本發明公開了一種氣體在致密巖芯中滲流規律的快速準確測定裝置和方法，其中裝置包括三軸巖芯夾持器、管路系統、滲流系統、壓力系統、閥門系統和數據采集處理系統；方法包括如下步驟：測定致密巖芯的視滲透率；通過保持致密巖芯的軸向位移不變，調節施加于致密巖芯上的軸壓和圍壓，測定致密巖芯的Biot系數；根據測得的Biot系數，保持致密巖芯的有效應力不變，測定氣體在致密巖芯中滲流的Klinkenberg系數。該裝置和方法可以準確快速地測定氣體在致密巖芯中的滲流規律，操作簡單，對于致密氣藏的勘探開發有著重要的意義。

技術領域

本發明涉及致密氣藏勘探開發技術領域，特別是涉及一種氣體在致密巖芯中滲流規律的快速準確測定裝置和方法。

背景技術

在我國已探明的天然氣藏中，致密氣藏的儲氣量在總儲氣量中占有相當大的比例，具有廣闊的開發前景。研究結果表明，采用常規氣藏分析方法去模擬致密氣藏的生產動態會使分析結果的準確性大大降低。這是由氣體在致密氣藏中滲流機理的特殊性造成的，主要體現在以下兩個方面：1.氣體在致密巖芯中的滲流存在“Klinkenberg”效應，使得其滲流規律偏離達西線性滲流；2.致密巖芯中的大多數孔喉尺寸在納微米數量級，使得滲流過程中的流-固耦合作用顯著。

因此，準確地描述氣體在致密氣藏中的滲流規律，揭示致密儲層滲透性演化機理，對致密氣藏的高效開發至關重要。

發明內容

本發明的目的是提供一種氣體在致密巖芯中滲流規律的快速準確測定裝置和方法，用于快速準確地測量致密巖芯視滲透率、Biot系數，以及氣體在致密巖芯中滲流時的Klinkenberg系數。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

本發明公開了一種氣體在致密巖芯中滲流規律的快速準確測定裝置，包括：

三軸巖芯夾持器，所述三軸巖芯夾持器用于夾持致密巖芯；

管路系統，所述管路系統包括進氣管路、出氣管路、第一并聯管路、第二并聯管路和末端支路，所述進氣管路的后端與所述三軸巖芯夾持器的進氣口相連，所述出氣管路的前端與所述三軸巖芯夾持器的出氣口相連，所述第一并聯管路和第二并聯管路并聯且兩端分別與所述進氣管路、所述出氣管路相連，所述末端管路的前端與所述出氣管路相連且所述末端管路與所述第一并聯管路串聯；

滲流系統，所述滲流系統包括沿所述進氣管路由前至后依次設置的氣源、第一氣瓶、第二氣瓶、第三氣瓶，以及沿所述出氣管路由前至后依次設置的第四氣瓶和第五氣瓶；

壓力系統，所述壓力系統包括靜音空氣壓縮機、軸壓泵、圍壓泵、氣體壓差開關、氣體增壓泵和抽真空機，所述軸壓泵和所述圍壓泵分別用于對致密巖芯施加軸壓和圍壓，所述靜音空氣壓縮機設置于所述進氣管路上且位于所述氣源與所述第一氣瓶之間，所述氣體壓差開關設置于所述第一并聯管路上，所述氣體增壓泵設置于所述第二并聯管路上，所述抽真空機設置于所述出氣管路的后端；

閥門系統，所述閥門系統包括設置于所述進氣管路上的第一開關閥、第二開關閥、減壓閥、第三開關閥、第四開關閥和第五開關閥，以及設置于所述出氣管路上的第六開關閥、第七開關閥、第八開關閥，以及設置于所述末端管路上的第九開關閥，所述第一開關閥位于所述靜音空氣壓縮機與所述第一氣瓶之間，所述第二開關閥、所述減壓閥、所述第三開關閥由前至后依次設置于所述第一氣瓶與所述第二氣瓶之間，所述第四開關閥位于所述第二氣瓶與所述第三氣瓶之間，所述第五開關閥位于所述第三氣瓶與所述三軸巖芯夾持器之間，所述第六開關閥位于所述三軸巖芯夾持器與所述第四氣瓶之間，所述第七開關閥位于所述第四氣瓶與所述第五氣瓶之間，所述第八開關閥位于所述第五氣瓶與所述抽真空機之間；