[发明专利]页岩岩心高温高压饱和、压裂、渗吸一体化装置及其实验方法

说明书

本发明涉及一种页岩岩心高温高压饱和、压裂、渗吸一体化装置及其实验方法，属于页岩油开采领域，包括加压舱，加压舱外部套设有加热套，加压舱的内部设有饱和渗吸舱，岩心上部的压裂管与一二通开关相连，二通开关与一三通开关相连，三通开关上部连接一可视化玻璃管，三通开关右端连接有加压泵；压裂管管体上缠绕有悬挂线，悬挂线上部穿过万分之一天平，用于测量饱和前后的页岩岩心重量；饱和渗吸舱底部通过连接一六通阀，六通阀上连接多个中间容器、真空泵和平流泵。本发明能够对页岩岩心进行抽真空高压饱和，并在不转移岩心的情况下进行压裂和渗吸，且一系列实验均在高温高压下进行，可以真实反映地层条件下页岩油储层的渗吸规律。

技术领域

本发明涉及一种页岩岩心高温高压饱和、压裂、渗吸一体化装置及其实验方法，属于页岩油开采技术领域。

背景技术

随着我国常规油气的大量开采，非常规能源的开发利用已刻不容缓。页岩油作为非常规能源的主要构成部分，其开采早已提上勘探开发日程。页岩油储层由于其源储一体的成藏特点，储层极其致密且脆性矿物含量较高，压裂技术成为页岩油开采的必要手段。

脆性矿物含量高为页岩油储层提供了良好的可压性，目前页岩油常用的压裂方法为直井缝网压裂、水平井体积压裂等压裂技术手段，压裂后页岩油储层可以获得工业油流，但采收率往往低于10％。充分利用页岩油储层大量发育的纳米级孔喉及微裂缝，结合压裂后形成的复杂缝网，可以提高采收率，其中渗吸作用在页岩油储层开发中起着极其重要的作用。

为提高采收率，对页岩渗吸现象进行了大量室内实验研究，通常采用传统的Amott吸水仪进行常压常温静态自发渗吸，但此方法无法模拟地层高温高压条件。近年来，也出现了部分高温高压渗吸仪，但都是不锈钢等非透明材质制成，无法进行观测，或是在外部对岩心进行饱和油后转移至渗吸仪中进行实验，可能造成饱和油的损失或岩心表面的污染，亦或是整块岩心进行渗吸实验，无法还原实际开发过程中的压裂后渗吸的情况。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明的目的是设计一种页岩岩心高温高压饱和、压裂、渗吸一体化装置及其实验方法，该装置能够对页岩岩心进行抽真空高压饱和，并在不转移岩心的情况下进行压裂和渗吸，且一系列实验均在高温高压下进行，可以真实反映地层条件下页岩油储层的渗吸规律。

一种页岩岩心高温高压饱和、压裂、渗吸一体化装置，包括加压舱，所述加压舱为一钢制容器，其上下均带有法兰盖形成密封容器，上部法兰盖两边各有一孔，分别用于放置温度计和排气阀，温度计用于检测系统温度，排气阀用于排出加压过程中加压舱内的多余气体；

所述加压舱外部套设有加热套，通过加热套为整个系统加热，以模拟高温环境，所述加压舱的上部法兰盖连接有饱和渗吸舱，饱和渗吸舱内用于放置设计规格的页岩岩心，岩心尺寸略小于饱和渗吸舱，岩心上部加工有与压裂管配合的沉孔，压裂管插入沉孔内，压裂管通过密封螺纹与加压舱上部法兰盖相连；

所述压裂管伸出加压舱后与一二通开关相连，二通开关通过管线与一三通开关相连，三通开关上部与一带刻度耐高压的可视化玻璃管相连(可视化玻璃管的精度为0.01mL)，三通开关右端通过管线连接有加压泵，该管线上设置有压力表A、用于盛放压裂液的中间容器A和一控制开关；

所述压裂管管体上缠绕有悬挂线，悬挂线上部穿过万分之一天平，用于测量饱和前后的页岩岩心重量；

所述饱和渗吸舱底部通过管线连接有一六通阀，该管线上设置有电动阀，用于控制六通阀与饱和渗吸舱、加压舱的通断，即控制液体进入加压舱还是饱和渗吸舱，电动阀所连管线通过密封连接穿过加压舱下部法兰盖与六通阀相连，所述六通阀上连接有装有不同液体的中间容器、用于对岩心抽真空的真空泵和用于推动中间容器活塞的平流泵。

优选的，所述饱和渗吸舱与加压舱的上部法兰盖通过钢制螺纹连接，钢制螺纹上部通过螺纹与加压舱的法兰盖连接，钢制螺纹下部通过过盈配合与加压渗吸舱连接。

优选的，所述饱和渗吸舱由耐高温耐高压的含氟橡胶制成。