本實用新型屬于頁巖氣藏開發(fā)技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種頁巖滲透率的模擬測試裝置。

背景技術(shù)：

頁巖氣藏屬于特低孔、特低滲多尺度的雙重介質(zhì)，同時頁巖氣存在吸附/解吸/擴(kuò)散/流動等多種流動特性的非常規(guī)氣藏。儲滲結(jié)構(gòu)屬于納微米數(shù)量級并具有很強(qiáng)的多尺度性，具有特殊的微觀儲存結(jié)構(gòu)和復(fù)雜的滲流機(jī)理。頁巖滲透率是表征氣體運(yùn)移能力一個物理量，不僅是影響頁巖氣井有效開發(fā)極為重要的因素，還是儲層評價、開發(fā)方案設(shè)計、數(shù)值模擬及產(chǎn)能評價的重要參數(shù)。

目前滲透率測試有穩(wěn)態(tài)法、非穩(wěn)態(tài)脈沖衰減法、壓汞法。

常規(guī)穩(wěn)態(tài)滲流實驗法，是巖心出口端壓力為大氣壓、入口施加一定壓力，計量出口氣體流量，開展不同壓力梯度下氣體滲流的實驗方法。在低孔隙壓力下，隨著圍壓增高，滲透率變低，氣體低壓流動時滑脫效應(yīng)強(qiáng)，滲透率偏大。傳統(tǒng)穩(wěn)態(tài)滲透率測試方法效率低、實驗過程易受環(huán)境溫度影響、流速計量誤差偏大。

非穩(wěn)態(tài)脈沖衰減法，其分為巖心柱脈沖衰減法、巖屑脈沖衰減法、脫氣法。巖心柱脈沖衰減滲透率測試方法能夠測試儲層原始條件及不同圍壓條件下的儲層滲透率，及儲層應(yīng)力敏感性，但圍壓使巖心微裂縫產(chǎn)生閉合，閉合壓力隨樣品的不同而不同，從而造成滲透率易受微裂縫的影響。巖屑脈沖衰減法能夠測試不同含水飽和度條件下的氣體滲透率；樣品外形不受限制，能夠測試巖心切片、鉆井巖屑等不規(guī)則樣品；可測基質(zhì)滲透率，但因無法施加圍壓，測試精度相對較低。脫氣滲透率測試方法主要用于現(xiàn)場密閉取心的測試，在測量頁巖儲層含氣量等參數(shù)的同時定量給出滲透率的大小。該方法忽略了頁巖氣的吸附/解吸/擴(kuò)散等流動方式，滲透率測試結(jié)果偏差較大。

壓汞滲透率測試方法，利用壓汞毛管壓力曲線預(yù)測滲透率基于不同理論的預(yù)測模型，研究結(jié)果為頁巖儲層非穩(wěn)態(tài)滲透率測試方法，壓汞法預(yù)測滲透率主要受樣品巖石類型、裂縫發(fā)育等影響，不同樣品類型滲透率預(yù)測結(jié)果差異較大。

以上實驗方法存在問題：① 在圍壓下，常規(guī)穩(wěn)態(tài)滲流實驗法、非穩(wěn)態(tài)脈沖衰減法和壓汞方法頁巖不會發(fā)生解吸，忽視了吸附效應(yīng)的影響，低估了其滲透率；②滲透率是巖石自身的性質(zhì)，因此它不隨壓力以及氣體流動類型變化而變化，而在低壓微尺度下氣體滑脫效應(yīng)非常明顯；③對不同孔隙壓力下滲流特性無法表征。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于提供一種頁巖滲透率的模擬測試裝置。

本實用新型解決上述問題的技術(shù)方案為：一種頁巖滲透率的模擬測試裝置，包括：

高壓氮?dú)膺M(jìn)氣裝置、高壓天然氣進(jìn)氣裝置、第一六通閥、增壓泵、第二六通閥、抽空裝置、恒溫箱、巖心流動模型、差壓傳感器、緩沖器、環(huán)壓控制泵和雙向驅(qū)替泵；

所述高壓氮?dú)膺M(jìn)氣裝置和高壓天然氣進(jìn)氣裝置通過管線經(jīng)過第一六通閥和增壓泵后與第二六通閥連接，所述抽空裝置與第二六通閥連接，第二六通閥通過管線經(jīng)設(shè)置在恒溫箱中的巖心流動模型后與雙向驅(qū)替泵連接，所述巖心流動模型分別與差壓傳感器和用于跟蹤調(diào)節(jié)巖心流動模型圍壓的環(huán)壓控制泵連接。

按上述方案，所述巖心流動模型與雙向驅(qū)替泵之間設(shè)有用于緩存驅(qū)替氣體的緩沖器。

該裝置工作的原理是：

采集頁巖氣藏儲層巖石并制作天然巖心，根據(jù)儲層地質(zhì)特征排列、裝填巖心至模擬裝置；打開抽空裝置，抽空至真空壓力-0.1MPa，關(guān)閉抽空裝置；打開高壓進(jìn)氣裝置和增壓泵充填實驗氣體至一定壓力，確保模型及管線保證被實驗氣充填，然后加壓到地層壓力，圍壓為氣藏上覆壓力，恒溫箱升溫至指定溫度；裝置圍壓壓力保持穩(wěn)定24小時，填充氣在頁巖中擴(kuò)散、吸附充分達(dá)到平衡無滲漏；導(dǎo)通實驗流程依次打開雙向驅(qū)替泵、差壓傳感器；改變雙向驅(qū)替泵流量，測試不同流量下氣體在巖心內(nèi)滲流時的壓差，直至壓差穩(wěn)定，測試不少于5個點(diǎn)，繪制滲流速度與壓力梯度的滲流特性曲線；改變圍壓壓力、孔隙壓力，繪制不同圍壓下、不同孔隙壓力下滲流特性曲線。

本實用新型裝置帶來的有益效果是：本實用新型裝置能測試模擬氣藏開發(fā)過程中不同壓力條件下的氣體有效滲透率，對研究明確影響頁巖氣流動、開采的主要因素及頁巖氣多尺度介質(zhì)流動機(jī)理，頁巖氣藏動態(tài)分析，產(chǎn)能預(yù)測等提供理論支撐具有重要意義。

附圖說明

圖1是本實用新型一個實施例的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

具體實施方式

為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實施例，對本實用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。

如圖1所示，一種封閉的頁巖氣流動的測試裝置,包括高壓氮?dú)膺M(jìn)氣裝置1、高壓天然氣進(jìn)氣裝置2、第一六通閥3、增壓泵4、第二六通閥6、抽空裝置5、恒溫箱7、巖心流動模型8、差壓傳感器9、緩沖器10、環(huán)壓控制泵11和雙向驅(qū)替泵12；

高壓氮?dú)膺M(jìn)氣裝置1和高壓天然氣進(jìn)氣裝置2通過管線經(jīng)過第一六通閥3和增壓泵4后與第二六通閥6連接，抽空裝置5與第二六通閥6連接，第二六通閥6通過管線經(jīng)設(shè)置在恒溫箱7中的巖心流動模型8后與雙向驅(qū)替泵12連接，巖心流動模型8與雙向驅(qū)替泵12之間設(shè)有緩沖器10，巖心流動模型8分別與差壓傳感器9和用于跟蹤調(diào)節(jié)巖心流動模型圍壓的環(huán)壓控制泵11連接。

高壓氮?dú)?、天然氣進(jìn)氣裝置 ，最大壓力12 MPa，通過增壓泵將低壓氣體增壓到地層壓力；最大輸出壓力達(dá)50 MPa，給巖流動模型提供充足的氣體壓力；

巖心流動模型，可裝入直徑2.5cm巖心，巖心長度3至8cm，壓力50 MPa；

環(huán)壓控制泵跟蹤調(diào)節(jié)圍壓，包裹巖心不滲漏，最大壓力70 MPa；

抽空裝置是對要充天然氣的部分進(jìn)行抽空，保證巖心流動模型及管線被純天然氣充填，壓力范圍－0.1至0 MPa，測試精度0.02 MPa；

差壓傳感器用于測試模型前后壓差，壓力范圍0至10MPa，測試精度0.001 MPa；

恒溫箱用于控制模型模擬地層溫度，溫度范圍：室溫至100℃，溫控精度0.5℃；

雙向驅(qū)替泵設(shè)置調(diào)節(jié)驅(qū)替流量，流量范圍0.01ml/hour至600ml/hour，壓力最大壓力70 Mpa。