[实用新型]一种压力室结构和渗透率测试系统

说明书

本实用新型提供了一种压力室结构和渗透率测试系统，涉及实验测量仪器技术领域。该压力室结构包括轴压室、围压室和活塞杆；所述轴压室包括油缸缸体和油缸端盖；所述围压室包括围压室上盖、筒体和底座；所述活塞杆包括杆体、第一活塞和第二活塞；杆体和筒体之间设置了压力连通孔和平衡腔，形成了围压自补偿结构，保证了作用于第二活塞上环面与杆体下端面的围压能相互抵消，从而不干扰轴压的加载，使得能够实现高效的轴压加载。本实用新型解决了现有渗透率测试技术中存在的轴压加载时无法抵消围压带来的压力干扰、很难实现高压条件的双向加载、没有考虑温度效应、结构复杂方面的技术问题。

技术领域

本实用新型涉及实验测量仪器技术领域，尤其是涉及一种压力室结构和渗透率测试系统。

背景技术

作为岩石的基本物理参数，渗透率在评价油气田产量、地下储气库和核废料处置库的密闭性以及增强型地热系统中干热岩的压裂效果时十分重要。尤其是近些年页岩油气、致密砂岩油气等非常规油气的大力开采和储层尺度干热岩压裂试验的进行，迫切地需要对页岩、致密砂岩、花岗岩等超低渗岩石的渗透率进行精确测量。

超低渗岩石的渗透率测试不同于常规的高渗岩石。由于超低渗岩石更加致密，渗流速度远低于高渗岩石，因此超低渗测试具有周期长、技术难度大、设备性能要求高等特点。目前，用于渗透率测量的方法主要有两种：直接利用达西定律的稳态法和间接利用达西定律的非稳态法。稳态法适合测量高渗透率的多孔介质,而非稳态法更加适合测量超低渗岩石。非稳态法又分为脉冲衰减法和周期振荡法：脉冲衰减法是在试样的上游端施加一个瞬时脉冲压力，然后根据上、下游端气体压力的变化规律，确定出试样的渗透率；周期振荡法是在试样的上游施加一个周期波形压力，根据下游的振荡响应计算渗透率。在实际应用中，周期振荡法的实现需要更复杂的实验设备，成本较大，且对温度变化过于敏感，影响下游压力响应。因此，脉冲衰减法被更多地应用于超低渗测试中。

温度和压力对岩石渗透率影响很大。不同于美国页岩气1500m以浅的储层，我国非常规油气多为3500m以深的储层，在地层深处的岩石承受着更高的压力和温度。在现有技术中，由于超低渗压力室结构设计的不合理，超低渗测试设备多适用于50MPa、40℃以内的浅层温压条件，远远不能满足3500m以深的温压条件模拟。另外，深部储层处于双向不等压状态，目前的技术多数仅考虑了静水围压下的渗透率测试，不能代表真实的储层压力状态。

目前测量超低渗岩石渗透率的仪器中存在着一定缺陷。例如，中国专利申请号201610946045.7公布了一种三轴应力作用下超低渗岩石渗透率测量装置。该装置的压力室结构设计不合理，没有压力自补偿结构，使得装置在加轴压时无法抵消围压带来的压力干扰，很难实现高压条件加载，同时该装置也没有考虑温度效应。因此，该装置不适合模拟真实地层条件下岩石渗透率的测量。再例如，中国专利申请号201410109565.3公布了一种用于岩石压裂渗流微震试验的高密闭性压力容器。该装置为了模拟双向不等压状态，将渗透测试装置依附于岩石单轴压力机中，通过单轴压力试验机施加轴压，这大大增加了测试系统的复杂程度，测试效果有待改善。

基于此，本实用新型提供了一种压力室结构和渗透率测试系统，以解决上述技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种压力室结构，以解决现有渗透率测试技术中存在的轴压加载时无法抵消围压带来的压力干扰、很难实现高压条件的双向加载、没有考虑温度效应以及结构复杂方面的技术问题。

本实用新型的目的还在于提供一种渗透率测试系统,所述渗透率测试系统包括上述压力室结构，用于解决现有技术中存在的轴压加载时无法抵消围压带来的压力干扰、很难实现高压条件的双向加载、没有考虑温度效应以及结构复杂方面的技术问题。

基于上述第一目的，本实用新型提供了一种压力室结构，包括轴压室、围压室和活塞杆；

所述轴压室包括油缸缸体和油缸端盖；所述围压室包括围压室上盖、筒体和底座；所述活塞杆包括杆体、第一活塞和第二活塞；