[发明专利]一种低渗透岩样渗透率的测量装置及其测量方法

权利要求书

1.一种低渗透岩样渗透率的测量装置，其特征在于，其包括检测气源（1）、调压阀（2）、一对压力传感器（4）、岩样室（5）、定容积室（6）、气体浓度检测装置（7）和中央控制单元（8）；

所述检测气源（1）通过调压阀（2）与所述岩样室（5）相连，所述岩样室的出口端与所述定容积室（6）的入口连接；所述气体浓度检测装置（7）与所述定容积室（6）连接，用于探测所述定容积室（6）的气体浓度；所述气体浓度检测装置（7）的输出端与所述的中央控制单元（8）连接；

所述一对压力传感器（4）分别设置在所述的岩样室（5）的入口处和定容积室（6）的出口处；且该对压力传感器（4）的输出端分别与所述的中央控制单元（8）连接。

2.根据权利要求1所述的一种低渗透岩样渗透率的测量装置，其特征在于：

所述测量装置还包括围压单元，所述围压单元包括围压气源（9）和围压套；所述围压套设置所述的岩样室（5）内，待测岩样设置在所述的围压套内；所述围压气源（9）的输出端与所述岩样室（5）连接。

3.根据权利要求1所述的一种低渗透岩样渗透率的测量装置，其特征在于：

在所述调压阀（2）与岩样室（5）之间设置有气体干燥装置（3）。

4.根据权利要求1所述的一种低渗透岩样渗透率的测量装置，其特征在于：

所述检测气源（1）内的测量气体介质为氦气或六氟化硫。

5.根据权利要求1或2所述的一种低渗透岩样渗透率的测量装置，其特征在于：

所述定容积室（6）的一端与大气相通且其容积固定；所述定容积室（6）的内壁光滑。

6.根据权利要求1所述的一种低渗透岩样渗透率的测量装置，其特征在于：

所述测量装置还包括气体压力传感器，所述气体压力传感器与所述中央控制单元连接；所述中央控制单元为处理芯片或计算机，用于接收传感器信号，并分析计算输出数据；

所述气体浓度检测装置（7）为SCHUTZ型红外线气体检测仪、LLD-100型激光光声光谱气体检测仪或MIC-500氦气探测仪中一种。

7.根据权利要求1-6之一所述的装置进行低渗透岩样渗透率的测量方法，其包括以下步骤：

步骤1，实验准备步骤：

[11]将岩样烘干后冷却至室温，测量其长度和直径数据；人工读取大气压力表显示的大气压力数据；测量所述定容积室（6）的体积，将上述各个数据输入所述的中央控制单元（8）中，并由其计算岩样的横截面积；

[12]将所述定容积室（6）与大气相同；

[13]将所述检测气源（1），调压阀（2），气体干燥装置（3），定容积室（6）、岩样室（5）和气体浓度检测装置（7）连接在测量气体通路上；将气体浓度检测装置（7）与所述的中央控制单元（8）连接；

步骤2，检测通过岩样的介质浓度：

[31]设置围压：将待测岩样装入所述岩样室（5）的围压套中，连接岩样室（5）和定容积室（6），开启围压气源（9），向围压套施加压力，使岩样室（5）的围压套紧缚岩样，用于避免测量介质在岩样和围压套接触处发生泄漏；

[32]通过所述调压阀（2）调节检测气源（1）输出的测量介质的压力，使其通过岩样室（5）并进入所述定容积室（6），中央处理单元（8）采集所述气体浓度检测装置（7）采集到的定容积室（6）中测量介质的浓度及对应的检测时间数据；

步骤3求取得到测量介质出口流量：

[41]所述中央控制单元（8）将测量介质浓度换算为测量介质出口流量；

Q_o＝△N×V/△T（1）

其中，

Q_o为出口气体流量，ml/s；

△N为定容积室气体浓度的变化量，ppm；

V为定容积室的容积，cm³；

△T为时间的变化量，s。

公式(1)的△N为在时间T₁时刻到T₂时刻这段时间内，定容积室中测量介质浓度的变化量，变化量△N=N₂-N₁，N₁是T₁时刻定容积室中测量介质的浓度，N₂是T₂时刻定容积室中测量介质的浓度；

步骤4输出步骤，所述中央控制单元（8）将数据输出。