[发明专利]一种低渗岩石气液两驱压力脉冲衰减渗透试验方法

摘要

一种低渗岩石气液两驱压力脉冲衰减渗透试验装置及方法，装置包括气液两驱式流体加载组件、围压泵、压力室、压差传感器、压力传感器、若干截止阀、调压阀、真空泵、辅助加热器及恒温水浴，气液两驱式流体加载组件既能满足液体输出又能满足气体输出，在低渗岩石渗透试验中，能够主动在低渗岩石的上下游建立较大的压力差，同时基于压力脉冲衰减法的设计思路，能够快速测量低渗岩石的渗透率和渗透系数；本发明所建立的试验装置管路体积更小，经实际测算小于300ml，能够有效减小环境温度波动将对管路体积产生的影响，同时再结合恒温水浴和辅助加热器，又可实现对环境温度的精确控制，进一步减小环境温度波动将对管路体积产生的影响，最终提高测量精度。

主权项

1.一种低渗岩石气液两驱压力脉冲衰减渗透试验方法，采用了低渗岩石气液两驱压力脉冲衰减渗透试验装置，试验装置包括气液两驱式流体加载组件、围压泵、压力室、压差传感器、压力传感器、第一截止阀、第二截止阀、第三截止阀、第四截止阀、第五截止阀、第一调压阀、第二调压阀及恒温水浴，在所述压力室上分别设有围压入口、围压出口、脉冲压力入口及脉冲压力出口，在压力室内加装有测温热电偶；所述气液两驱式流体加载组件的流体出口一路依次通过第一截止阀及第二截止阀与压力室的脉冲压力入口相连通，另一路依次通过第一截止阀、第三截止阀、压力传感器及第四截止阀与压力室的脉冲压力出口相连通；所述围压泵的出口通过第五截止阀与压力室的围压入口相连通，压力室的围压出口与第一调压阀相连通；所述压差传感器一端连接在压力传感器与第四截止阀之间的管路上，压差传感器另一端连接在第二截止阀与第三截止阀之间的管路上；所述第二调压阀连接在压力传感器与第三截止阀之间的管路上；所述压力室、压差传感器、压力传感器、第一截止阀、第二截止阀、第三截止阀、第四截止阀、第五截止阀、第一调压阀、第二调压阀及其之间连接管路均位于恒温水浴内；所述气液两驱式流体加载组件包括气瓶、水箱、增压泵、水泵、减压阀、第六截止阀、第七截止阀、驱替泵、第八截止阀、泄压阀及辅助加热器；所述气瓶依次通过增压泵、减压阀及第六截止阀与驱替泵的入口相连通，所述水箱依次通过水泵及第七截止阀与驱替泵的入口相连通，驱替泵的出口依次通过第八截止阀及辅助加热器与第一截止阀相连通；所述泄压阀连接在第八截止阀与辅助加热器之间的管路上，在第八截止阀与辅助加热器之间的管路上安装有压力表；所述气液两驱式流体加载组件还包括真空泵和第九截止阀，第九截止阀连接在第八截止阀与辅助加热器之间的管路上，真空泵的吸气口与第九截止阀相连通；在所述第二截止阀与第三截止阀之间的管路上连接有第一定容高压容器，在所述压力传感器与第三截止阀之间的管路上连接有第二定容高压容器；所述第一定容高压容器上串联有第三定容高压容器，在第一定容高压容器与第三定容高压容器之间设置有第十截止阀；所述第二定容高压容器上串联有第四定容高压容器，在第二定容高压容器与第四定容高压容器之间设置有第十一截止阀；其特征在于：试验方法包括如下步骤：步骤一：封装岩样首先清洁岩样表面，再将岩样置于两个压板之间，同时在岩样与压板之间安装孔板，然后将热缩套套装在岩样、孔板及压板外侧，最后加热热缩套使其收缩，直到岩样、孔板及压板被热缩套包裹密封；步骤二：安装岩样将封装后的岩样置于压力室内，同时压力室的脉冲压力入口通过岩样一侧压板接入岩样，压力室的脉冲压力出口通过另一侧压板接入岩样，然后封闭压力室；步骤三：抽真空打开第九截止阀，关闭第八截止阀和泄压阀，打开第一截止阀、第二截止阀、第三截止阀、第四截止阀、第十截止阀及第十一截止阀，关闭第五截止阀、第一调压阀及第二调压阀，然后启动真空泵，对压力室及连接管路进行抽真空作业；步骤四：围压加载打开第五截止阀和第一调压阀，然后启动围压泵，对压力室的岩样进行围压加载；步骤五：岩样饱和打开第八截止阀，在初始设定压力值下，选择液体或气体对岩样进行饱和；当选用液体进行岩样饱和时，关闭第六截止阀，打开第七截止阀，然后启动水泵和驱替泵，直到完成岩样的液体饱和；当选用气体进行岩样饱和时，关闭第七截止阀，打开第六截止阀，然后开启气瓶，启动增压泵和驱替泵，直到完成岩样的气体饱和；步骤六：脉冲压力加载关闭第二截止阀和第三截止阀，通过驱替泵继续输出流体，直至完成上游管路的脉冲压力加载，并根据实际需要选择接入的定容高压容器数量；步骤七：释放脉冲压力打开第二截止阀，实现上游管路的脉冲压力释放，直到岩样的上下游压力恢复平衡；步骤八：数据采集与渗透率计算通过压差传感器和压力传感器采集数据，并将数据传输至计算机，在计算机中生成压差随时间变化的对数曲线，同时计算出渗透率和渗透系数，且数据采集时间为上下游压力恢复平衡时间的10％～50％，时间范围在20s～1.5h；步骤九：孔隙压力卸载打开第三截止阀，先通过驱替泵将管路中的压力卸载至50Pa以下，然后通过第二调压阀将管路中的流体释放，完成孔隙压力的卸载；步骤十：围压卸载先通过围压泵将压力室内的围压卸载至50Pa以下，然后通过第一调压阀将压力室内的流体释放，完成围压的卸载。