[发明专利]一种压裂用渗透石水泥浆性能测定装置及方法

权利要求书

1.一种压裂用渗透石水泥浆性能测定装置的使用方法，其特征在于：压裂用渗透石水泥浆性能测定装置包括气瓶、针型阀、压力表、三通、水槽、平流泵、压力泵、手轮、量杯、电子秤，所述的气瓶有三个分别为氮气瓶、甲烷气瓶、二氧化碳气瓶，所述的气瓶并联连接，每个所述气瓶都连接有针型阀和压力表，所述的气瓶通过三通与中间容器管路连接，所述的中间容器共设置有四个，中间容器通过三通并联设置，所述的中间容器两端都设置有针型阀，并联的所述中间容器之间还设置有针型阀，所述的平流泵两端分别连接有水槽和中间容器，所述的平流泵与中间容器之间设置有针型阀，并联的所述中间容器两端还通过针型阀分别与钢杯和三通管路连接，所述的钢杯通过管路与岩心夹持器、压力泵连接，所述的岩心夹持器上设置有三个压力表，所述的岩心夹持器通过针型阀与压力泵连接，所述的岩心夹持器还通过管路与气体浮子流量计和量杯连接；

所述压裂用渗透石水泥浆性能测定装置的使用方法包括以下步骤：

（1）实验浆液配制，STS-1浆配制，在容器内加入体积份蒸馏水45份，加入磷铝酸盐水泥100份，搅拌均匀备用；STS-1液配制，在容器内加入体积份蒸馏水50份备用；

（2）STS-1浆基本性能检测，测定STS-1浆在25℃和常压下的密度、粘度、流动度、失水量、自由含水量、初凝时间、终凝时间、抗压强度，并做记录；测定STS-1浆在50℃和常压下的密度、粘度、流动度、失水量、自由含水量、初凝时间、终凝时间、抗压强度，并做记录；

（3）岩心初始水相渗透率测定，

①将φ25×40~60mm致密砂岩岩心，装入岩心夹持器；

②给岩心加环压25MPa，岩心夹持器末端加背压5Mpa，打开温控系统，调整加热温度50℃，加热4小时；

③向岩心夹持器内泵注蒸馏水，待岩心夹持器前后压差稳定后，记录其前后压差Δp1，和此时泵的排量Q1；

（4）岩心CO2气相渗透率测定，利用超临界CO2测定岩心初始气相渗透率，向岩心夹持器内泵注超临界CO2，待夹持器前后压差稳定后，记录其前后压差Δp2，和此时泵的排量Q2；

（5）岩心CH4气相渗透率测定，利用超临界CH4测定岩心初始气相渗透率，向岩心夹持器内泵注超临界CH4，待夹持器前后压差稳定后，记录其前后压差Δp3，和此时泵的排量Q3；

（6）渗透石样品制作，

①向岩心夹持器施加环压至35MPa，以STS-1浆与STS-1液体积份比例3:1的排量，向岩心夹持器内注入STS-1浆、液，向岩心夹持器施加环压，使岩心夹持器内部的压力达到30MPa，关闭阀门，保持温度50℃不变，候凝 72h；

②达到初凝时间后，打开岩心夹持器出口阀门，向岩心夹持器注入高压氮气顶替，至夹持器前后压差小于25MPa时，关出口阀门继续候凝；

③保持温度50℃和压力30MPa不变，将渗透石养护72小时；

（7）渗透石CO2气相渗透率测定，利用超临界CO2测定渗透石气相渗透率，降低岩心夹持器环压至25MPa，打开岩心夹持器出口阀门，向岩心夹持器内泵注超临界CO2，待夹持器前后压差稳定后，记录其前后压差Δp4，和此时泵的排量Q4；

（8）渗透石CH4气相渗透率测定，利用超临界CH4测定渗透石气相渗透率，向岩心夹持器内泵注CH4，待夹持器前后压差稳定后，记录其前后压差Δp5，和此时泵的排量Q5；

（9）测定岩心的二次液相渗透率，向岩心夹持器内泵注蒸馏水，待岩心夹持器前后压差稳定后，记录其前后压差Δp6，和此时泵的排量Q6；

（10）测定岩心的二次CO2气相渗透率，向岩心夹持器内泵注超临界CO2，待岩心夹持器前后压差稳定后，记录其前后压差Δp7，和此时泵的排量Q7；

（11）测定岩心的二次CH4气相渗透率，向岩心夹持器内泵注超临界CH4，待岩心夹持器前后压差稳定后，记录其前后压差Δp8，和此时泵的排量Q8；

（12）切片，将渗透石样品从岩心夹持器内取出，利用切片法测定其孔隙度；

（13）测定渗透石样品的抗压强度；

（14）计算以上实验中涉及到的所有渗透率，并计算岩心伤害率。

2.根据权利要求1所述的一种压裂用渗透石水泥浆性能测定装置的使用方法，其特征在于：所述的量杯放置在电子秤表面，所述的岩心夹持器与量杯之间设置有两个针型阀和一个三通，所述的三通通过针型阀和管路与气体流量计连接。