一种用于盐岩储气库围岩渗透率等变化研究的系统及方法

本发明涉及地质勘探设备，更具体地说，尤其涉及一种用于盐岩储气库围岩渗透率等变化研究的系统及方法。

背景技术：

1、盐岩由于其低孔隙度、低渗透性、可水溶开采等特点，被国际公认为地下存储的优良场所。但储气库的长期稳定性与密闭性至关重要，探明储库围岩运行过程中的渗流演化规律，对揭示盐岩储气库的长期稳定性和安全运营意义重大。

2、但是，目前岩心孔隙结构表征主要通过压汞法、气体吸附法和低场核磁共振，但由于盐岩特有属性等，压汞法通过外压力的大小反映孔径的大小和孔喉分布，但在高压条件下会破坏岩石微观结构，部分孔隙数据会失真，因此测试范围主要包括样品中的大孔和部分介孔。气体吸附法虽然完善了对微孔-中孔(2～50nm)分布的表征，但对大孔(大于100nm)监测范围有限，和压汞法同属于侵入岩心的有损测试。

3、而低场核磁共振测得的t2谱能够反映岩样的全部孔隙信息，同时保证样品不被破坏，是一种快速、无损，且灵敏度高的方法，因而更适用于盐岩的渗透性测试；在盐样进行甲烷吸附饱和实验基础之上，通过吸附饱和前后核磁信号在空间分布的变化研究流体的形态分布特征和运移规律，结合核磁谱线和成像技术，可以直接或间接反映盐样中流体分布变化情况，进一步分析孔隙结构变化，从而对地下盐穴储气库的围岩渗透性进行研究。

技术实现思路

1、本发明提供了一种用于盐岩储气库围岩渗透率等变化研究的系统及方法，以解决现有技术中对盐岩岩心孔隙结构测试方法易导致盐岩部分孔隙数据失真，会侵入岩心导致盐样破坏无法重复进行测试的问题。

2、为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种用于盐岩储气库围岩渗透率等变化研究的系统及方法，包括气压系统、围压系统、夹持系统和测试系统，夹持系统包括盐样试件夹持器，岩样试件夹持器包括一对夹持体，两个夹持体间卡设有盐样，盐样外侧包覆有塑胶套，塑胶套两端分别套设在两个夹持体两端，塑胶套两端均卡设有塑胶环，两个夹持体间通过螺栓固定，两个夹持体一端分别设置有进气口和出气口。

4、优选地，气压系统包括甲烷罐，甲烷罐顶端设置有阀门，阀门通过第一管道连接到第一压力注入系统，第一管道外侧包覆有恒温水浴箱，第一压力注入系统一端通过第二管道与进气口连接，第二管道上设置有单向阀，单向阀流通方向指向进气口，所述出气口端接设有真空泵。

5、优选地，测试系统包括夹持系统外侧设置的核磁共振仪，核磁共振仪内设置有检测腔，核磁共振仪测试数据共享到数据处理仪内。

6、优选地，围压系统包括第二压力注入系统，第二压力注入系统通过第三管道与检测腔连通，第三管道上接设有油压表。

7、s1：安装试件：测试用盐样尺寸为直径25mm，高度50mm的圆柱形试件，首先将盐样放入两个夹持体间，用塑胶套套住，塑胶套长度超过两端黑色塑胶环，用热风枪加热塑胶套，使塑胶套紧密包裹试件，最后将夹持器放入装置中，拧紧螺栓，而后将夹持系统置于核磁共振仪的检测腔内，通过核磁成像系统进行实时监测。

8、s2：打开围压控制系统：打开围压系统，开启围压泵设定压力值，然后再开启恒压泵，以维持围压保持不变，所设置围压需大于实验中气体的压力，以防止由于夹持器塑胶套中气体压力大于外部围压，导致塑胶套损坏，围压油浸入盐样中。

9、s3：打开气压系统：首先打开甲烷气瓶，调节气压，关闭进气阀，打开抽真空阀，试件夹持器管抽真空，然后关闭抽真空阀，打开进气阀，充入一定量的甲烷气体，关闭甲烷气瓶阀门，在夹持器进气端注入甲烷，观察气压表，待气压由设定压力逐渐降低至0.5mpa以下，说明此时盐样已吸附饱和。

10、本技术方案的原理及有益效果：

11、(1)本发明利用设定的不同围压可以较合理模拟盐岩储气库围岩运行工况。

12、(2)本发明创新性地将甲烷作为吸附气体测量盐岩在不同围压作用下的渗透率变化，克服盐岩易在水中潮解而不能采用核磁共振水饱和的方法测孔隙度的特性。

13、(3)采取本发明的技术方案进行的实验为为无损实验，克服了压汞法、气体吸附法由于侵入岩心的有损测试，低场核磁共振测得的t2谱能够反映盐岩的全部孔隙信息，保持了盐样的完整性，盐样可以循环利用。

14、(4)装置与测试方法为盐样在不同气体压力下盐样渗透率的变化研究提供参考，也为盐穴储库工程在不同围压作用下储气库运营及评价过程中的渗透率变化提供了新的方法和途径。

技术特征：

1.一种用于盐岩储气库围岩渗透率等变化研究的系统，其特征在于：包括气压系统、围压系统、夹持系统和测试系统，所述夹持系统包括盐样试件夹持器，所述岩样试件夹持器包括一对夹持体，两个所述夹持体间卡设有盐样，所述盐样外侧包覆有塑胶套，所述塑胶套两端分别套设在两个所述夹持体两端，所述塑胶套两端均卡设有塑胶环，两个所述夹持体间通过螺栓固定，两个所述夹持体一端分别设置有进气口和出气口。

2.根据权利要求1所述的一种用于盐岩储气库围岩渗透率等变化研究的系统，其特征在于：所述气压系统包括甲烷罐，所述甲烷罐顶端设置有阀门，所述阀门通过第一管道连接到第一压力注入系统，所述第一管道外侧包覆有恒温水浴箱，所述第一压力注入系统一端通过第二管道与进气口连接，所述第二管道上设置有单向阀，所述单向阀流通方向指向所述进气口，所述出气口端接设有真空泵。

3.根据权利要求2所述的一种用于盐岩储气库围岩渗透率等变化研究的系统，其特征在于：所述测试系统包括所述夹持系统外侧设置的核磁共振仪，所述核磁共振仪内设置有检测腔，所述核磁共振仪测试数据共享到数据处理仪内。

4.根据权利要求3所述的一种用于盐岩储气库围岩渗透率等变化研究的系统，其特征在于：所述围压系统包括所述第二压力注入系统，所述第二压力注入系统通过第三管道与所述检测腔连通，所述第三管道上接设有油压表。

5.根据权利要求4所述的一种用于盐岩储气库围岩渗透率等变化研究的方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结本发明公开了一种用于盐岩储气库围岩渗透率等变化研究的系统及方法,包括气压系统、围压系统、夹持系统和测试系统，夹持系统包括盐样试件夹持器，岩样试件夹持器包括一对夹持体，两个夹持体间卡设有盐样，盐样外侧包覆有塑胶套，塑胶套两端分别套设在两个夹持体两端，塑胶套两端均卡设有塑胶环，两个夹持体间通过螺栓固定，两个夹持体一端分别设置有进气口和出气口。本发明创新性地将甲烷作为吸附气体测量盐岩在不同围压作用下的渗透率变化，克服盐岩易在水中潮解而不能采用核磁共振水饱和的方法测孔隙度的特性，且因本技术方案进行的实验为无损实验，低场核磁共振测得的T2谱能够反映盐岩的全部孔隙信息，保持了盐样的完整性，盐样可以循环利用。技术研发人员：张明天,范金洋,徐美静,姜德义,陈结,刘文浩,锁进杰,杨镇宇,汪一帆,郭鹏煜,王维浩,吴济涛,边星睿受保护的技术使用者：重庆大学技术研发日：技术公布日：2024/7/25