[其他]岩芯高压渗、孔测定仪及使用方法

说明书

本发明属于地质勘探中对所获取的岩芯在常规和模拟地层受压条件下进行全直径、三轴向渗透率及孔隙度等物理性质进行测量的仪器及其测量的方法。它特别适用于油、气田勘探中对岩层物理性质进行测定、分析。

地层围压（包括垂直、侧向压力）的大小对岩石的孔隙度、渗透率影响很大。因此，准确地测定岩样在模拟地层压力状况下的渗透率、孔隙度等物理性质，对研究和评价含油、气富集程度，储量和产能（量）的大小，具有重要的实际和理论价值。但是目前国内外广泛采用的是在常压或低压下，利用小岩样进行物理性能测定。其围压通常不超过1.4MPa（兆帕），所施围压也往往只有一个侧压力，例如美国岩芯实验公司生产的转塔式渗透率测定仪（型号3020-144）就是仅有一个侧压，而无轴向压力，其最高侧向封压为1.4MPa（兆帕），渗流介质（气体）的最高上流压力为0.3MPa（兆帕），渗透率测定下限值为9.87×10^-6μm²（平方微米），小于此值就没法测定了，使适用范围受到很大限制。此外，该仪器只能用气体作封压介质，而且在测定孔隙度时必须与扩展氦孔隙度仪联机使用，因此，使用起来亦不方便。

本发明的目的旨在于研制一种能在模拟不同地层深度的侧压和垂压的条件下，在X、Y、Z三个轴向上对岩芯进行渗透率物理性质测定。并对同一岩芯测定孔隙度，使数据配套。岩芯实际承受的侧压力最高可达50MPa（兆帕），垂直压力可达113MPa（兆帕），即能模拟最深相当于4000M深度岩层的受力状态。并具有测定数据精确可靠、重复性好、适应范围广，能测定任何岩样，特别是不均质的低渗透率、低孔隙度的岩样，以达到克服常规仪器在对岩样进行测定时对地层的模拟性差、适应性差、测量范围窄、操作不方便等弊端的目的。

本发明的解决方案，是通过具有两个封压的岩芯夹持器，两个作为高压动力源的手动螺杆泵，两个作为中间容器的液压缸及两个盛装氮气、氦气等气体的高压气瓶和各种压力表、连接管道、控制阀、快速接头、多种规格的气体流量计等组成的管路和测量系统来实现上述目的的。附图一是其工作原理图，其中：岩芯夹持器Ⅲ的作用是对岩样按要求施予不同的垂压和侧压力，使其处于不同压力状态下进行各种物理性质的测定;手动螺杆泵Ⅰ、Ⅱ的作用是向夹持器的两个封压腔及1^＃、2^＃液压缸提供工作压力（压力液采用轻质油或水），以满足岩芯测定中所需要的压力条件;压力表是用来控制各种介质工作时的压力值;各控制阀用来控制不同工作介质的通断及流向;快速接头组27、28、24及30、31是用以迅速转换通过岩芯的测量及垂压、侧压介质;1^＃、2^＃液压缸内有一无柄活塞57，将压力腔分为两部分，其作用既可向岩样提供各种待测的渗流介质，也可给岩芯夹持器的侧封压腔37和垂直封压腔47提供其它液体传压介质作为工作动力;高压气瓶Ⅴ、Ⅵ则是向待测岩样提供气体测量介质。