[实用新型]一种变尺寸岩样自吸液体测试装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及石油天然气勘探开发领域，具体涉及到一种变尺寸岩样自吸液体测试装置。

背景技术

页岩储层富有机质，性脆、质硬，层理、微裂缝十分发育，呈三维网络状分布，在储层钻进过程中，工作流体在井底压差、毛细管力、化学势差等驱动力作用下，滤液沿着微裂缝或层理面迅速侵入页岩内部，发生物理化学作用，引起近井壁地层孔隙压力增加，滤液的“楔入”作用促使微裂缝的开裂、扩展、分叉、再扩展，直至相互贯通，最终发生宏观破坏，导致井壁失稳；同时，在低渗油气储层中，入井流体受毛管力作用极易侵入岩石内部，引起液相水锁，造成储层渗透率降低，严重影响低渗透油气藏的商业开发价值。

目前，用于测试岩石自吸液体的实验装置多见于专利、文献，均采用精密电子天平称重法进行实验。精密电子天平称重法进行岩石自吸实验过程中，岩石夹持悬挂系统受四种作用力，分别为：岩石夹持悬挂系统向下的重力、自吸试液产生的向下重力、浸入试液部分体积产生的向上浮力以及精密电子天平受到的向上拉力(即天平显示值)，四种相互作用力的表达公式如下：

公式1中，m示值为精密电子天平称量显示质量，m液为岩石自吸试液质量，m 夹持系统为岩石夹持悬挂系统总质量，ρ液为实验试液密度，S1为岩石夹持悬挂系统底部截面积，S2为实验试液容器底部截面积，H0为岩石夹持悬挂系统初始浸入试液高度。若在实验前，将悬挂有夹持系统的精密电子天平进行去皮操作，即m夹持系统＝0，则可将公式1变形为：

由公式2可知，岩石自吸试液质量m液与岩石夹持悬挂系统初始浸入试液高度H0、岩石夹持悬挂系统底部截面积S1、试液容器底部截面积S2密切相关。因此，在岩石自吸实验对比测试或平行测试中，如何对影响实验结果的H0、S1与S2三参数进行同一化处理成为准确测定岩心自吸液量的关键。

然而，当前专利、文献中涉及到的精密电子天平称重法岩心自吸实验均忽略了岩石夹持悬挂系统初始浸入试液高度、岩石夹持悬挂系统底部截面积以及试液容器底部截面积对实验结果的影响，造成测试结果误差较大，导致岩石自吸试液对比测试或平行测试无法进行，如中国专利201010559165.4涉及的一种岩样毛管自吸评价仪、中国专利201120320932.6涉及的一种模拟地层条件的岩样自吸实验装置等。同时，实验过程中疏松岩样遇水劈裂脱落后造成实验失败的问题、岩心夹持器与岩心间微缝隙存在的试液自吸现象在当前的实验装置设计过程中均被忽略。此外，利用声发射技术实时监测岩心自吸液状态及裂缝产生状况的仪器装置仍无报道，这不利于对储层水锁损害及地层井壁失稳机理的进一步认识。因此，如何提高称重法岩心自吸实验测试准确性、加强实验过程中对岩心自吸液状态及裂缝产生的认识十分必要。

发明内容

本实用新型的发明目的在于提供一种变尺寸岩样自吸液体测试装置,其能够提高称重法岩心自吸实验测试的准确性，且对岩样自吸液状态及裂缝产生可实时监测，对不同尺寸的规则岩样均可有效测试的实验装置。

为实现发明目的本实用新型采取的具体技术方案为：

一种变尺寸岩样自吸液体测试装置，包括测量部分、自吸部分和测控部分。

其中，测量部分包括带有挂钩，且与计算机数据记录分析装置连接的精密电子天平。

自吸部分包括精密升降台、放置在精密升降台上的试液容器、放置于试液容器内部的岩样、以及罩在精密升降台和试液容器外部的稳定罩。

测控部分包括声发射数据采集处理系统和计算机数据记录分析装置。

所述岩样的上部外接声发射传感器探头。所述试液容器的内部放置有变尺寸岩样夹持器。所述岩样夹持器由夹持筒与若干均匀分布在夹持筒上部的支架环构成。

所述夹持筒与岩样通过胶粘剂无缝固结。所述若干支架环通过细绳与精密电子天平的挂钩连接。所述声发射传感器探头与声发射数据采集处理系统的信号接收端连接，声发射数据采集处理系统信号输出端与计算机数据记录分析装置连接。

进一步，所述夹持筒上下端面均为开口，外径6.0cm，高度4.0cm，侧面刻有最小刻度值为1.0mm的标尺，标尺长度与夹持筒长度相同。

进一步，所述岩样直径小于等于5.0cm且长度小于等于4.0cm。

进一步，所述岩样下端面与夹持筒下端面齐平。

进一步，所述精密电子天平称量范围为0～420g，精密度为1mg。

进一步，所述稳定罩顶部中心设置挂钩穿过的缺口，稳定罩还设置有开闭的活动挡板。

本实用新型的有益效果是：