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一种页岩动态渗吸装置和确定动态渗吸影响结果的方法

摘要

本申请提供了一种页岩动态渗吸装置和确定动态渗吸影响结果的方法,所述装置包括:可移动样品支架,用于使样品在清洗烘干区域、自发渗吸区域之间移动,其上设置有称重传感器和样品夹;清洗烘干区域,用于对样品进行清洗烘干处理;自发渗吸区域,用于对清洗烘干后的样品进行渗吸实验;控制器,用于控制可移动样品支架移动使样品在清洗烘干区域、自发渗吸区域之间移动,用于控制样品夹开合门改变样品的渗吸方式和接触面积;溶液补给区域,用于对自发渗吸区域中用于自发渗吸实验的溶液进行补给,用于改变自发渗吸区域中用于自发渗吸实验的溶液。上述装置可以定量化评价不同影响因素对页岩渗吸能力的影响程度,提高评价页岩储层实际渗吸能力的准确性。

著录项

  • 公开/公告号CN112414884A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2021-02-26

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 中国石油大学(北京);

    申请/专利号CN202011229052.8

  • 申请日2020-11-06

  • 分类号G01N5/02(20060101);G01N13/04(20060101);

  • 代理机构11127 北京三友知识产权代理有限公司;

  • 代理人周达;李雅琪

  • 地址 102249 北京市昌平区府学路18号

  • 入库时间 2023-06-19 10:02:03

说明书

技术领域

本申请涉及油气田开发技术领域,特别涉及一种页岩动态渗吸装置和确定动态渗吸影响结果的方法。

背景技术

自发渗吸过程是一种非润湿性流体在毛细管力的作用下被另一种润湿性流体自发驱替的过程。储层岩石中的自发渗吸过程可能会受到储层表面张力、润湿性、孔隙结构、矿物组成与流体性质等诸多因素的影响。与开采常规油气藏不同,在开采页岩气藏的过程中,一般采用压裂技术增大流体与储层的接触面积、选择合适的压裂液驱替出储层中的油气等多方面提高页岩储层整体导流能力,最终实现页岩气增产。因此,研究不同影响因素对页岩自发渗吸行为影响程度的差异对准确评价页岩储层实际渗吸能力具有重要指导意义。

现有自发渗吸装置大多是在静态条件下进行实验,这样,基于现有自发渗吸装置研究不同影响因素对页岩自发渗吸行为影响程度的差异也仅是改变渗吸的温度、压力等外在环境条件,但在实际页岩储层压裂开发过程中,压裂液与储层的接触面积、压裂液的性质等诸多动态因素均能影响页岩的渗吸能力。所以利用现有技术的方法无法准确评价页岩储层实际渗吸能力,从而影响页岩气开发。

因此,业内亟需一种可以解决上述问题的技术方案。

发明内容

本申请实施例提供了一种页岩动态渗吸装置和确定动态渗吸影响结果的方法,可以定量化评价不同影响因素对页岩渗吸能力的影响程度,从而提高评价页岩储层实际渗吸能力的准确性。

本申请实施例提供了一种页岩动态渗吸装置,包括:可移动样品支架,用于使目标页岩样品在清洗烘干区域、自发渗吸区域之间移动,所述可移动样品支架上设置有称重传感器和样品夹,所述称重传感器用于检测所述目标页岩样品的质量,所述样品夹用于固定所述目标页岩样品,所述样品夹包括样品夹开合门;所述清洗烘干区域,用于对所述目标页岩样品进行清洗烘干处理;所述自发渗吸区域,用于对清洗烘干后的目标页岩样品进行渗吸实验;控制器,用于控制所述可移动样品支架移动,以使所述目标页岩样品在所述清洗烘干区域、所述自发渗吸区域之间移动,还用于控制所述样品夹开合门改变自发渗吸实验中所述目标页岩样品的渗吸方式和接触面积,还用于记录渗吸参数;溶液补给区域,与所述自发渗吸区域、所述清洗烘干区域和所述控制器相连,用于在所述控制器的控制下对所述自发渗吸区域中用于自发渗吸实验的溶液进行补给,用于在所述控制器的控制下对所述清洗烘干区域中清洁剂进行补给,还用于在所述控制器的控制下改变所述自发渗吸区域中用于自发渗吸实验的溶液。

本申请实施例还提供了一种使用页岩动态渗吸装置确定动态渗吸影响结果的方法,包括:将目标页岩样品固定在可移动样品支架上的样品夹中,并控制样品夹开合门打开;控制所述可移动样品支架将所述目标页岩样品移动到清洗烘干区域进行清洗烘干处理,控制样品夹开合门关闭;控制所述可移动样品支架将清洗烘干处理后的目标页岩样品从所述清洗烘干区域移动到自发渗吸区域,使得所述清洗烘干处理后的目标页岩样品在所述自发渗吸区域进行自发渗吸实验,获取目标页岩样品的渗吸参数;其中,在所述自发渗吸实验过程中,通过控制样品夹开合门改变所述目标页岩样品的渗吸方式和接触面积,通过控制溶液补给区域改变所述自发渗吸区域中用于自发渗吸实验的溶液;根据所述目标页岩样品的渗吸参数,确定渗吸影响结果。

本说明书提供的一种页岩动态渗吸装置和确定动态渗吸影响结果的方法。一些实施例中通过控制溶液补给器实现渗吸过程中溶液的动态化,获取不同溶液中渗吸质量,可以定量化评价实验溶液动态化对页岩渗吸行为的影响。通过控制样品夹开合门控制样品的渗吸方式,获取在不同渗吸方式中渗吸质量,可以定量化评价渗吸方式动态化对页岩渗吸行为的影响。通过控制样品夹开合门控制样品与溶液的接触面积,获取不同接触面积下的渗吸高度,可以定量化评价接触面积动态化对页岩渗吸行为的影响。通过将溶液动态化、渗吸方式动态化与接触面积动态化多种实验方式结合,不仅可以免除人为操作延误因素对实验过程的影响,提高评价页岩储层实际渗吸能力的准确性,而且可以满足实际生产研究需要,避免非均质性的影响。通过比较实验动态条件变化前后样品渗吸能力的差异,可以定量化评价动态条件对页岩渗吸能力的影响程度,从而为准确评价页岩储层实际渗吸能力提供理论支持。采用本说明书提供的实施方案,可以定量化评价不同影响因素对页岩渗吸能力的影响程度,从而提高评价页岩储层实际渗吸能力的准确性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解,构成本申请的一部分,并不构成对本申请的限定。在附图中:

图1是本说明书提供的一种页岩动态渗吸装置的一个实施例的示意图;

图2是本说明书提供的一种样品夹结构的一个实施例的示意图;

图3是本说明书提供的一种使用页岩动态渗吸装置确定动态渗吸影响结果的方法的一个实施例的流程示意图;

图4是本说明书提供的一种计算机设备组成结构示意图。

具体实施方式

下面将参考若干示例性实施方式来描述本申请的原理和精神。应当理解,给出这些实施方式仅仅是为了使本领域技术人员能够更好地理解进而实现本申请,而并非以任何方式限制本申请的范围。相反,提供这些实施方式是为了使本申请公开更加透彻和完整,并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。

本申请提供了一种页岩动态渗吸装置,该装置可以包括:可移动样品支架,用于使目标页岩样品在清洗烘干区域、自发渗吸区域之间移动,所述可移动样品支架上设置有称重传感器和样品夹,所述称重传感器用于检测所述目标页岩样品的质量,所述样品夹用于固定所述目标页岩样品,所述样品夹包括样品夹开合门;所述清洗烘干区域,用于对所述目标页岩样品进行清洗烘干处理;所述自发渗吸区域,用于对清洗烘干后的目标页岩样品进行渗吸实验;控制器,用于控制所述可移动样品支架移动,以使所述目标页岩样品在所述清洗烘干区域、所述自发渗吸区域之间移动,还用于控制所述样品夹开合门改变自发渗吸实验中所述目标页岩样品的渗吸方式和接触面积,还用于记录渗吸参数;溶液补给区域,与所述自发渗吸区域、所述清洗烘干区域和所述控制器相连,用于在所述控制器的控制下对所述自发渗吸区域中用于自发渗吸实验的溶液进行补给,用于在所述控制器的控制下对所述清洗烘干区域中清洁剂进行补给,还用于在所述控制器的控制下改变所述自发渗吸区域中用于自发渗吸实验的溶液。

如图1所示,图1是本说明书提供的一种页岩动态渗吸装置的一个实施例的示意图。具体的,本说明书提供的页岩动态渗吸装置可以包括可移动样品支架10、清洗烘干区域20、自发渗吸区域、控制器30,溶液补给区域40。可移动样品支架10,可以用于使目标页岩样品在清洗烘干区域20、自发渗吸区域之间移动。可移动样品支架10上设置有称重传感器11和样品夹12,称重传感器11可以用于检测目标页岩样品的质量,样品夹12可以用于固定目标页岩样品,样品夹12包括样品夹开合门。清洗烘干区域20,可以用于对目标页岩样品进行清洗烘干处理。自发渗吸区域,可以用于对清洗烘干后的目标页岩样品进行渗吸实验。控制器30,可以用于控制可移动样品支架10移动,以使目标页岩样品在清洗烘干区域20、自发渗吸区域之间移动。控制器30还可以用于控制样品夹开合门改变自发渗吸实验中目标页岩样品的渗吸方式和接触面积。控制器30还可以用于记录渗吸参数,例如,接触面积、渗吸高度等。溶液补给区域40,与自发渗吸区域、清洗烘干区域20和控制器30相连,可以用于在控制器30的控制下对自发渗吸区域中用于自发渗吸实验的溶液进行补给,还可以用于在控制器30的控制下对清洗烘干区域20中清洁剂进行补给,还可以用于在控制器30的控制下改变自发渗吸区域中用于自发渗吸实验的溶液。其中,在实验过程中,整个装置处于封闭的环境,各个区域在各处理步骤中也处于相对封闭的环境。一些实施场景中,在控制器的控制下可以在自发渗吸实验的溶液中增加溶剂,从而改变自发渗吸区域中用于自发渗吸实验的溶液。

一些实施例中,如图1所示,可移动样品支架10可以包括可伸缩悬挂臂13,样品夹12设置在可伸缩悬挂臂一端。一些实施场景中,可伸缩悬挂臂13能够伸缩且能够沿预设滑槽滑动,以使目标页岩样品在清洗烘干区域20和自发渗吸区域之间移动。

一些实施例中,如图1所示,清洗烘干区域20可以包括:第一开合控制门21、第一温度感应器22、第一恒温控制器23、第一发热器24、清洗槽25、超声波换能器26、转接口27。一些实施场景中,第一开合控制门打开时21,目标页岩样品进入清洗烘干区域20并被固定在可移动样品支架10上。第一温度感应器22用于检测清洗烘干区域20内的温度并将检测到的温度发送至控制器30,使得第一恒温控制器23与第一发热器24在控制器30的控制下联合作业,以在第一预设温度下对目标页岩样品进行烘干处理。清洗槽25用于盛放清洗剂,清洗槽25与超声波换能器26、转接口27连接。当目标页岩样品在自发渗吸区域过渡后,清洗槽25与超声波换能器26在控制器30的控制下联合作业,以清洗样品夹表面的残余溶液。其中,超声波换能器也可以称为超声波清洗仪。第一预设温度为烘干温度,可以根据实际实验需求设置,例如,70℃,烘干温度与烘干时长可以用来保证样品在进行渗吸实验时为干样。通常每进行一次实验前,可以通过第一恒温控制器23、第一发热器24与第一温度感应器22联合作用对于样品进行烘干处理,从而保证实验结果的准确性。

一些实施例中,如图1所示,自发渗吸区域可以包括水相自发渗吸区域50和油相自发渗吸区域60。一些实施场景中,水相自发渗吸区域50可以包括:第一控制开合门51、第二温度感应器52、第二恒温控制器53、第二发热器54、第一液位补给器55、第一液位监测器56、第一容器57。油相自发渗吸区域60可以包括:第二控制开合门61、第三温度感应器62、第三恒温控制器63、第三发热器64、第二液位补给器65、第二液位监测器66、第二容器67。溶液补给区域40可以包括:第二开合控制门41、第三液位补给器42、水相溶液补给槽43、水相溶剂补给槽44、第一废液收集器45、第四液位补给器46、油相溶液补给槽47、降粘剂补给槽48、第二废液收集器49。其中,第三液位补给器42分别与水相溶液补给槽43、水相溶剂补给槽44连接,第四液位补给器46分别与油相溶液补给槽47、降粘剂补给槽48连接。控制器30控制第二开合控制门41打开时,可以对溶液补给区域40内的溶液进行更换以及排出废液收集器内的废液。其中,第一容器57、第二容器67、水相溶液补给槽43和油相溶液补给槽47用于盛放用于自发渗吸实验的溶液。水相溶剂补给槽44与降粘剂补给槽48用于盛放改变自发渗吸实验中溶液的物质。第一液位补给器55与第三液位补给器42连通,以将水相溶液补给槽43中的溶液和/或水相溶剂补给槽44中溶剂补给到第一容器57中。第二液位补给器65与第四液位补给器46连通,以将油相溶液补给槽47中的溶液和/或降粘剂补给槽48中降粘剂补给到第二容器67中。通过在溶液中加入溶剂或降粘剂可以在实验过程中实现溶液动态化变化。

一些实施场景中,控制器30控制第一控制开合门51打开以使得可移动样品支架10将目标页岩样品移动到水相自发渗吸区域50,然后控制第一控制开合门51关闭,将目标页岩样品下放至第一容器57中的溶液中进行自发渗吸实验。第二温度感应器52用于检测水相自发渗吸区域50的温度,并将检测到的温度发送至控制器30,控制器30根据接收到的温度控制第二恒温控制器53和第二发热器54联合作用以使得水相自发渗吸区域50保持在第二预设温度下。第一液位监测器56用于监测第一容器57中的溶液的液位变化,并将监测到的液位变化发送至控制器30,控制器30根据液位变化控制第一液位补给器55和第三液位补给器42对第一容器57中的溶液进行补给。其中,使容器中溶液的液位发生变化的原因可能是蒸发、渗吸等。第二预设温度为水相自发渗吸对应的温度,可以根据实际实验需求设置。

一些实施场景中,控制器30控制第二控制开合门61打开以使得可移动样品支架10将目标页岩样品移动到油相自发渗吸区域60,然后控制第二控制开合门61关闭,将目标页岩样品下放至第二容器67中的溶液中进行自发渗吸实验。第三温度感应器62用于检测油相自发渗吸区域60的温度,并将检测到的温度发送至控制器30,控制器30根据接收到的温度控制第三恒温控制器63和第三发热器64联合作用以使得油相自发渗吸区域60保持在第三预设温度下。第二液位监测器65用于监测第二容器67中的溶液的液位变化,并将监测到的液位变化发送至控制器30,控制器30根据液位变化控制第二液位补给器65和第四液位补给器46对第二容器67中的溶液进行补给。其中,第三预设温度为油相自发渗吸对应的温度,可以根据实际实验需求设置。

一些实施例中,自发渗吸区域还可以包括:电导率机构和电导率感应器。其中,电导率电极与电导率机构相连接,电导率电极可以伸入容器中的溶液中,以检测溶液的电导率,并将检测到的电导率发送至控制器。控制器可以根据接收到的电导率,得到自发渗吸过程中溶液电导率随时间的变化情况,从而了解目标页岩样品的吸水速率、毛管力、吸水量以及目标页岩样品中离子的溶出情况等。如图1所示,在水相自发渗吸区域50中包括电导率机构58和电导率感应器59,在油相自发渗吸区域60中包括电导率机构68和电导率感应器69。一些实施场景中,电导率机构的精度可达0.001mS/cm。

一些实施例中,如图1所示,溶液补给区域还可以包括清洁剂供给槽71、清洁剂供给器72、废液收集槽73、排液器74。其中,清洁剂供给槽71用于盛放用于清洗样品夹表面残留物的清洁剂。清洁剂供给器72与清洗烘干区域20中清洗槽25连通,以将清洁剂供给槽71中清洁剂输送到清洗槽25中。废液收集槽73用于盛放废除清洗剂。排液器74与清洗槽25连通,以将清洗槽25中废除清洗剂输送到废液收集槽73中。

一些实施例中,样品夹12可以包括第一样品夹开合门、第二样品夹开合门。具体的,如图2所示,图2是本说明书提供的一种样品夹结构的一个实施例的示意图。具体的,样品夹12包括第一样品夹开合门120、第二样品夹开合门121、样品夹内板122、样品夹外板123、支撑臂124以及悬挂臂连接口125。其中,样品夹内板122附有微小流量传感器,支撑臂124附有压力传感器,样品夹内板122与支撑臂124联合作业可以使自发渗吸实验的溶液无法渗入样品夹内板与目标页岩样品之间。悬挂臂连接口125用于与可移动样品支架10包括的可伸缩悬挂臂13连接。通过控制器30可以控制第一样品夹开合门120、第二样品夹开合门121打开与关闭,以及开合大小程度,从而动态改变自发渗吸实验中目标页岩样品的渗吸方式和接触面积。

上述实施例中的页岩动态渗吸装置,通过控制溶液补给器实现渗吸过程中溶液的动态化,获取不同溶液中渗吸质量,可以定量化评价实验溶液动态化对页岩渗吸行为的影响。通过控制样品夹开合门控制样品的渗吸方式,获取在不同渗吸方式中渗吸质量,可以定量化评价渗吸方式动态化对页岩渗吸行为的影响。通过控制样品夹开合门控制样品与溶液的接触面积,获取不同接触面积下的渗吸高度,可以定量化评价接触面积动态化对页岩渗吸行为的影响。通过将溶液动态化、渗吸方式动态化与接触面积动态化多种实验方式结合,不仅可以免除人为操作延误因素对实验过程的影响,提高评价页岩储层实际渗吸能力的准确性,而且可以满足实际生产研究需要,避免非均质性的影响。通过比较实验动态条件变化前后样品渗吸能力的差异,可以定量化评价动态条件对页岩渗吸能力的影响程度,从而为准确评价页岩储层实际渗吸能力提供理论支持。此外,由于整个装置在实验进行时处于封闭的环境,可以避免实验过程中环境变化而引起的实验误差,提高精度。由于装置中目标页岩样品可以为边长最小1cm的正方体页岩样品,而现有技术中需要较大的样品,因此,本方案中大大降低了样品大小对实验的限制。

基于上述页岩动态渗吸装置,本申请实施例还提供了一种使用上述任意实施例所述的页岩动态渗吸装置确定动态渗吸影响结果的方法,图3是本说明书提供的一种使用页岩动态渗吸装置确定动态渗吸影响结果的方法的一个实施例的流程示意图。虽然本申请提供了如下述实施例或附图所示的方法操作步骤或装置结构,但基于常规或者无需创造性的劳动在所述方法或装置中可以包括更多或者更少的操作步骤或模块单元。在逻辑性上不存在必要因果关系的步骤或结构中,这些步骤的执行顺序或装置的模块结构不限于本申请实施例描述及附图所示的执行顺序或模块结构。所述的方法或模块结构的在实际中的装置或终端产品应用时,可以按照实施例或者附图所示的方法或模块结构连接进行顺序执行或者并行执行(例如并行处理器或者多线程处理的环境,甚至分布式处理环境)。

具体地,如图3所示,本申请一种实施例提供的使用页岩动态渗吸装置确定动态渗吸影响结果的方法可以包括以下步骤:

S201:将目标页岩样品固定在可移动样品支架上的样品夹中,并控制样品夹开合门打开;

S203:控制可移动样品支架将目标页岩样品移动到清洗烘干区域进行清洗烘干处理,控制样品夹开合门关闭;

S205:控制可移动样品支架将清洗烘干处理后的目标页岩样品从清洗烘干区域移动到自发渗吸区域,使得清洗烘干处理后的目标页岩样品在自发渗吸区域进行自发渗吸实验,获取目标页岩样品的渗吸参数;其中,在自发渗吸实验过程中,通过控制样品夹开合门改变目标页岩样品的渗吸方式和接触面积,通过控制溶液补给区域改变自发渗吸区域中用于自发渗吸实验的溶液;

S207:根据目标页岩样品的渗吸参数,确定渗吸影响结果。

其中,渗吸方式可以通过渗吸时溶液进入样品的方式与样品内气体排出方式的关系表征,其可以通过控制样品夹开合门实现。例如,打开第一样品夹开合门,溶液从底部进入样品,样品内的气体从底部排出,再如,打开第一样品夹开合门和打开第二样品夹开合门,溶液从底部进入样品,样品内的气体从上部排出等。渗吸参数可以包括渗吸质量、渗吸高度、接触面积等。渗吸影响结果可以通过页岩样品相对润湿性、页岩样品渗吸交互方式影响指数、页岩样品接触面积影响指数等表征。

一些实施场景中,页岩样品相对润湿性大于1,可以表示页岩样品亲水;页岩样品相对润湿性等于1,可以表示页岩样品混合润湿;页岩样品相对润湿性小于1,可以表示页岩样品亲油。页岩样品渗吸交互方式影响指数大于等于1,可以表示页岩样品渗吸交互方式影响页岩样品渗吸行为,且渗吸交互方式影响指数越大,页岩样品渗吸交互方式影响页岩样品渗吸行为越明显。页岩样品接触面积影响指数越大,可以表示页岩样品接触面积对页岩自发渗吸过程的影响越大。

一些实施例中,控制所述可移动样品支架将所述目标页岩样品移动到清洗烘干区域进行清洗烘干处理,可以包括:控制所述可移动样品支架将所述目标页岩样品移动到所述清洗烘干区域;获取第一温度感应器检测到的温度;根据所述第一温度感应器检测到的温度控制第一恒温控制器和第一发热器联合作业,以在第一预设温度下对所述目标页岩样品进行烘干处理。

一些实施例中,所述自发渗吸区域包括水相自发渗吸区域和油相自发渗吸区域;所述样品夹开合门包括第一样品夹开合门、第二样品夹开合门。相应的,一些实施例中,所述控制所述可移动样品支架将清洗烘干处理后的目标页岩样品从所述清洗烘干区域移动到自发渗吸区域,使得所述清洗烘干处理后的目标页岩样品在所述自发渗吸区域进行自发渗吸实验,获取目标页岩样品的渗吸参数,可以包括:控制所述可移动样品支架将清洗烘干处理后的目标页岩样品从所述清洗烘干区域移动到所述油相自发渗吸区域,控制所述第一样品夹开合门打开,使得所述清洗烘干处理后的目标页岩样品在所述油相自发渗吸区域进行第一预设时间的自发渗吸实验后,控制所述第一样品夹开合门关闭;控制所述可移动样品支架将在所述油相自发渗吸区域进行自发渗吸实验后的目标页岩样品移动到所述清洗烘干区域,以使得在所述清洗烘干区域对固定所述目标页岩样品的样品夹表面进行清洗烘干处理,并从称重传感器获取在所述油相自发渗吸区域渗吸后的目标页岩样品的第一渗吸质量;控制所述可移动样品支架将所述在所述油相自发渗吸区域渗吸后且对样品夹表面进行清洗烘干处理的目标页岩样品从所述清洗烘干区域移动到所述水相自发渗吸区域,控制所述第一样品夹开合门打开,使得所述在所述油相自发渗吸区域渗吸后且对样品夹表面进行清洗烘干处理的目标页岩样品在所述水相自发渗吸区域进行第一预设时间的自发渗吸实验后,控制所述第一样品夹开合门关闭;控制所述可移动样品支架将在所述水相自发渗吸区域进行自发渗吸实验后的目标页岩样品移动到所述清洗烘干区域,以使得在所述清洗烘干区域对固定所述目标页岩样品的样品夹表面进行清洗烘干处理,并从称重传感器获取在所述水相自发渗吸区域渗吸后的目标页岩样品的第二渗吸质量。

一些实施例中,所述控制所述可移动样品支架将清洗烘干处理后的目标页岩样品从所述清洗烘干区域移动到自发渗吸区域,使得所述清洗烘干处理后的目标页岩样品在所述自发渗吸区域进行自发渗吸实验,获取目标页岩样品的渗吸参数,可以包括:控制所述可移动样品支架将清洗烘干处理后的目标页岩样品从所述清洗烘干区域移动到水/油相自发渗吸区域,控制所述第一样品夹开合门打开,使得所述清洗烘干处理后的目标页岩样品在所述水/油相自发渗吸区域进行第二预设时间的自发渗吸实验后,从称重传感器获取在所述水/油相自发渗吸区域渗吸后的目标页岩样品的第三渗吸质量;控制所述第二样品夹开合门打开,使得所述目标页岩样品继续在所述水/油相自发渗吸区域进行第二预设时间的自发渗吸实验后,从称重传感器获取在所述水/油相自发渗吸区域渗吸后的目标页岩样品的第四渗吸质量。

一些实施例中,所述控制所述可移动样品支架将清洗烘干处理后的目标页岩样品从所述清洗烘干区域移动到自发渗吸区域,使得所述清洗烘干处理后的目标页岩样品在所述自发渗吸区域进行自发渗吸实验,获取目标页岩样品的渗吸参数,可以包括:控制所述可移动样品支架将清洗烘干处理后的目标页岩样品从所述清洗烘干区域移动到水/油相自发渗吸区域,控制所述第一样品夹开合门使所述目标页岩样品与所述水/油相自发渗吸区域的接触面积为第一接触面积,使得所述清洗烘干处理后的目标页岩样品在所述水/油相自发渗吸区域进行第三预设时间的自发渗吸实验后,从控制器获取在所述水/油相自发渗吸区域渗吸后的目标页岩样品的第一渗吸高度;控制所述第一样品夹开合门使所述目标页岩样品与所述水/油相自发渗吸区域的接触面积为第二接触面积,使得所述目标页岩样品继续在所述水/油相自发渗吸区域进行第三预设时间的自发渗吸实验后,从控制器获取在所述水/油相自发渗吸区域渗吸后的目标页岩样品的第二渗吸高度。

需要说明的是,上述只是进行示例性说明,本说明书实施例的方式不限于上述举例,所属领域技术人员在本申请技术精髓的启示下,还可能做出其它变更,但只要其实现的功能和效果与本申请相同或相似,均应涵盖于本申请保护范围内。例如一些实施场景中,若是连续进行不同实验,则在将进行自发渗吸实验后的页岩样品移动到清洗烘干区域后,不仅需要对固定页岩样品的样品夹表面进行清洗烘干处理,还可能需要将样品夹开合门打开将页岩样品进行烘干处理,具体可以根据实际场景进行控制。

一些实施例中,可以根据所述目标页岩样品的渗吸参数,利用下述公式确定所述目标页岩样品的相对润湿性:

其中,RW

一些实施例中,可以获取所述目标页岩样品初始烘干质量,根据所述初始烘干质量和所述目标页岩样品的渗吸参数,利用下述公式确定所述目标页岩样品的渗吸交互方式影响指数:

其中,IC

一些实施例中,可以根据所述目标页岩样品的渗吸参数,利用下述公式确定所述目标页岩样品的接触面积影响指数:

其中,A

需要说明的是,一些实施例中,所述根据所述目标页岩样品的渗吸参数,确定渗吸影响结果,可以包括上述实施方式中的一种或多种组合,上述只是进行示例性说明,对本说明书其它实施例并不构成限定。

一些实施例中,所述控制所述可移动样品支架将清洗烘干处理后的目标页岩样品从所述清洗烘干区域移动到自发渗吸区域,使得所述清洗烘干处理后的目标页岩样品在所述自发渗吸区域进行自发渗吸实验,还可以包括:控制所述可移动样品支架将清洗烘干处理后的目标页岩样品从所述清洗烘干区域移动到自发渗吸区域;获取温度感应器检测到的温度和液位监测器检测到的容器中的溶液的液位变化;根据所述温度感应器检测到的温度控制恒温控制器和发热器联合作业,以在预设温度下对所述目标页岩样品进行自发渗吸实验;根据所述液位变化控制液位补给器对所述容器中的溶液进行补给。

当然,上述只是进行示例性说明,本说明书实施例的方式不限于上述举例,所属领域技术人员在本申请技术精髓的启示下,还可能做出其它变更,但只要其实现的功能和效果与本申请相同或相似,均应涵盖于本申请保护范围内。

下面结合一个具体实施例对上述方法进行说明,然而,值得注意的是,该具体实施例仅是为了更好地说明本申请,并不构成对本申请的不当限定。

在本实施例中,使用页岩动态渗吸装置确定动态渗吸影响结果的方法包括以下步骤:

步骤1,首先打开第一开合控制门21,将目标页岩样品(长宽高为1cm左右的规则页岩正方体)固定于可移动样品架10上样品夹12上,调节样品夹四周内板与外板的高度使得内板与外板的顶底部与样品顶底部齐平,保持第一样品夹开合门120、第二样品夹开合门121开启,再关闭第一开合控制门21。

步骤2,通过控制器30控制第一恒温控制器23和第一发热器24联合作业,使清洗烘干区域20的温度保持在70°,持续烘干48h以上,之后,控制器30从称重传感器11获取目标页岩样品的初始烘干质量m

本实施例中,称重传感器11的精度可达0.01mg。

步骤3,通过控制器30控制可移动样品支架10在清洗烘干区域20、油相自发渗吸区域60、水相自发渗吸区域50之间移动,实现目标页岩样品在不同溶液中进行自发渗吸实验。

具体的,通过控制器30开启第二控制开合门61,可伸缩悬挂臂13通过滑槽移动至油相自发渗吸区域60中第二容器67上方,关闭第二控制开合门61,可伸缩悬挂臂13伸长,将样品夹12下放至油相溶液中,开启第一样品夹开合门120,使目标页岩样品进行自发渗吸实验,控制器30从称重传感器11实时获取质量读数,实验t时间后,关闭第一样品夹开合门120,通过控制器30再次开启第二控制开合门61,可伸缩悬挂臂13收缩并通过滑槽移动至清洗烘干区域20,关闭第二控制开合门61,控制超声波换能器26与第一发热器24联合作业去除样品夹12表面残留油相物质以保持其表面干燥,之后,记录此时目标页岩样品的渗吸质量为m

进一步,通过控制器30开启第一控制开合门51,可伸缩悬挂臂13通过滑槽移动至水相自发渗吸区域50中第一容器57上方,关闭第一控制开合门51,可伸缩悬挂臂13伸长,将样品夹12下放至水相溶液中,开启第一样品夹开合门120,使目标页岩样品进行自发渗吸实验,控制器30从称重传感器11实时获取质量读数,实验t时间后,关闭第一样品夹开合门120,通过控制器30再次开启第一控制开合门51,可伸缩悬挂臂13收缩并通过滑槽移动至清洗烘干区域20,关闭第一控制开合门51,控制超声波换能器26与第一发热器24联合作业去除样品夹12表面残留水相物质以保持其表面干燥,之后,记录此时目标页岩样品的渗吸质量为m

进一步,根据公式(1)计算页岩样品相对润湿性。其中,相对润湿性大于1,则说明页岩样品亲水;相对润湿性等于1,则说明页岩样品混合润湿;相对润湿性小于1,则说明页岩样品亲油。

一些实施场景中,在实验过程中可以通过第三液位补给器42与第四液位补给器46分别向水相溶液与油相溶液中增添溶剂与降粘剂,从而实现单相渗吸区域内渗吸过程溶液动态化。

本实施例中,通过控制溶液补给器实现渗吸过程中溶液的动态化,并实现实验完成后废液自动收集真正实现全自动化,可研究实验溶液动态化对页岩渗吸行为的影响。

步骤4,通过控制器30控制第一样品夹开合门120、第二样品夹开合门121改变目标页岩样品渗吸方式,实现目标页岩样品在不同渗吸方式下进行自发渗吸实验。

具体的,通过控制器30开启第一控制开合门51(或第二控制开合门61),可伸缩悬挂臂13通过滑槽移动至水相自发渗吸区域50中第一容器57(或油相自发渗吸区域60中第二容器67)上方,关闭第一控制开合门51(或第二控制开合门61),可伸缩悬挂臂13伸长,将样品夹12下放至水相溶液(或油相溶液)中,开启第一样品夹开合门120,使目标页岩样品进行自发渗吸实验,控制器30从称重传感器11实时获取质量读数,实验t时间后,记录此时目标页岩样品的渗吸质量为m

进一步,通过控制器30开启第二样品夹开合门121,使目标页岩样品继续进行自发渗吸实验,控制器30从称重传感器11实时获取质量读数,实验t时间后,记录此时目标页岩样品的渗吸质量为m

进一步,根据公式(2)计算页岩样品渗吸交互方式影响指数。其中,渗吸交互方式影响指数大于等于1则说明页岩样品渗吸交互方式影响页岩样品渗吸行为,且渗吸交互方式影响指数越大,页岩样品渗吸交互方式影响页岩样品渗吸行为越明显。

本实施例中,通过控制样品夹开合门控制样品的渗吸方式,可研究样品的渗吸方式动态化对页岩渗吸行为的影响。

步骤5,通过控制器30控制第一样品夹开合门120改变目标页岩样品渗吸时的接触面积,实现目标页岩样品在不同接触面积下进行自发渗吸实验。

具体的,通过控制器30开启第一控制开合门51(或第二控制开合门61),可伸缩悬挂臂13通过滑槽移动至水相自发渗吸区域50中第一容器57(或油相自发渗吸区域60中第二容器67)上方,关闭第一控制开合门51(或第二控制开合门61),可伸缩悬挂臂13伸长,将样品夹12下放至水相溶液(或油相溶液)中,控制第一样品夹开合门120使目标页岩样品与水相溶液(或油相溶液)的接触面积为A1,之后使目标页岩样品进行自发渗吸实验,控制器30从称重传感器11实时获取质量读数,实验t时间后,记录此时目标页岩样品的渗吸高度为H1。

进一步,控制第一样品夹开合门120使目标页岩样品与水相溶液(或油相溶液)的接触面积为A2,继续进行自发渗吸实验,控制器30从称重传感器11实时获取质量读数,实验t时间后,记录此时目标页岩样品的渗吸高度为H2。

进一步,根据公式(3)计算页岩样品接触面积影响指数。其中,接触面积影响指数越大,样品接触面积对页岩自发渗吸过程的影响越大。

本实施例中,通过控制样品夹开合门控制样品与溶液的接触面积,可研究样品的接触面积动态化对页岩渗吸行为的影响。

需要说明的是,上述步骤2后,可以执行上述步骤3-步骤5中一个步骤或多个步骤,执行顺序可以是随机、依次、并列等。这样,利用本方案不仅可以实现单一样品参数横向比较也可多个样品纵向比较,而且还可以在单个样品中将多种实验方式结合,实现在单个样品中研究复合因素对页岩渗吸行为的影响,从而可以在免除人为操作延误因素对实验过程的影响,提高评价页岩储层实际渗吸能力的准确性的同时,满足实际生产研究需要,避免非均质性的影响。其中,上述实施例中,不同步骤中t可以相同,也可以不同,具体可以根据实际场景设定。

当然,上述只是进行示例性说明,本说明书实施例的方式不限于上述举例,所属领域技术人员在本申请技术精髓的启示下,还可能做出其它变更,但只要其实现的功能和效果与本申请相同或相似,均应涵盖于本申请保护范围内。

上述实施例中的方法,通过控制溶液补给器实现渗吸过程中溶液的动态化,获取不同溶液中渗吸质量,可以定量化评价实验溶液动态化对页岩渗吸行为的影响。通过控制样品夹开合门控制样品的渗吸方式,获取在不同渗吸方式中渗吸质量,可以定量化评价渗吸方式动态化对页岩渗吸行为的影响。通过控制样品夹开合门控制样品与溶液的接触面积,获取不同接触面积下的渗吸高度,可以定量化评价接触面积动态化对页岩渗吸行为的影响。

从以上的描述中,可以看出,本申请实施例实现了如下技术效果:通过控制器实现渗吸装置的自动化控制,操作简单,效率高。由于整个装置在实验进行时处于封闭的环境,可以避免实验过程中环境变化而引起的实验误差,从而可以提高精度。通过将溶液动态化、渗吸方式动态化与接触面积动态化多种实验方式结合,不仅可以免除人为操作延误因素对实验过程的影响,提高评价页岩储层实际渗吸能力的准确性,而且可以满足实际生产研究需要,避免非均质性的影响。通过比较实验动态条件变化前后样品渗吸能力的差异,可以定量化评价动态条件对页岩渗吸能力的影响程度,从而为准确评价页岩储层实际渗吸能力提供理论支持。

本申请实施方式还提供了一种计算机设备,如图4所示,图4是本说明书提供的一种计算机设备组成结构示意图,所述计算机设备具体可以包括输入设备301、处理器302、存储器303。其中,所述存储器303用于存储处理器可执行指令。所述处理器302执行所述指令时实现上述任意实施例中所述的使用页岩动态渗吸装置确定动态渗吸影响结果的方法的步骤。

在本实施方式中,所述输入设备具体可以是用户和计算机系统之间进行信息交换的主要装置之一。所述输入设备可以包括键盘、鼠标、摄像头、扫描仪、光笔、手写输入板、语音输入装置等;输入设备用于把原始数据和处理这些数的程序输入到计算机中。所述输入设备还可以获取接收其他模块、单元、设备传输过来的数据。所述处理器可以按任何适当的方式实现。例如,处理器可以采取例如微处理器或处理器以及存储可由该(微)处理器执行的计算机可读程序代码(例如软件或固件)的计算机可读介质、逻辑门、开关、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit,ASIC)、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器的形式等等。所述存储器具体可以是现代信息技术中用于保存信息的记忆设备。所述存储器可以包括多个层次,在数字系统中,只要能保存二进制数据的都可以是存储器;在集成电路中,一个没有实物形式的具有存储功能的电路也叫存储器,如RAM、FIFO等;在系统中,具有实物形式的存储设备也叫存储器,如内存条、TF卡等。

在本实施方式中,该计算机设备具体实现的功能和效果,可以与其它实施方式对照解释,在此不再赘述。

显然,本领域的技术人员应该明白,上述的本申请实施例的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现,它们可以集中在单个的计算装置上,或者分布在多个计算装置所组成的网络上,可选地,它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现,从而,可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行,并且在某些情况下,可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤,或者将它们分别制作成各个集成电路模块,或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样,本申请实施例不限制于任何特定的硬件和软件结合。

应该理解,以上描述是为了进行图示说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述,在所提供的示例之外的许多实施方式和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。因此,本申请的范围不应该参照上述描述来确定,而是应该参照前述权利要求以及这些权利要求所拥有的等价物的全部范围来确定。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已,并不用于限制本申请,对于本领域的技术人员来说,本申请实施例可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。

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