[发明专利]一种不同气体氛围下的岩石润湿性测量装置及方法

说明书

本发明公开了一种不同气体氛围下的岩石润湿性测量装置及方法，本发明的岩石润湿性测量装置，其通过设置气源及压力控制部分、可视釜样品仓、储水罐、气压滴落组件、图象采集及处理组件，气源及压力控制部分通过调压阀与所述储水罐连通，储水罐通过所述气压滴落组件与可视釜样品仓连通，所述图象采集及处理组件设置在所述可视釜样品仓的一侧，用于对可视釜样品仓内的情况进行图像拍摄并对拍摄的图像进行数据处理，所述可视釜样品仓内设置有样品，使用本发明所述的测定高润湿性的装置和方法，可以实现自动测定不同压力下具有吸附膨胀特性岩石的润湿性。

技术领域

本发明涉及煤或页岩等吸附性岩石，在不同气体氛围(如二氧化碳、氮气和甲烷)下，吸附气体后，岩石吸附膨胀，孔隙结构改变后，岩石润湿性测试技术领域，更准确地说，本发明涉及一种满足在不同吸附压力下，在样品表面形成座滴实现测定高压润湿性的装置和方法。

背景技术

润湿现象在材料科学中普遍存在。比如在煤层气和页岩气的开发过程中，润湿性对页岩层或煤层的储层改造效果有关键的影响；润湿性参数页岩气/煤层气钻井钻井液或压裂液的配置的基础参数，同时润湿性也影响岩石中气体和水的赋存和流动，影响煤层气/页岩气的开发。

测量润湿性的方法很多，按测量目的的不同可分为两大类，即定性方法和定量方法。其中定量方法主要有接触角法、渗吸与排驱法(Amott方法)和USBM(美国矿物局)方法。其中接触角法是目前使用最普遍的实验方法，通过测量润湿角来表征一个特定表面的润湿性。接触角的测定方法有多种，包括座滴法、悬滴法、斜板法等。石油工业中一般用悬滴法测量接触角，定量计算在油水系统中光滑矿物表面上油和水的润湿性。。

传统的岩石的润湿性的测量方法是在常压下进行的；不能在高压下，煤岩和页岩吸附气体后进行。由于页岩气和煤层气赋存在地下高压环境，且煤岩/页岩吸附气体后，会体积膨胀，孔隙机构相应发生变化，造成常规方法测量不准。

因此，本发明提供了一种不同气体氛围下的岩石润湿性测量装置及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种不同气体氛围下的岩石润湿性测量装置及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种不同气体氛围下的岩石润湿性测量装置，包括气源及压力控制部分、可视釜样品仓、储水罐、气压滴落组件、图象采集及处理组件，其特征在于，所述气源及压力控制部分通过调压阀与所述储水罐连通，所述储水罐通过所述气压滴落组件与所述可视釜样品仓连通，所述图象采集及处理组件设置在所述可视釜样品仓的一侧，用于对可视釜样品仓内的情况进行图像拍摄并对拍摄的图像进行数据处理，所述可视釜样品仓内设置有样品。

进一步，作为优选，所述气压滴落组件包括滴落管、微调阀、压力传感器和温度传感器，其中，所述储水罐的底部设置有竖向向下延伸的滴落管，所述滴落管的下端伸入所述可视釜样品仓内且伸入至可视釜样品仓内底部的样品台上方，所述滴落管上设置有微调阀，所述可视釜样品仓的顶部还设置有伸入其内部的压力传感器和温度传感器。

进一步，作为优选，所述样品与所述可视釜样品仓的内顶面之间设置有悬针。

进一步，作为优选，所述的储水罐由顶盖和腔体组成，腔体底面由滴落管和微调阀与可视釜样品仓相连通，腔体侧面由连通阀、卸荷阀与可视釜样品仓内部相连通；储水罐顶盖上设置有伸入其内部的压力检测传感器，且所述储水罐的顶部通过调压阀与气源及压力控制部分连通，所述可视釜样品仓的侧壁上还设置有伸入其内部的安全阀。

进一步，作为优选，所述的气源及压力控制部分包括气瓶、手动增压泵、增压罐和气体流量计，其中，所述手动增压泵的输出端连接所述增压罐，所述增压罐、气瓶通过三通以及控制开关阀连接至调压阀，所述增压罐、气瓶还通过三通以及控制开关阀连接至气体流量计，所述气体流量计通过单向阀与所述储水罐侧面的连接管连通，以便实现与所述储水罐和可视釜样品仓连通。