑架（251）在岩心夹持器（2）内固定设置，所述活动撑架（252）在岩心夹持器（2）内转动设置；固定撑架（251）和活动撑架（252）上均设置有可使扎带（25）穿过的通孔，固定撑架（251）上通孔至夹持套（24）侧面的垂直距离均相同，而活动撑架（252）上通孔至夹持套（24）侧面的垂直距离沿轴向自上而下递减；

2.根据权利要求1所述的一种低渗透储层岩心渗透率测量装置，其特征在于：所述岩心夹持器（2）内顶部设置有顶端盖（23），所述顶端盖（23）与岩心夹持器（2）通过螺纹旋接，顶端盖（23）下方为上堵头（231），岩心夹持器（2）内底部为底端盖（26），所述底端盖（26）上方为下堵头（261），所述上堵头（231）和下堵头（261）内均设置有供气体流通的流道，上堵头（231）内流道连接至集流器（22），下堵头（261）内流道连接至岩心夹持器（2）底部的气体出管（21）。

3.根据权利要求1所述的一种低渗透储层岩心渗透率测量装置，其特征在于：所述气源出口（33）和脉冲管（32）上均设置有截止阀（332）。

4.根据权利要求2所述的一种低渗透储层岩心渗透率测量装置，其特征在于：所述气体出管（21）连接氦气检漏仪。

5.根据权利要求1所述的一种低渗透储层岩心渗透率测量装置，其特征在于：所述气源装置（3）的缸体在位于围压液入口（35）所在的一端设置有抽真空接口（311），缸体内位于抽真空接口（311）所在的端面上固定连接有套环（312），所述套环（312）与缸体内壁间形成环形腔，所述抽真空接口（311）与环形腔连通，所述活塞（34）相向抽真空接口（311）的一侧设置与环形腔尺寸过渡配合的环边（341），抽真空接口（311）通过抽真空管（31）连接至集流器（22）。

6.根据权利要求5所述的一种低渗透储层岩心渗透率测量装置，其特征在于：所述抽真空接口（311）位置设置单向阀。

7.根据权利要求6所述的一种低渗透储层岩心渗透率测量装置，其特征在于：所述缸体侧面对应环形腔的位置设置用于排气以及排液的螺栓（313）。

8.根据权利要求1所述的一种低渗透储层岩心渗透率测量装置，其特征在于：所述扎带（25）的端头上固定有尺寸大于通孔尺寸的固定扣（254）。

9.根据权利要求1或8所述的一种低渗透储层岩心渗透率测量装置，其特征在于：所述岩心夹持器（2）侧面中部还设置有控制螺栓（253），所述控制螺栓（253）延伸至岩心夹持器（2）腔内至活动撑架（252）一侧。