[发明专利]种岩样三向渗透率的检测方法及其检测系统

说明书

技术领域

本发明涉及岩石的物理参数测量领域，尤其涉及一种岩样三向渗透率的检测方法及其检测系统。

背景技术

在油气地质勘探和开发领域，渗透率是一项重要的参数。在实验室，通常是在岩样上钻取标准岩心柱，以渗透率测定仪测定岩心柱渗透率，为油气勘探和开发工作提供依据。由于地层的渗透率具有各向异性的特点，而这种特性对于油气田的勘探和开发具有特殊意义；因此在钻取岩心柱时，需在岩心上钻取轴向岩心柱和径向岩心柱，并分别标注方向测试，最后得到垂向渗透率和水平渗透率，以便为地层渗透性研究提供更多信息。

中国专利CN101221111提供了一种各向异性渗透率的测试方法，该方法是将全直径岩心沿轴线钻空，从小孔眼向岩心内注入流体，在岩心体内形成垂直于岩心轴线的辐射状平面流动，流体由岩心周围表面流出。测量岩心外侧表面不同方向的流量，流量最大和最小的方向分别是最大和最小渗透率主方向。

2005年8月出版的《大庆石油地质与开发》中刊登了《岩石方向渗透率的确定方法研究》，推导了一种新的具有代表性和普遍性的方向渗透率计算模型。此模型可用于计算平面内任意方向上的渗透率大小。提出了一种用于确定最大、最小方向渗透率及其方位角的新方法，并给出了相应的实施步骤。

本方法的实施条件为：

1）需要有岩样实测的一个平面三个方向的渗透率及其方位角数据；

2）本方法只适用于正反两个渗透率相等或相近的情形。

上述方法若要实施，就必须要获得规则的圆柱状岩样，甚至需要全岩心样品。但由于泥岩、页岩、泥页岩具有性脆、页理发育等特点，在钻取岩心柱或取心的过程中经常发生破裂现象，导致钻取岩心柱样品的成功率低，而上述方法对岩样外形的要求，在一定程度上限制了其在更大范围上的应用，也不能满足各向异性岩样渗透率测定和研究工作的需要。

发明内容

为了解决现有技术中对岩样的取样成功率低和利用率低的问题，提供了一种岩样三向渗透率的检测方法及其检测系统，简化了岩样的取样流程，使采样的成功率和利用率大大提高。

一种岩样三向渗透率检测方法，其特征在于：

所述检测方法是在待测岩样（3）上建立三维直角坐标系，并将所述待测岩样分别沿所述三维直角坐标系的X轴、Y轴、Z轴放入检测系统，通过所述检测系统分别检测所述待测岩样的三向渗透率；

本发明的检测方法步骤为，

步骤1，获取所述待测岩样3；

步骤2，在所述待测岩样3上建立三维直角坐标系，即选取所述待测岩样3的一个端面，将所述端面上任意一对相互垂直的方向标记为所述三维直角坐标系的X轴方向和Y轴方向，将任意一个与X轴和Y轴均垂直的方向标记为Z轴方向；同时获取所述端面的端面积A；

步骤3，设定试验参数，所述试验参数包括围压值、注气量；

步骤4，将所述待测岩样3沿X轴方向放入所述过渡套4，将围压套1套接在所述过渡套4外侧，将所述围压套1固定在夹持器12中；

步骤5，向所述夹持器12内部通气，提升所述待测岩样3的围压；

步骤6，向所述待测岩样3一端注入气体，气体由所述待测岩样3的另一端渗出，通过压力传感器分别检测注入气体的压力P₁以及渗出气体的压力P₂，通过流量计10检测渗出气体的流量Q_o；

步骤7，取出所述待测岩样3，并将所述待测岩样3沿Y轴方向放入所述过渡套4，并重复所述步骤5和步骤6的操作；

步骤8，取出所述待测岩样3，并将所述待测岩样3沿Z轴方向放入所述过渡套4，并重复所述步骤5和步骤6的操作；

步骤9，将所述步骤6～8中的检测结果传输至计算机11，通过所述计算机11处理检测结果，获取所述待测岩样沿X轴、Y轴、Z轴方向的三向渗透率Ka。

在所述步骤1中，将所述待测岩样3进行切割、打磨成多面体形状；

在所述步骤2中，选取所述待测岩样3中的任意一个端面，并计算其端面积A；

A=L²                （2）；

其中，L为所述待测岩样3中任意一个端面的边长。

在所述步骤5中，打开围压加压管线中的控制阀16，使气体注入所述夹持器12，并对所述待测岩样3进行围压加压，当围压值满足试验所需条件时，关闭所述控制阀16，使所述待测岩样3的围压值保持恒定。

在所述步骤6中，打开注气管线中的调压阀6，气体经干燥处理后由所述夹持器12一端注入所述待测岩样3，并由所述夹持器12另一端渗出；