[发明专利]特低渗岩石径向渗透率测试试验的试样组件及其试验方法

权利要求书

1.特低渗岩石径向渗透率测试的试验方法，其特征在于，用于特低渗岩石径向渗透率测试的试样组件的构成，包括圆柱形岩石试样(3)、主体结构为圆柱形的上转换接头(1)和下转换接头(2)；所述上转换接头与所述下转换接头的直径与所述岩石试样的直径相等，所述岩石试样中心加工有为渗透介质提供径向渗透通道的圆柱孔，所述上转换接头底面中心处设计有与岩石试样圆柱孔嵌入配合的圆柱形凸台(1-1)；所述下转换接头的顶面中心处设计有与岩石试样圆柱孔嵌入配合的圆柱形凸环(2-1)，底面中心处设计有与下压头相配合安装孔(2-2)，中心加工有从安装孔贯通顶面圆柱形凸环的渗透介质流通孔；上转换接头顶面与上压头的对接面能使渗透出的介质回归到上压头中心孔内；试验方法包括如下步骤：

(1)对特低渗岩石试样进行渗透前预处理，若渗透介质为液体，对试样进行液体饱和预处理；若渗透介质为气体，需对试样进行干燥预处理；

(2)将上转换接头底面上的凸台、下转换接头顶面上的凸环分别嵌入岩石试样的中心圆柱孔中，并在岩石试样与上转换接头和下转换接头对接端面涂抹粘接剂使之相互粘接固定为一体，以防止实验过程中渗透介质从试样端面泄露，然后将岩石试样、上转换接头和下转换接头一起整体用密封试样袋进行密封，防止空气中水分进入试样或试样中水分挥发；

(3)上压头与上转换接头顶面对接，对接面能使渗透出的介质回归到上压头中心孔内，之后先用渗透丝网裹覆全部岩石试样、全部上转换接头和部分上压头，再用热缩膜完全裹覆渗透丝网并超出渗透丝网裹覆的上下衔接处，最后用密封箍圈固定密封住热缩膜上下端部，防止实验过程中围压油渗入试样或渗透介质外泄；

(4)将上压头安装在试验机上，下转换接头与试验机上的下压头衔接，对整体渗透系统抽真空后，增加围压及轴压至预定值，使渗透介质的渗透上下游压力达到P₀，5-10分钟后，增加渗透上游压力至P_i，渗透下游压力仍保持P₀不变，分别测量渗透上、下游压力随时间的变化规律和渗透率；渗透率的计算，先由渗透系统的上、下游压力容器的压力随时间的变化规律公式P₁-P₂＝(P_i-P₀)e^-at计算出系数a，再通过下述公式计算渗透率：

当渗透介质为气体时，渗透率按下述公式计算：

当渗透介质为液体时，渗透率按下述公式计算：

上述公式中，k为试样的径向渗透率(m²)，V₁、V₂分别为渗透过程中上、下游容器体积(m³)，R₁、R₂分别为岩石试样的内半径、外半径(m)，L为岩石试样的高度(m)，t为实验时间(s)，μ为渗透介质的粘滞系数(Pa·s)，β为液体的压缩系数(Pa^-1)。

2.根据权利要求1所述特低渗岩石径向渗透率测试的试验方法，其特征在于所述岩石试样的外径为50～100mm，内径为5～10mm。

3.根据权利要求2所述特低渗岩石径向渗透率测试的试验方法，其特征在于岩石试样的高度为其外径的2～2.5倍。

4.根据权利要求1至3之一所述特低渗岩石径向渗透率测试的试验方法，其特征在于所述上转换接头的主体圆柱的高度为10～20mm，底面上的凸台高度为5～10mm，直径小于岩石试样中心处的圆柱孔。

5.根据权利要求1至3之一所述特低渗岩石径向渗透率测试的试验方法，其特征在于所述下转换接头的主体圆柱的高度为50～70mm，安装孔深度20～40mm，安装孔的直径为20～40mm。

6.根据权利要求5所述特低渗岩石径向渗透率测试的试验方法，其特征在于下转换接头顶面上的凸环(2-1)高度为5～10mm，外径小于岩石试样中心圆柱孔。

7.根据权利要求1至3之一所述特低渗岩石径向渗透率测试的试验方法，其特征在于在上压头和上转换接头的衔接面放置一层滤纸。