[发明专利]便携式岩心气测渗透率测量装置

说明书

技术领域

本发明属于石油工程技术领域，涉及岩心渗透率的测量技术，尤其涉及一种便携式岩心气测渗透率测量装置。

背景技术

在石油行业中，渗透率是表征油气通过储层岩石能力的重要参数，通常采用气体或者液体作为介质对岩心渗透率进行测量。在室内实验中，气测渗透率的实验介质可为氦气或者氮气，在实验精度要求不高的情况下也可采用空气测量岩石渗透率；液测渗透率的实验介质一般为水或者原油。

通常情况下，实验室岩心测试结果比较准确，但是实验设备庞大，对环境要求高，不便于野外携带，在野外采用便携式岩样钻取设备取出露头岩样，或者在现场采用取芯钻头取出储层岩样后，需要将样品送交实验室进行分析，该过程耗费时间周期长，无法实时的认识地层参数，等到实验室测量时岩石的性质已经发生改变，因此无法反映真实的岩心气测渗透率。

目前，岩心渗透率的测量方法主要有两种，稳态法和非稳态法。稳态法是指在测试过程中流体形成稳定渗流，流动处于稳定状态，测出岩心两端的压力以及通过岩心的流量，利用达西公式计算岩心渗透率。该方法相对可靠，应用较多，但是操作比较复杂，测量时间长且数据的稳定性受到较多因素的影响。在稳态法中，对于流体流量的测量，特别是低渗岩石微小流量的测量是很困难的，并且也不够精确。

稳态法气测渗透率是目前常见的岩心渗透率测量方法，主要有以下不足：设备庞大，不仅需要装备氮气或者氦气气源，还需要庞大的恒压室和恒压控制装置，不方便野外测量；不能严格控制上下游恒压室压差，需要在上下游之间安装压力反馈控制装置来保证岩心入口和出口压力差恒定，达到平衡所需时间太长；气体流量计一般用皂泡流量计或小球上升高度测量，由于气体具有压缩性和粘性，上述设备所测得的数据的准确性较低。

非稳态法是指在测试过程中不要求流体形成稳定渗流，流动处于非稳定状态，只要测出压力随时间的变化曲线，就可以利用微积分的方法计算出岩心渗透率。非稳态法具有操作方便、测量速度快、数据的统一性较好等优点。更为重要的是它避开了气体流量的测量。

非稳态法通过测量压力随时间的变化来计算岩心渗透率，避免了气体流量测量不准确的缺点，但是由于需要气源，其设备比较庞大，不适宜野外作业，并且需要连续测量足够长的时间，才能计算岩心渗透率，如果气体流量不稳定，则该装置的测量效果也不好。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种便携式岩心气测渗透率测量装置，包括岩心、压力传感器、筒体，还包括液压泵、橡胶套、活塞、活塞驱动装置、计算芯片与液晶显示器、放空阀，所述岩心放置于筒体内，所述橡胶套设置于岩心与筒体之间，所述液压泵设置于筒体的外侧，并与所述橡胶套相连，所述活塞和所述活塞驱动装置设置于筒体内，所述岩心的一个端面与所述活塞之间形成内腔，所述压力传感器、所述计算芯片与液晶显示器和所述放空阀设置于筒体的外侧，并与所述内腔相连。

目前的非稳态气测渗透率方法需要保证定容室(内腔)的容积不变，并且通过空气压缩机或者抽真空设备制造压差，故设备庞大，不适宜在野外测量。本发明的主要原理为在目前非稳态气测渗透率方法的基础上，匀速改变内腔的大小，制造压差，无需携带庞大的气瓶和增压装置，使渗透率测试仪体积减小，从而达到小型化、便携式的目的。通过记录活塞匀速运动过程中，内腔的压力随时间的变化，进而测量出岩心气测渗透率。

本发明的便携式岩心气测渗透率测量装置，是将在野外采用便携式岩样钻取设备取出露头岩心，或者在现场采用取芯钻头取出储层岩心放入筒体内，采用集成在筒体上的小型液压泵对岩心施加一定的围压，移动筒体内的活塞，活塞做匀速运动，使岩心两端产生压差，通过压力感应器测量岩心两端的压力随时间的变化，进而测量岩心气测渗透率。该测量装置体积小巧，结构简单，方便携带，适用于野外或者钻井现场进行渗透率测量。该测量装置突出便携的优点，能在野外获取岩心后马上检测，对野外采集岩样快速评价具有重要意义。

优选的是，所述液压泵为手摇液压泵，也可为小型液压泵或者小型手摇液压泵。所述液压泵可由围压泵替代。液压泵以液压的形式通过橡胶套对岩心施加围压。液压泵给岩心施加的围压为0.5-3.0MPa，本发明经过大量实验证明，施加此范围值的围压，能够确保气体不渗漏。采用手摇液压泵、小型液压泵或者小型手摇液压泵可进一步减小测量装置的体积和重量，使测量装置更加便携。

在上述任一方案中优选的是，所述压力传感器嵌入筒体壁中，可进一步减小测量装置的重量，使其更加便携。

在上述任一方案中优选的是，所述压力传感器凸出筒体的内壁。