[发明专利]一种岩心水锁解除能力评价装置

说明书

技术领域

本发明属于油气田开发领域，具体涉及一种岩心水锁解除能力评价装置。

背景技术

随着能源结构的调整与非常规能源的不断开发，非常规资源开发经验也不断成熟。水力 压裂在非常规油藏开发中发挥了巨大作用。以砂岩为代表的常规储层渗透率高，孔隙度大， 孔喉结构相对简单，并且岩石基质二氧化硅含量高，压裂液进入此类岩石后会堵塞气体流动 通道，形成水锁伤害。故针对常规砂岩油藏，加强返排是研究的重点之一。但是在非常规储 层，特别是页岩气储层中不但基质微纳米孔隙发育而且含有大量粘土矿物，具有强大的毛管 力和化学势，压裂液自发进入储层的现象不容忽视。该自发渗吸作用主要有两方面机理，一 是水锁解除机理，二是微观驱替机理。水锁解除机理是页岩储层特有的重要机理。当对储层 实施网状压裂时，微裂缝内会充入大量压裂液，进而导致页岩气流动通道被堵塞。但是，随 着时间不断延长，微裂缝内的压裂液被岩石基质内的复杂孔隙网络和粘土矿物吸收后，被压 裂液堵塞的孔隙会逐渐实现水锁自我解除。因此，评价岩心水锁自我解除的能力非常重要。 目前，并没有合适的仪器能够对岩心的水锁解除能力进行定量评价。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种岩心水锁解除能力评价装置，该装置能够实现对 岩心水锁能力的定量评价。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：

一种岩心水锁解除能力评价装置，其结构包括氮气瓶、气源阀、恒压室、上游压力传感 器、压差传感器、下游压力传感器、下游阀门、注水阀门、注水泵、岩心夹持器、围压压力 传感器、围压阀、围压泵、微流量计，其特征在于，当气源阀开启时，所述的氮气瓶作为气 源向恒压室充入氮气，所述的恒压室能保持上游压力相对恒定，所述的气源阀控制氮气瓶和 恒压室之间管线的连通状态，所述的上游压力传感器位于恒压室与岩心夹持器之间的管线上， 能测量该段管线内的气体压力，所述的压差传感器两端管线与岩心夹持器两端管线连接，能 精确计量岩心夹持器内岩心两端气体压力差，所述的微流量计位于岩心夹持器出口处，能够 测量通过岩心的气体流量，所述的下游压力传感器位于微流量计下游管线上，能够测量该段 管线内的气体压力，所述的下游阀门位于下游压力传感器下游管线上，注水泵出口管线上有 注水阀门，出口管线连接岩心夹持器左端，所述的注水泵能向岩心夹持器内的岩心左端注入 去离子水，所述的围压泵出口管线连接于岩心夹持器侧壁，能够向岩心夹持器中的岩心施加 围压，围压压力传感器和围压阀位于围压泵出口管线上，其中围压压力传感器能显示围压压 力值，围压阀能控制围压泵出口管线连通状态。

本发明的设计原理：

水锁解除能力具体来说是岩心被压裂液浸泡后，渗透率恢复的能力。在本实验装置中， 气源使用氮气气源。为保证岩心上游端压力相对恒定，使用恒压室以缓冲气体的压缩性。而 下游与大气压联通，因而能保证岩心两端压差保持相对稳定。考虑到测量精度的不同，当岩 心上下游压力差较大时使用上游压力传感器和下游压力传感器读数，当两压力传感器示数基 本稳定时，再采用高精度的压差传感器读数。微流量计能够测量通过岩心的气体体积流量。 根据达西定律，就能计算岩心的渗透率。

在此基础上，使用注水泵向岩心室注入压裂液，模拟压裂过程中岩石基质与压裂液接触 过程。此时由于页岩微裂缝的水锁效应，岩心渗透率会显著降低。此后关闭注水阀门，岩石 基质逐渐吸收裂缝中的压裂液，水锁效应会逐渐解除。每隔一段时间测得岩心渗透率，通过 研究渗透率随时间的变化关系便能评价岩心的水锁解除能力。

本发明的有益效果：

由上述的原理设计可看出，本发明提供的一种岩心水锁解除能力评价装置能够准确评价 岩心的水锁解除能力。并且该装置有技术简单、可行性好、易于维护的特点。

附图说明

图1为本发明实施例1的一种岩心水锁解除能力评价装置的示意图。图中：1氮气瓶， 2气源阀，3恒压室，4上游压力传感器，5压差传感器，6下游压力传感器，7下游阀门， 8注水阀门，9注水泵，10岩心夹持器，11围压压力传感器，12围压阀，13围压泵，14 微流量计。

具体实施方式

实施例1