[发明专利]一种页岩渗吸量测量装置及测量方法

说明书

本发明公开了一种页岩渗吸量测量装置，包括反应釜、烧杯、天平、真空泵、透明中空管、压力单元和温控单元。该反应釜为封闭式容器，其通过带第一阀门的连接管与烧杯内部连通，天平用于放置烧杯；该封闭式容器通过带第二阀门的连接管与真空泵连接；该透明中空管设置在封闭式容器的顶端，其下端与封闭式容器内部相通，其上端设有第三阀门。该压力单元包括压力瓶，压力瓶通过连接管与第三阀门连接。该温控单元包括设置在反应釜外周的恒温箱。本发明还公开一种页岩渗吸量测量方法。本发明通过设置封闭式反应釜和压力单元、温控单元，实现在封闭体系下变压变温调节，达到模拟地层压力和温度的条件，使之测量得到的页岩渗吸量更加准确、可靠。

技术领域

本发明涉及石油工程技术领域，特别是涉及一种页岩渗吸量测量装置及测量方法。

背景技术

现有对压裂液损失率的研究主要归结于页岩毛细管力和粘土吸水带来的页岩渗吸作用。而目前实验室对页岩渗吸作用的研究，主要是在开放体系状态下，利用天平法进行测量，即将岩块与天平用细线悬挂，并将该岩块浸没在液体中，通过岩块质量在浸没过程随时间的变化来表征页岩的渗吸能力。而由于实际工况中存在着地层压力和温度的影响，所以现有方法中在开放体系状态下进行，无法实现压力温度条件的模拟，存在测量误差。

由此可见，上述现有的开放体系下测量页岩渗吸量的装置及方法存在有缺陷，需要创设一种新的测量页岩渗吸量的装置及方法，使其能够在封闭体系下实现变压变温状态，使之得到的页岩渗吸量更加准确可靠。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种测量页岩渗吸量的装置，使其在封闭状态下测量页岩渗吸量，从而克服现有的页岩渗吸量测定的不足。

为解决上述技术问题，本发明提供一种页岩渗吸量测量装置，包括反应釜、烧杯、天平、真空泵和透明中空管，

所述反应釜为封闭式容器，所述封闭式容器通过带第一阀门的连接管与所述烧杯内部连通，所述天平用于放置所述烧杯；所述封闭式容器通过带第二阀门的连接管与所述真空泵连接；所述透明中空管设置在所述封闭式容器的顶端，其下端与所述封闭式容器内部相通，其上端设有第三阀门。

作为本发明的一种改进，所述透明中空管上设有刻度。

进一步改进，还包括压力单元，所述压力单元包括压力瓶，所述压力瓶通过连接管与所述第三阀门连接，且所述压力瓶与第三阀门之间的连接管上设有压力控制器。

进一步改进，还包括温控单元，所述温控单元包括恒温箱，所述恒温箱设置在所述反应釜外周。

进一步改进，所述温控单元还包括设置在所述反应釜内部的温度传感器。

本发明还提供一种页岩渗吸量测量方法，所述方法包括：

(1)初始渗吸量测量先对一封闭式容器抽真空使其形成负压状态，依靠负压向所述封闭式容器中注入反应液，记录所述反应液到达所述封闭式容器顶端的透明中空管的高度H1，并记录所述反应液的注入量V1；

将待检测页岩预处理后，放置在所述封闭式容器中，再对所述封闭式容器抽真空使其形成同等负压状态，再依靠负压向所述封闭式容器中注入反应液，在所述反应液到达所述透明中空管高度H1时，停止注入反应液，记录该时刻t1，并记录该时刻t1的反应液注入量V2，根据下式计算时刻t1的初始渗吸量S1：

S1＝V2-(V1-V0)

其中，V0为所述待检测页岩的实际体积量。

(2)变化渗吸量测量从所述步骤(1)中时刻t1开始，连续记录所述透明中空管中液位高度Hi随时间ti的变化值H(t)，再根据下式换算所述待检测页岩某时刻ti的变化渗吸量Si：

Si＝H1-Hi