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方形巖樣夾持器的制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種方形巖樣夾持器，包括：上端頭，上蓋，外殼、橡膠套筒、下端頭、下蓋及巖心堵頭；所述橡膠套筒設置在所述外殼內部，所述上端頭的下端插接在所述橡膠套筒的頂部，所述下端頭的上端插接在所述橡膠套筒的底部；所述橡膠套筒中心部位呈正方體型，正方體型方形巖樣設置在所述橡膠套筒的中心部位，且所述方形巖樣的上端面與所述上端頭底面相接，所述方形巖樣的下端面與所述巖心堵頭的上端頭相接。本發明提供的一種方形巖樣夾持器，通過設置正方體型的橡膠套筒結構，可以將巖樣設計呈方形，通過該夾持器，既可實現方形巖樣三個方向上的滲透率數據。
【專利說明】方形巖樣夾持器
【技術領域】
[0001]本發明涉及巖心分析【技術領域】，特別涉及一種方形巖樣夾持器。
【背景技術】
[0002]隨著世界經濟的快速發展，各國對油氣資源的需求也迅速上升，然而常規油氣資源的產量卻相對不足，于是非常規油氣資源得到了更多的目光。非常規油氣資源主要包括頁巖氣、致密砂巖油氣和煤層氣等，但是它們所處的地質結構復雜，勘探開發的理論也與常規油氣存在很大的差異，更加增加了對其開發的難度。
[0003]與常規油氣相比，非常規油氣更加復雜、儲層更加致密，孔隙度和滲透率也更低，因此如何分析這種致密儲層的孔滲特征便是我們面臨的首要問題，因為孔隙度的大小決定油氣的儲量，滲透率的大小影響油氣的產量。
[0004]影響滲透率大小的因素很多，壓實作用、膠結作用、溶蝕作用等各種成巖作用都對滲透率有很大影響，除此之外滲透率還與沉積環境密切相關，不僅表現在同一層理之內不同方向上存在差異，在不同層理之間滲透率差異更大。
[0005]在非常規油氣快速發展的今天，我們更需要盡快對巖性致密、層理和割理比較發育的致密砂巖油氣、頁巖油氣和煤層氣等非常規油氣進行深入研究，研究其滲透率在各個方向上的變化，為下一步的油氣勘探開發打好基礎，因此，不管是層內還是層間的滲透率變化都是我們所要關注的焦點。
[0006]我們目前應用的最普遍的巖心分析樣品是柱塞樣，通過它我們只能得到兩個端面之間一個方向上的滲透率數據，側面上的滲透率僅能分析全直徑巖心，然而目前我們所分析的樣品絕大部分還都是I英寸和1.5英寸的柱塞樣，這種樣品不能得到側面上的滲透率。

【發明內容】

[0007]本發明所要解決的技術問題是提供一種能多面測量巖心滲透數據的方形巖樣夾持器。
[0008]為解決上述技術問題，本發明提供了一種方形巖樣夾持器，包括:上端頭，上蓋，夕卜殼、橡膠套筒、下端頭、下蓋及巖心堵頭；
[0009]所述上端頭中心部位設置有進氣口，所述上端頭設置在所述上蓋與所述外殼頂部之間，且與所述上蓋和所述外殼均密封連接；
[0010]所述下端頭中心部位設置有方形孔，所述下端頭設置在所述下蓋與所述外殼下端之間，且與所述下蓋和所述外殼均密封連接；
[0011]所述巖心堵頭中心部位設置有出氣口，所述巖心堵頭插接在所述下端頭的方形孔中；
[0012]所述橡膠套筒設置在所述外殼內部，所述上端頭的下端插接在所述橡膠套筒的頂部，所述下端頭的上端插接在所述橡膠套筒的底部；所述橡膠套筒中心部位呈正方體型，正方體形的方形巖樣設置在所述橡膠套筒的中心部位，且所述方形巖樣的上端面與所述上端頭底面相接，所述方形巖樣的下端面與所述巖心堵頭的上端頭相接，通過對所述橡膠套筒與外殼之間抽真空處理后，對所述方形巖樣四面加圍壓，測量氣體從所述進氣口進入，經過方形巖樣后從出氣口流出，保持方形巖樣上、下端面的氣體壓力差不變，待出氣口氣體流量穩定一段時間后，經過測量獲得出氣口的氣體流量。
[0013]進一步地，所述的方形巖樣夾持器還包括:鎖緊螺栓，所述鎖緊螺栓與所述巖心堵頭螺接，用于通過改變所述巖心堵頭的位移，從而使所述方形巖樣的上端面與所述上端頭的下端面貼合在一起。
[0014]進一步地，所述的方形巖樣夾持器還包括:密封圈，所述上端頭與所述外殼連接處設有所述密封圈，所述下端頭與所述外殼連接處設有所述密封圈。
[0015]本發明提供的一種方形巖樣夾持器，通過設置正方體型的橡膠套筒結構，可以將巖樣設計呈方形，通過該夾持器，既可實現方形巖樣三個方向上的滲透率數據。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本發明實施例提供的一種方形巖樣夾持器的結構示意圖；
[0017]圖2為本發明實施例提供的方形巖樣測量面設定示意圖；
[0018]圖3為本發明實施例提供的方形巖樣測量端面滲透方向設定示意圖；
[0019]圖4為本發明實施例提供的一種方形巖樣夾持器的工作原理示意圖。
【具體實施方式】
[0020]參見圖1，本發明實施例提供的一種方形巖樣夾持器，主要包括:
[0021]上端頭1，上蓋2，外殼3、橡膠套筒4、下端頭5、下蓋6、巖心堵頭7及鎖緊螺栓8 ；
[0022]所述上端頭I中心部位設置有進氣口 9，所述上端頭I設置在所述上蓋2與所述外殼3的頂部之間，且與所述上蓋2和所述外殼3均密封連接；
[0023]所述下端頭5中心部位設置有方形孔，所述下端頭5設置在所述下蓋6與所述外殼3的下端之間，且與所述下蓋6和所述外殼3均密封連接；
[0024]所述巖心堵頭7中心部位設置有出氣口 10，所述巖心堵頭7插接在所述下端頭5的方形孔中；
[0025]所述橡膠套筒4設置在所述外殼3內部，所述上端頭I的下端插接在所述橡膠套筒4的頂部，所述下端頭5的上端插接在所述橡膠套筒4的底部，使其形成一個整體。所述橡膠套筒4中心部位呈正方體型，呈正方體形的方形巖樣11設置在所述橡膠套筒4的中心部位，且所述方形巖樣11的上端面與所述上端頭I底面相接，所述方形巖樣11的下端面與所述巖心堵頭7的上端頭相接，通過對所述橡膠套筒4與外殼3之間抽真空處理后，對所述方形巖樣11四面加圍壓，測量氣體從所述進氣口 9進入，經過方形巖樣11后從出氣口 10流出，保持方形巖樣11上、下端面的氣體壓力差不變，待出氣口 10的氣體流量穩定一段時間后，測量出氣口 10的氣體流量，根據達西定律計算得出滲透率數據，從而得到所述方形巖樣11上、下兩個端面方向上的滲透率。所述鎖緊螺栓8與所述巖心堵頭7螺接，用于通過改變所述巖心堵頭7的位移，從而使所述方形巖樣11的上端面與所述上端頭I的下端面貼合在一起。所述上端頭I與所述外殼3連接處設有密封圈12，所述下端頭5與所述外殼3連接處設有密封圈12。[0026]使用上述夾持器時，首先需要將外殼3與橡膠套筒4之間的氮氣抽掉，然后把方形巖樣11從下端頭5中間的孔隙放入，用巖心堵頭7將方形巖樣11頂入，然后用鎖緊螺栓8使巖心堵頭7將方形巖樣11緊緊定在上端頭I上，最后在外殼3與橡膠套筒4之間沖入一定壓力的氮氣，使方形巖樣11的四個側面與橡膠套筒4緊密接觸，達到密封的效果，測量的氣體只能從進氣口 9進入，經過方形巖樣11由出氣口 10流出。
[0027]使用本發明提供的方形巖樣夾持器進行測量時，首先要用方形介質杯先測量方形巖樣11的孔隙度，因為孔隙度的大小與方向無關，因此孔隙度的測量不用測量三個方向。測量滲透率大小之前應先觀察加工好的方形巖樣11，辨認清楚層理之后，在三個方向上加以標注，分別在三組對立面上標注x、y、z (見附圖2、3)。測量方形巖樣11的滲透率時也要使用與本發明提供的方形巖樣夾持器，測量X方向的滲透率時將標有X標志的兩個面作為頂面和底面，其他四個面上加圍壓(見附圖4)，測量氣體從進氣口 9進入，經方形巖樣11下端流出，保持方形巖樣11的上、下端面的氣體壓力差不變，待出氣口 10氣體流量穩定一段時間后，測量出氣口 10的氣體流量，再依據方形巖樣11的橫截面積和長度等數據，用達西定律計算得出滲透率數據，從而得到該方形巖樣Ilx方向的滲透率，然后去掉圍壓取下方形巖樣11，換個方向用標有y標記的兩個端面作為頂面和底面，用同樣的方法測量得到方形巖樣Ily方向的滲透率數據，最后同理測得Z方向滲透率數據。
[0028]本發明提供的一種方形巖樣夾持器，通過將夾持器的橡膠套筒4內壁加工成方形，然后把巖樣11也加工成尺寸一致的方形，在方形橡膠套筒4四周同時加壓，起到側面密封的效果，從而測量上下兩端的滲透率，通過改變方形巖樣11放入的方向來完成同一塊巖樣三個方向的滲透率測量，觀察三個方向的滲透率測量數據，分析同一塊樣品不同方向滲透率產生差異的原因，并用該測量數據來描述滲透率的各向異性，取得了較好的效果，也使我們對滲透率的各向異性有比較直觀的認識。
[0029]最后所應說明的是，以上【具體實施方式】僅用以說明本發明的技術方案而非限制，盡管參照實例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技術方案的精神和范圍，其均應涵蓋在本發明的權利要求范圍當中。
【權利要求】
1.一種方形巖樣夾持器，其特征在于，包括: 上端頭，上蓋，外殼、橡膠套筒、下端頭、下蓋及巖心堵頭； 所述上端頭中心部位設置有進氣口，所述上端頭設置在所述上蓋與所述外殼頂部之間，且與所述上蓋和所述外殼均密封連接； 所述下端頭中心部位設置有方形孔，所述下端頭設置在所述下蓋與所述外殼下端之間，且與所述下蓋和所述外殼均密封連接； 所述巖心堵頭中心部位設置有出氣口，所述巖心堵頭插接在所述下端頭的方形孔中； 所述橡膠套筒設置在所述外殼內部，所述上端頭的下端插接在所述橡膠套筒的頂部，所述下端頭的上端插接在所述橡膠套筒的底部；所述橡膠套筒中心部位呈正方體型，正方體形的方形巖樣設置在所述橡膠套筒的中心部位，且所述方形巖樣的上端面與所述上端頭底面相接，所述方形巖樣的下端面與所述巖心堵頭的上端頭相接，通過對所述橡膠套筒與外殼之間抽真空處理后，對所述方形巖樣四面加圍壓，測量氣體從所述進氣口進入，經過方形巖樣后從出氣口流出，保持方形巖樣上、下端面的氣體壓力差不變，待出氣口氣體流量穩定一段時間后，經過測量獲得出氣口的氣體流量。
2.如權利要求1所述的方形巖樣夾持器，其特征在于，還包括: 鎖緊螺栓，所述鎖緊螺栓與所述巖心堵頭螺接，用于通過改變所述巖心堵頭的位移，從而使所述方形巖樣的上端面與所述上端頭的下端面貼合在一起。
3.如權利要求1所述的方形巖樣夾持器，其特征在于，還包括: 密封圈，所述上端頭與所述外殼連接處設有所述密封圈，所述下端頭與所述外殼連接處設有所述密封圈。
【文檔編號】G01N15/08GK103900939SQ201310746741
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2013年12月30日 優先權日:2013年12月30日
【發明者】李新, 劉鵬, 石會占, 羅燕穎, 陳渝, 張永浩, 方朝強, 李兵 申請人:中國石油天然氣集團公司, 中國石油集團測井有限公司