[发明专利]微管近平衡态扩散能力测试系统和工作方法

说明书

本发明提供了一种微管近平衡态扩散能力测试系统和工作方法，该系统包括：微管夹持器，抽真空系统，气体注入系统，压力检测系统，数据采集处理系统；微管夹持器分别连接抽真空系统、气体注入系统和压力检测系统；压力检测系统连接数据采集处理系统；微管夹持器，用于夹持微管；抽真空系统，用于将微管夹持器夹持的微管抽至真空；气体注入系统，用于将测试气体注入微管夹持器夹持的微管；压力检测系统，用于检测微管夹持器夹持的微管在近平衡态扩散过程中的压力数据；数据采集处理系统，用于根据压力检测系统检测到的压力数据，确定微管近平衡态扩散能力；本发明实现了在低压力水平下快速准确的微管近平衡态扩散能力测试。

技术领域

本发明涉及页岩气开发领域，具体涉及一种微管近平衡态扩散能力测试系统和工作方法。

背景技术

页岩储层具有大量的微、纳米孔隙、渗透率极低，在气井开发后期，达西渗流非常微弱，气体扩散起主导作用，扩散能力表征了气体在孔隙中的运移能力，是进行储层评价和产能预测的关键因素。

为了研究扩散规律，大多数学者采用岩心扩散实验，但岩心孔喉分布复杂，迂曲度高，受吸附/解吸附影响较大，实验时间较长，没有相似性和可推导性，限制了页岩岩心扩散能力规律性的探索。随着微电子机械系统(MEMS)的发展，微管具有高强度，内壁光滑，内径达到微米级的特点(最小内径2μm)，微管束模型可将岩心孔隙空间简化为不等径微管并联，简化了实验流程，也能为页岩扩散能力进行定量表征。

目前，对于微、纳米尺度的页岩，实验仅能模拟压力1atm以上近平衡态扩散规律，经过Knudsen计算，此条件下的气体流动为粘性流或滑脱流，不能表征低压力水平、小压力梯度的扩散主导的气体流动，对研究页岩扩散能力具有局限性。

发明内容

本发明实施例提供一种微管近平衡态扩散能力测试系统，采用真空控压的方式，利用真空方式模拟高努森数的流动，实现了在低压力水平下快速准确的微管近平衡态扩散能力测试，该系统包括：

微管夹持器，抽真空系统，气体注入系统，压力检测系统，数据采集处理系统；微管夹持器分别连接抽真空系统、气体注入系统和压力检测系统；压力检测系统连接数据采集处理系统；

微管夹持器，用于夹持微管；

抽真空系统，用于将微管夹持器夹持的微管抽至真空；

气体注入系统，用于将测试气体注入微管夹持器夹持的微管；

压力检测系统，用于检测微管夹持器夹持的微管在近平衡态扩散过程中的压力数据；

数据采集处理系统，用于根据压力检测系统检测到的压力数据，确定微管近平衡态扩散能力。

本发明实施例还提供一种上述微管近平衡态扩散能力测试系统的工作方法，包括：

将微管夹持器夹持的微管抽至真空；

将测试气体注入微管夹持器夹持的微管；

检测微管夹持器夹持的微管在近平衡态扩散过程中的压力数据；

根据压力检测系统检测到的压力数据，确定微管近平衡态扩散能力。

本发明实施例提供的一种微管近平衡态扩散能力测试系统和工作方法，采用真空控压的方式，利用真空方式模拟高努森数的流动，避免了岩心实验的不可重复性、不可推导性以及无规律性的欠缺，将复杂迂曲的孔喉近似为不等径的微管，研究微管在不同状态下的近平衡态扩散，可以在低压力水平下便捷、快速和准确的测得微管近平衡态扩散能力。

附图说明