[发明专利]一种用于超低渗开裂岩石气体渗透率的测试仪器

说明书

本发明公开了一种用于超低渗开裂岩石气体渗透率的测试仪器。它包括控制系统、恒温系统、用于测试岩石试件(试样)的固定单元、缓冲气罐、储气罐、油泵、油路、气体管路、气压表(最好为数字气压表)和气体开关，固定单元包括上盖、单元主体、下座和固定螺栓，下座上设单元主体，单元主体上设上盖，下座与上盖通过固定螺栓相连接，单元主体内设岩石试件，岩石试件设在下座上，缓冲气罐上下两端分别通过上进气管路和下进气管路与固定单元相连接，油泵通过油路与固定单元的单元主体内腔相连通；恒温系统外部设储气罐和控制系统，储气罐通过储气管路和储气开关与缓冲气罐相连通，储气管路上设储气开关，控制系统通过数据线与气压表相连接。

技术领域

本发明涉及一种用于超低渗开裂岩石气体渗透率的测试仪器。

背景技术

岩石气体渗透率是岩石的重要属性，例如对于煤岩/页岩，岩石的气体渗透率直接决定着岩石的开采效率；对于泥岩/盐岩，岩石的气体渗透率则是评价岩石对于气体密封性和气体密封量的重要评价因素，在天然气储存和二氧化碳地质封存方面具有重要的作用。目前岩石气体渗透多采用现场钻芯取样，然后实验室进行测试，测试方法多采用恒流法和瞬流法，但是这两种方法都要求满足两个条件：第一，岩石气体渗透率较高，一般大于10^-21m²；第二，岩石试样不能存在裂缝，否则岩石气体渗透路径主要通过裂缝传输，并非其本质渗透率。然而，对于超低渗开裂岩石，岩石的渗透率极低，一般小于10^-21m²，无论采用恒流法还是瞬流法均较难进行测试，此外试样采集和后加工处理极易造成岩石试样产生微裂缝，甚至开裂，导致测试渗透率远大于岩石的实际渗透率，达不到测试目的。

发明内容

针对上述现有技术，本发明要解决的技术问题在于提供一种用于超低渗开裂岩石气体渗透率的测试仪器。它具有结构简单、安装方便和工作安全可靠等特点。不仅能够测试较易获得气体压力变化曲线，进而获取超低渗开裂岩石气体的渗透率，更重要的是渗透模式并非从岩石试样一侧渗透至另一测，而是从岩石试样两侧乃至岩石试样裂缝处渗透至岩石试样所有张开孔隙，即测试结果与岩石试样开裂与否无关，仅与超低渗开裂岩石试样中的本质孔隙有关，解决了岩石开裂导致的岩石试样渗透率无法测定的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种用于超低渗开裂岩石气体渗透率的测试仪器。它包括控制系统(如电脑)、恒温系统、用于测试岩石试件(试样) 的固定单元、缓冲气罐、储气罐、油泵、油路、气体管路、气压表(最好为数字气压表)和气体开关，气体开关包括上进气开关、下进气开关和储气开关，气体管路包括上进气管路、下进气管路和储气管路，恒温系统内部设固定单元、缓冲气罐、油泵、油路、上进气管路、下进气管路、气压表和上进气开关、下进气开关和储气开关，固定单元包括上盖、单元主体、下座和固定螺栓，下座上设单元主体，单元主体上设上盖，下座与上盖通过固定螺栓相连接，单元主体内设岩石试件，岩石试件设在下座上，缓冲气罐上下两端分别通过上进气管路和下进气管路与固定单元相连接，上进气管路上设上进气开关和气压表，下进气管路上设下进气开关，油泵通过油路与固定单元的单元主体内腔相连通；恒温系统外部设储气罐和控制系统(如电脑)，储气罐通过储气管路和储气开关与缓冲气罐相连通，储气管路上设储气开关，控制系统通过数据线与气压表相连接。

所述岩石试件的上下两侧均安装气体分散片，这样，所述岩石试件上下两侧安装气体分散片对气体进入路径进行分散处理，让气体进入路径更加均匀(如图 2所示)，岩石试件上面设压头，岩石试件通过基座固定设在下座上，并采用橡胶皮套和金属套箍进行密封。

所述缓冲气罐用于为孔隙率测试提供压力，缓冲气罐上端通过上进气管路与固定单元单元主体内腔的测试岩石试件相连接，缓冲气罐下端通过下进气管路与固定单元内腔的测试岩石试件相连接。

所述储气罐，用于为缓冲气罐提供测试气体，储气罐通过储气管路与缓冲气罐相连通，并在储气管路上设储气开关。

所述气压表为数字气压表，用于测试缓冲气罐的气体压力。