自发渗吸测量装置及其实验方法
【技术领域】
[0001]本发明有关于一种自发渗吸测量装置及其实验方法，尤其有关于一种勘探开发实验领域中应用的自发渗吸测量装置及其实验方法。
【背景技术】
[0002]我国非常规油气资源储量丰富，其勘探开发越来越受到关注，为解决工程中出现的问题，实验研究也逐步深入。非常规储层孔隙吼道小，毛管力大，存在明显的自发渗吸现象。自发渗吸是指岩石孔隙中的一种润湿性流体在毛细管力作用下自发地取代另一种非润湿性流体的过程，它是影响低渗透储层压裂改造的重要机理。通过室内自发渗吸实验研究流体在不同低渗透地层岩心的渗吸机理至关重要。
[0003]首先，不同地层所使用的压裂液不同，需要评价不同压裂液对相同地层的适应性。其次，在二次压裂的过程中，由于一次压裂伤害的存在，导致重复压裂过程中地层的自吸能力发生改变，可多次评价同一岩心，研究多次渗吸的差异，从而探究重复压裂时压裂液对地层的伤害机理。另外，以页岩为代表的非常规储层压裂时用液量巨大，造成返排液处理成为一大难题，研究渗吸过程中外部液体成分的变化情况也非常有实际意义。
[0004]以页岩为代表的非常规储层，压裂液返排率较低，大量的压裂液滞留在地层中。这类储层，一般岩石孔隙吼道小，毛管力效应非常明显，在毛管力的作用下，压裂液从裂缝自发渗吸到岩石基质当中，形成水相圈闭导致不易返排。因此，研究压裂液在不同储层的自发渗吸规律尤为重要。
[0005]非常规储层孔隙吼道小，自发渗吸实验需要的时间较长，实验很容易受到环境温度、湿度等外界扰动的影响，常规的测量装置无法满足测量的精度要求，且无法监测渗吸过程中岩样溶解成分的信息及液体在岩石样品中的流动扩散状态。
[0006]目前，通过将岩样加工成标准岩样后，将岩样放置与于密闭的岩心筒内，可以测量岩石的吸水情况。即岩心筒内浸水，并在筒的一端接一根可以计量水的高度的玻璃管，并针对玻璃管内液面高度进行监测。当岩样吸水以后，玻璃管内的液面高度下降。通过记录液面下降高度随时间的变化，再通过玻璃管横截面积与液面下降高度的乘积，计算岩石吸入水的质量随时间的变化。
[0007]但是，该方法会造成一些人为和系统误差，导致测量结果的不准确，另外，该测量装置只能测量整个岩心吸入水的质量随时间的变化，没有得到其它数据信息，有一定的局限性。其次，采用该装置进行自发渗吸实验，需要对岩心进行钻取、打磨制成标准岩心后进行测量，制样流程繁琐，成本过高且造成实验周期延长，给数据获取带来诸多不便。
【发明内容】
[0008]本发明的目的是提供一种自发渗吸测量装置，其可快速、准确的评价不同地层或同一地层不同位置的非常规储层岩石的自发渗吸能力，为探究压裂液循环利用提供基础数据。
[0009]本发明的另一目的是提供一中自发渗吸实验方法，其可快速、准确的评价不同地层或同一地层不同位置的非常规储层岩石的自发渗吸能力，为探究压裂液循环利用提供基础数据。
[0010]本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现:
[0011]本发明提供一种自发渗吸测量装置，所述自发渗吸测量装置包括:
[0012]箱体，其具有测量室和样品室，所述测量室位于所述样品室的上方；
[0013]容器，其位于所述样品室内，所述容器内盛装有待测液体和待测岩样，所述待测岩样侵入所述待测液体内，并通过一岩样夹持器夹持，所述待测岩样上连接有电阻率测量仪；
[0014]称量机构，其位于所述测量室内，所述称量机构通过一悬绳与所述岩样夹持器相连；
[0015]电导率测量机构，其位于所述测量室内，所述电导率测量机构与一电导率电极相连，所述电导率电极伸入所述待测液体内。
[0016]在优选的实施方式中，所述样品室和所述测量室内分别设有相互连接的发热器和恒温控制器。
[0017]在优选的实施方式中，所述样品室和所述测量室内分别设有温度传感器。
[0018]在优选的实施方式中，所述样品室和所述测量室的外周分别贴设有隔热材料层。
[0019]在优选的实施方式中，所述样品室的底部设有通风口。
[0020]在优选的实施方式中，所述容器内设有液位监测器。
[0021]在优选的实施方式中，所述容器内插入有液位补给器。
[0022]在优选的实施方式中，所述样品室的下方连接有升降架。
[0023]在优选的实施方式中，所述箱体的下方连接有减震机构。
[0024]在优选的实施方式中，所述称量机构具有质量信号输出端，所述电导率测量机构具有电导率信号输出端，所述质量信号输出端和所述电导率信号输出端分别与计算机电连接。
[0025]本发明还提供一种如上所述的自发渗吸测量装置的自发渗吸实验方法，所述自发渗吸实验方法包括如下步骤:
[0026]a)提供一待测岩样，清洗所述待测岩样，并烘干所述待测岩样；
[0027]b)将烘干后的所述待测岩样称量干重后，用一岩样夹持器固定所述待测岩样，并在所述待测岩样上连接电阻率测量仪；
[0028]c)向所述自发渗吸测量装置的容器内注入待测液体后，将所述岩样夹持器、所述待测岩样以及所述电阻率测量仪侵入所述待测液体内；
[0029]d)开启所述自发渗吸测量装置的称量机构及电导率测量机构，所述称量机构通过一悬绳连接所述岩样夹持器，所述电导率测量机构连接一电导率电极，所述电导率电极的一端伸入所述待测液体内；
[0030]e)记录所述称量机构、所述电导率测量机构以及所述电阻率测量仪测量的数据，并分析所述数据。
[0031]在优选的实施方式中，在所述步骤a)中，将所述待测岩样放入鼓风烘干机中进行烘干，所述鼓风烘干机的烘干温度为60度。
[0032]在优选的实施方式中，所述待测岩样在所述鼓风烘干机中烘干48小时。
[0033]本发明的自发渗吸测量装置及其实验方法的特点及优点是:本发明可在避免外部干扰的情况下，快速、准确的评价不同地层或同一地层不同位置的非常规储层岩石的自发渗吸能力，又能获得渗吸过程中待测液体离子的实时变化规律，为探究压裂液循环利用提供基础数据；另外，通过渗吸过程中待测岩样的电阻率随时间的变化，可推测待测液体在待测岩样中的流动扩散状态。本发明结构简单，安装方便，不仅能测量待测岩样在恒温常压、液面高度保持恒定下，自发吸入液体过程中岩石的质量随时间的变化，而且可以在模拟地层温度条件下，得到自发渗吸过程中压裂液电导率随时间的变化情况，从而了解待测岩样的吸水速率、毛管力、吸水量以及待测岩样中离子的溶出情况等。
【附图说明】
[0034]为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0035]图1为本发明的自发渗吸测量装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0036]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0037]实施方式一
[0038]如图1所示，本发明提供一种自发渗吸测量装置，其包括箱体1，该箱体1具有测量室2和样品室3，所述测量室2位于所述样品室3的上方；容器31位于所述样品室3内，所述容器31内盛装有待测液体32和待测岩样33，所述待测岩样33侵入所述待测液体32内，并通过一岩样夹持器331夹持，所述待测岩样