一种圆柱体岩样分段定位径向辐合加压渗吸装置

本技术属于岩样加压渗吸处理，具体涉及一种圆柱体岩样分段定位径向辐合加压渗吸装置。

背景技术：

1、与常规天然气相比，我国非常规天然气资源储量更高，其地质资源量高达275.8×1012m3，技术可采资源量为60.6×1012m3，为常规天然气的2.3倍。非常规天然气资源具有低碳、洁净、绿色、热值高、低污染的特性，开发利用技术也日趋成熟，是我国新能源发展的重要方向。然而，目前虽然我国非常规天然气资源储量巨大，但其开发面临气藏赋存条件复杂且储层物性具有低孔、低渗、高吸附、高地应力的特点，导致垂直钻井和水平井抽采效果不甚理想。因此，通过非常规储层(煤层、页岩、致密砂岩)压裂技术建立天然气渗流通道，水力压裂技术在天然气开发中被广泛应用，显著提高了天然气抽采率。

2、压裂液作为直接影响非常规天然气储层压裂效果的压力传递介质，是水力压裂技术重要组成部分。目前，广泛使用的压裂液有两大类：一类为常规压裂液，如活性水压裂液、交联冻胶压裂液、清洁压裂液和泡沫压裂液；另一类为新型压裂液，如氮气压裂液、增能流体压裂液、纳米压裂液、酸性压裂液和混合压裂液等。而非常规天然气成功开发的关键在于水力压裂液能否有效抵达储层岩石中小孔和微孔内部，以压裂形成更复杂的裂缝网络通道，增加孔裂隙连通性。

3、多孔介质内通过毛管力的作用而产生的润湿相相对非润湿相的驱替作用叫做渗吸，由于低渗储层和油藏的孔喉细小，毛管力高，压裂液渗吸作用是其重要的采油气机理。因此，在实验室中模拟地层条件下的渗吸实验对指导裂缝、基质组成的多孔介质油气藏的高效开发具有重要意义。

4、现有渗吸实验装置主要为岩石渗透仪、径向辐合渗透仪和径向辐散渗透仪，这三类装置为岩石渗吸实验普遍应用的装置，在试验过程中，岩石渗透仪需要从圆柱岩样(直径为50mm、长为100mm)上端部注液管道注入液体，然后在岩样下端部通过放液阀排出多余渗吸的液体，最终实现圆柱岩样的饱和渗吸。

5、而径向辐合渗透和径向辐散渗透试验需要先将圆柱体试样(直径为60mm、长为150mm)中部钻一个直径为12mm、长为125mm的轴向孔，试验时将孔口处长度25mm密封堵塞，并用导管与外界相连通。径向辐合渗透是将液体从岩样外部压入内部轴向空心孔内，使液体向轴向孔内渗透；而径向辐散渗透则是将液体从轴向空心孔通过岩样压出，使液体向岩样外部渗透。

6、然而，而在实验室内以上传统的渗吸实验装置均为岩样周围整体加压渗吸，无法模拟真实储层岩体中的流体压裂不均匀渗吸作用。

7、因此，需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种圆柱体岩样分段定位径向辐合加压渗吸装置，以至少解决现有技术中存在的上述问题。

2、为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

3、一种圆柱体岩样分段定位径向辐合加压渗吸装置，所述渗吸装置包括：

4、固定框架，所述固定框架包括活动端板、固定端板与螺栓、螺母，通过螺栓将固定端板与活动端板串联起来，并在螺栓端部拧紧螺母；

5、加压套筒组件，多个加压套筒组件均套设在圆柱体岩样的外围，且多个加压套筒组件沿圆柱体岩样的轴向并列设置在活动端板与固定端板之间；

6、所述加压套筒组件包括加压环套，所述加压环套位于圆柱体岩样的外围，所述加压环套上设置有注液口与出液口，通过注液口向加压环套与圆柱体岩样之间注入带有压力的压裂液；

7、防渗件，所述防渗件设置在任意相邻的加压套筒组件之间，且防渗件位于加压环套之内，防渗件用于阻隔相邻两加压套筒组件之间的不同压力的压裂液。

8、如上所述的圆柱体岩样分段定位径向辐合加压渗吸装置，优选地，所述防渗件为圆环形，圆环形的防渗件套设在圆柱体岩样的外围，加压环套套设在防渗件的外围，由加压环套与圆柱体岩样之间间隙，与相邻的两个防渗件之间围成圆环形的浸液室。

9、如上所述的圆柱体岩样分段定位径向辐合加压渗吸装置，优选地，在圆环形防渗件的内圈与圆柱体岩样之间设置有密封软胶与密封垫片。

10、如上所述的圆柱体岩样分段定位径向辐合加压渗吸装置，优选地，所述加压环套的内圈设置有一层防渗软垫，所述防渗软垫用于密封加压环套与防渗件外圈之间的间隙。

11、如上所述的圆柱体岩样分段定位径向辐合加压渗吸装置，优选地，所述加压套筒组件还包括储液罐，所述储液罐与注液口之间通过管路连通，在储液罐与注液口之间的管路上还设置有加压泵，通过加压泵控制注入浸液室中压裂液的压力。

12、如上所述的圆柱体岩样分段定位径向辐合加压渗吸装置，优选地，所述加压套筒组件还包括出液口液箱，所述出液口液箱与出液口之间通过管路连接，在出液口液箱与出液口之间的管路上依次设置有下端液压计、出液口阀门与液体流量计。

13、如上所述的圆柱体岩样分段定位径向辐合加压渗吸装置，优选地，所述固定端板与圆柱体岩样的一端之间设置有固定端软胶与固定端防渗树脂层。

14、如上所述的圆柱体岩样分段定位径向辐合加压渗吸装置，优选地，所述活动端板与圆柱体岩样的一端之间设置有活动端防渗树脂层与活动端软胶。

15、如上所述的圆柱体岩样分段定位径向辐合加压渗吸装置，优选地，在圆柱体岩样的两端均设置有湿度计与压力计，所述湿度计用于检测圆柱体岩样圆心处的湿度值。

16、如上所述的圆柱体岩样分段定位径向辐合加压渗吸装置，优选地，所述防渗件为圆盘形结构，在每个加压套筒组件中均设置有一个独立的圆柱体岩样，在任意相邻的两个圆柱体岩样之间均设置有一个圆盘形的防渗件，在每个防渗件的表面均设置有密封软胶层。

17、有益效果：

18、1.该渗吸装置可实现圆柱体岩样的无损处理，有利于后期岩样在渗吸后还可以继续开展力学实验。

19、2.该渗吸装置实现了圆柱体岩样沿轴向方向的非均匀渗吸，更加符合储层岩体压裂时的真实工况。

20、3.该渗吸装置还可实现不同压裂液介质、不同压裂压力、不同压裂时间的控制，达到不同加压渗吸程度的控制，进而使得岩样内部呈现不同压裂液的化学腐蚀和改造作用，可在同层位控制不同腐蚀时间，不同层位控制不同渗流压力实现立体非均匀腐蚀改造岩体内部孔隙结构。

技术特征：

1.一种圆柱体岩样分段定位径向辐合加压渗吸装置，其特征在于，所述渗吸装置包括：

2.根据权利要求1所述的圆柱体岩样分段定位径向辐合加压渗吸装置，其特征在于，所述防渗件为圆环形，圆环形的防渗件套设在圆柱体岩样的外围，加压环套套设在防渗件的外围，由加压环套与圆柱体岩样之间间隙，与相邻的两个防渗件之间围成圆环形的浸液室。

3.根据权利要求2所述的圆柱体岩样分段定位径向辐合加压渗吸装置，其特征在于，在圆环形防渗件的内圈与圆柱体岩样之间设置有密封软胶与密封垫片。

4.根据权利要求2所述的圆柱体岩样分段定位径向辐合加压渗吸装置，其特征在于，所述加压环套的内圈设置有一层防渗软垫，所述防渗软垫用于密封加压环套与防渗件外圈之间的间隙。

5.根据权利要求4所述的圆柱体岩样分段定位径向辐合加压渗吸装置，其特征在于，所述加压套筒组件还包括储液罐，所述储液罐与注液口之间通过管路连通，在储液罐与注液口之间的管路上还设置有加压泵，通过加压泵控制注入浸液室中压裂液的压力。

6.根据权利要求5所述的圆柱体岩样分段定位径向辐合加压渗吸装置，其特征在于，所述加压套筒组件还包括出液口液箱，所述出液口液箱与出液口之间通过管路连接，在出液口液箱与出液口之间的管路上依次设置有下端液压计、出液口阀门与液体流量计。

7.根据权利要求1所述的圆柱体岩样分段定位径向辐合加压渗吸装置，其特征在于，所述固定端板与圆柱体岩样的一端之间设置有固定端软胶与固定端防渗树脂层。

8.根据权利要求7所述的圆柱体岩样分段定位径向辐合加压渗吸装置，其特征在于，所述活动端板与圆柱体岩样的一端之间设置有活动端防渗树脂层与活动端软胶。

9.根据权利要求8所述的圆柱体岩样分段定位径向辐合加压渗吸装置，其特征在于，在圆柱体岩样的两端均设置有湿度计与压力计，所述湿度计用于检测圆柱体岩样圆心处的湿度值。

10.根据权利要求1所述的圆柱体岩样分段定位径向辐合加压渗吸装置，其特征在于，所述防渗件为圆盘形结构，在每个加压套筒组件中均设置有一个独立的圆柱体岩样，在任意相邻的两个圆柱体岩样之间均设置有一个圆盘形的防渗件，在每个防渗件的表面均设置有密封软胶层。

技术总结本技术提供一种圆柱体岩样分段定位径向辐合加压渗吸装置，渗吸装置包括：固定框架，固定框架包括活动端板、固定端板与螺栓、螺母，加压套筒组件，多个加压套筒组件均套设在圆柱体岩样的外围，且多个加压套筒组件沿圆柱体岩样的轴向并列设置在活动端板与固定端板之间；加压套筒组件包括加压环套，加压环套位于圆柱体岩样的外围，加压环套上设置有注液口与出液口，通过注液口向加压环套与圆柱体岩样之间注入带有压力的压裂液；防渗件，防渗件设置在任意相邻的加压套筒组件之间，且防渗件位于加压环套之内。该渗吸装置实现了圆柱体岩样沿轴向方向的非均匀渗吸，更加符合储层岩体压裂时的真实工况。技术研发人员：龚爽,姚世斌,周永恒,任行阳,刘娟受保护的技术使用者：河南理工大学技术研发日：20231122技术公布日：2024/7/23