[发明专利]一种页岩气在微裂缝中渗流规律的测定试验装置和方法

摘要

本发明公开了一种页岩气在微裂缝中渗流规律的测定试验装置和方法，装置包括渗流系统、压裂系统、数据采集处理系统和三轴岩芯夹持器；方法包括以下步骤：测定完好页岩岩芯的渗透率；利用声波检测仪和应变片检测仪对三轴岩芯夹持器中的页岩岩芯在压裂过程中的受损程度进行检测；测定页岩气在不同微裂缝中的渗透率；通过测得页岩气在完整岩芯和不同微裂缝中的渗透曲线进行对比而得出页岩气在不同微裂缝中渗流规律；该装置和方法可以准确的测定页岩气在微裂缝中渗流规律，操作简单，对于页岩气的勘探开发有着重要的意义。

主权项

一种页岩气在微裂缝中渗流规律的测定试验装置，其特征在于包括渗流系统、压裂系统、数据采集处理系统和三轴岩芯夹持器(4)；三轴岩芯夹持器(4)由夹持器模型围成的内腔和夹持器模型外部的外腔两部分组成，内腔中具有页岩岩芯，外腔为围压腔；夹持器模型为橡胶套的形式；夹持器模型具有进气口和出气口；压裂系统包括轴向压力泵(5)、轴向压力机以及围压泵(6)，其中轴向压力泵(5)连通轴向压力机，轴向压力泵将流体泵入到轴向压力机，使轴向压力机的活塞杆作用到页岩岩芯，通过活塞杆的轴向压力使岩芯压裂；围压泵(6)将液体泵入到围压腔，对围压腔施加压力，保持围压压力比夹持器模型的进气口的压力大1MPa，并随着夹持器模型的进气口压力变化调节围压压力；数据采集处理系统包括应变片检测仪(11)、声波检测仪(12)和皂沫流量计(14)，应变片检测(11)的应力片设置在岩芯的外壁上，声波检测仪(12)包括金属堵头和声波探头，其中金属堵头采用凹式结构，设置在岩芯的上下两端，将声波探头装入安装在凹式结构中，既能承受高压又配合紧密不影响声波的检测，同时采用激光打孔，把金属堵头凹式结构的内表面加工出环形槽，保证气体从声波探头周围进入岩芯，通过声波检测仪和应变片检测仪对轴向压力泵压裂过程中的岩芯进行实时监测，确定岩芯的压裂程度；皂沫流量计(14)用于测量经回压阀(13)流入皂沫流量计(14)的所述岩芯渗流通过的气体流量；渗流系统包括气源(8)、活塞容器罐(9)、注入泵(10)、进气口压力调压阀(1)、气体过滤器(2)、气体干燥器(3)、回压泵(7)和回压阀(13)，气源(8)中的气体在注入泵(10)的作用下通过活塞容器罐(9)、气体过滤器(2)以及气体干燥器(3)进入夹持器模型的进气口，并且进入岩芯，活塞容器罐(9)连接注入泵(10)和气源(8)，用于控制气体恒压或者恒速流动，进气口压力调压阀(1)可以调节进气口的气体压力，通过岩芯渗流过出来的气体通过夹持器模型的出气口，经回压阀(13)流入皂沫流量计(14)并且测量出所述岩芯渗流通过的气体流量；回压泵(7)与回压阀(13)连接，回压阀(13)设置在岩芯夹持器模型的出气口和皂液流量计(14)之间，回压泵(7)将液体泵入到回压阀(13)的胶垫腔中，通过胶垫作用到通过回压阀(13)的气体上，通过回压泵(7)与回压阀(13)的作用以保持夹持器模型出气口处的回压与围压的压力数值相一致。