一种岩心动电渗透率测量系统技术方案

一种岩心动电渗透率测量系统，它涉及一种测量系统，具体涉及一种岩心动电渗透率测量系统。本发明专利技术为了解决现有岩心动电测量系统测量准确性较差的问题。本发明专利技术包括激励压力源、压力传感器组件、岩心夹持器、高压气瓶、数据采集装置、信号发生器、电流源、电阻、第一平台、第二平台和两个双刀单掷开关，所述激励压力源设置在第一平台上，所述压力传感器组件、岩心夹持器、高压气瓶、数据采集装置、信号发生器、电流源、电阻均设置在第二平台上，所述激励压力源与所述压力传感器组件连接。本发明专利技术属于地球物理学领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种测量系统，具体涉及一种岩心动电渗透率测量系统，属于地球物理学领域。
技术介绍
动电耦合系数可用于地震预警及石油勘探领域。灾害性地震是人类十分关注、但认识尚不充分的自然现象。国内外曾多次测到地震诱导的电磁信号，两者在波形上具有良好的相关性。由于电磁波速度远大于地震波，因此有望利用地震诱导电磁信号来完善和提升目前的地震预警系统，而动电耦合系数是反演地震强度的关键参数之一。随钻测井是目前石油勘探的研究热点之一，它能够快速的探测周围的地层，从而提升油气开采效率。但是随钻测井要求钻铤保持较高的结构强度，因此不能应用传统的刻槽方法来抑制钻铤波，这对声发送-声接收的声波测井造成了极大干扰，而声发送-电接收的动电测井能够有效的避免钻铤波的干扰，动电耦合系数是动电测井中反演地层参数的关键之一。渗透率是评价油气开采速度的一个重要参数。目前常见的渗透率测量的方法有气测法、达西法和瞬态压力阀。气测法测的是气渗透率，由于气体和液体有较大的差异，因此气渗透率不能很好地评价液体的渗流能力；达西法是直流、单向的液渗透率测量方法。一方面由于液体长时间单向流动，极易发生微小孔隙的堵塞，因此测得的渗透率会随着测量时间而明显变小；另一方面，当渗透率较小时，需要加载较大的压力差，这会破坏岩心的孔道结构，改变岩心的渗透率。瞬态压力法是瞬态、单向的液渗透率测量方法。首先，它加载的压力差较大，极易破坏岩心的孔道结构，从而改变渗透率；其次，当渗透率较大时，压力差的衰减过快，以至于难以测量；最后，液体是单向流动的，虽然测量时间要小于达西法，但仍然会引起一定程度的孔隙堵塞。动电耦合法的是交流、低压力差的液渗透率测量方法。这种方法完全避免了高压力差对孔道结构的破坏，是一种前沿的渗透率测量方法。然而，目前的岩心动电渗透率测量系统存在着如下四个问题：1.在流动电势实验中，激励压力作用于单侧堵头，使得该侧堵头的压力恒高于另一侧，进而使渗流在总体上呈单向流动，这会引起孔隙堵塞，降低渗透率。2.带橡胶膜的流动电势实验的堵头和不允许带橡胶膜的电渗堵头存在差异，两者不能使用相同的堵头，所以在动电测量的过程中需要拆卸并更换堵头。在拆卸前后，电极的形
状及位置发生了变化、电解质的参数也发生了变化，这削弱了动电实验的对称性，破坏了Onsager互易定理，使得测得的动电耦合系数及动电渗透率存在着误差。3.在流动电势实验中，使用激振器直接接触岩心夹持器进行激励压力驱动。这使得岩心夹持器发生明显的震动，并导致激励压力的波形非正弦且不可控。过强的震动会干扰激励压力的测量；由于动电效应与频率有关，所以激励压力波形的不可控性会干扰流动电势的测量。震动还会导致测量线路切割磁力线产生同频干扰，由于动电信号很微弱且依赖于频率检测，这样的噪声也是无法忽略的。4.在流动电势实验中，需要获得的是系统在低频极限上的流动电势系数，而激振器的原理使得其在1Hz以下即发生严重失真，更加无法达到0.1Hz以下，这降低了流动电势测量的准确性。由此可见，目前的岩心动电测量系统有必要进一步完善。
技术实现思路
本专利技术为解决现有岩心动电测量系统测量准确性较差的问题，进而提出一种岩心动电渗透率测量系统。本专利技术为解决上述问题采取的技术方案是：本专利技术包括激励压力源、压力传感器组件、岩心夹持器、高压气瓶、数据采集装置、信号发生器、电流源、电阻、第一平台、第二平台和两个双刀单掷开关，所述激励压力源设置在第一平台上，所述压力传感器组件、岩心夹持器、高压气瓶、数据采集装置、信号发生器、电流源、电阻均设置在第二平台上，所述激励压力源与所述压力传感器组件连接，岩心夹持器与所述压力传感器组件连接，岩心夹持器还与数据采集装置连接，高压气瓶的气体出口与岩心夹持器连接，电流源的正极通过线路与岩心夹持器连接，且所述线路上设有双刀单掷开关，电流源的负极通过线路与电阻连接，且所述线路上设有双刀单掷开关，电阻通过线路与岩心夹持器连接，电流源与信号发生器连接，两个双刀单掷开关设置在第二平台上。本专利技术的有益效果是：本专利技术解决了现有岩心动电渗透率测量系统存在着的四个问题。1.在流动电势实验中，本专利技术的激励压力对称得作用于岩心的两侧，使得岩心中渗流为严格的往复交流运动，避免了孔隙堵塞引起的渗透率下降。2.由于本专利技术中的流动电势实验的堵头不再使用橡胶膜，所以可以将流动电势和电渗实验的堵头合二为一，并进行优化设计，从而避免了动电测量过程中的堵头更换，以及由此引起的对动电实验对称性的削弱。3.在本专利技术中，我们将激励压力源放置在第一平台上，将岩心夹持器等其他设备放置在第二平台上，两者仅通过柔性管道进行连接。从而避免了岩心夹持器和测量线路的震动，
降低了测量误差和干扰噪声。4.步进电机驱动的激励压力源，能很好地输出低至1mHz的正弦信号，从而能容易的获得流动电势系数的低频极限值。附图说明图1是本专利技术的整体结构示意图，图2是岩心夹持器的结构示意图。具体实施方式具体实施方式一：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述一种岩心动电渗透率测量系统包括激励压力源、压力传感器组件、岩心夹持器16、高压气瓶17、数据采集装置18、信号发生器19、电流源20、电阻22、第一平台33、第二平台34和两个双刀单掷开关21，所述激励压力源设置在第一平台33上，所述压力传感器组件、岩心夹持器16、高压气瓶17、数据采集装置18、信号发生器19、电流源20、电阻22均设置在第二平台34上，所述激励压力源与所述压力传感器组件连接，岩心夹持器16与所述压力传感器组件连接，岩心夹持器16还与数据采集装置18连接，高压气瓶17的气体出口与岩心夹持器16连接，电流源20的正极通过线路与岩心夹持器16连接，且所述线路上设有双刀单掷开关21，电流源20的负极通过线路与电阻22连接，且所述线路上设有双刀单掷开关21，电阻22通过线路与岩心夹持器16连接，电流源20与信号发生器19连接，两个双刀单掷开关21设置在第二平台34上。具体实施方式二：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述一种岩心动电渗透率测量系统的激励压力源包括第一阀门1、第二阀门2、电机驱动器7、步进电机8、带针圆盘9、轭10、双活塞杆双向气缸11、第一缓冲室12和第二缓冲室13，步进电机8与电机驱动器7连接，带针圆盘9套装在步进电机8的转动轴上，双向活塞杆双气缸11通过轭10与带针圆盘9连接，第一缓冲室12和第二缓冲室13均与双向活塞杆双向气缸11连接，第一缓冲室12上设有第一阀门1，第二缓冲室13上设有第二阀门2。本实施方式中采用使用双活塞杆双向气缸11作为激励源替代传统的振动器，且激励压力源与岩心夹持器16分别放置在第一平台33和第二平台34上，本实施方式还能够提供纯正弦、双向的激励压力。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。具体实施方式三：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述一种岩心动电渗透率测量系统的岩心夹持器16包括第一堵头23、第二堵头24、不锈钢外壳25、围压接口26、橡胶密封套27、两个激励电极28、两个测量电极29、橡胶环30和两个水槽32，橡胶密封套27设置在不锈钢外壳25内，岩心31通过橡胶环30固定安装在橡胶密封套27内，两个水槽32对称设置在岩心31的两侧，第一堵头2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种岩心动电渗透率测量系统，其特征在于：所述一种岩心动电渗透率测量系统包括激励压力源、压力传感器组件、岩心夹持器(16)、高压气瓶(17)、数据采集装置(18)、信号发生器(19)、电流源(20)、电阻(22)、第一平台(33)、第二平台(34)和两个双刀单掷开关(21)，所述激励压力源设置在第一平台(33)上，所述压力传感器组件、岩心夹持器(16)、高压气瓶(17)、数据采集装置(18)、信号发生器(19)、电流源(20)、电阻(22)均设置在第二平台(34)上，所述激励压力源与所述压力传感器组件连接，岩心夹持器(16)与所述压力传感器组件连接，岩心夹持器(16)还与数据采集装置(18)连接，高压气瓶(17)的气体出口与岩心夹持器(16)连接，电流源(20)的正极通过线路与岩心夹持器(16)连接，且所述线路上设有双刀单掷开关(21)，电流源(20)的负极通过线路与电阻(22)连接，且所述线路上设有双刀单掷开关(21)，电阻(22)通过线路与岩心夹持器(16)连接，电流源(20)与信号发生器(19)连接，两个双刀单掷开关(21)设置在第二平台(34)上。

【技术特征摘要】
1.一种岩心动电渗透率测量系统，其特征在于：所述一种岩心动电渗透率测量系统包括激励压力源、压力传感器组件、岩心夹持器(16)、高压气瓶(17)、数据采集装置(18)、信号发生器(19)、电流源(20)、电阻(22)、第一平台(33)、第二平台(34)和两个双刀单掷开关(21)，所述激励压力源设置在第一平台(33)上，所述压力传感器组件、岩心夹持器(16)、高压气瓶(17)、数据采集装置(18)、信号发生器(19)、电流源(20)、电阻(22)均设置在第二平台(34)上，所述激励压力源与所述压力传感器组件连接，岩心夹持器(16)与所述压力传感器组件连接，岩心夹持器(16)还与数据采集装置(18)连接，高压气瓶(17)的气体出口与岩心夹持器(16)连接，电流源(20)的正极通过线路与岩心夹持器(16)连接，且所述线路上设有双刀单掷开关(21)，电流源(20)的负极通过线路与电阻(22)连接，且所述线路上设有双刀单掷开关(21)，电阻(22)通过线路与岩心夹持器(16)连接，电流源(20)与信号发生器(19)连接，两个双刀单掷开关(21)设置在第二平台(34)上。2.根据权利要求1所述一种岩心动电渗透率测量系统，其特征在于：所述激励压力源包括第一阀门(1)、第二阀门(2)、电机驱动器(7)、步进电机(8)、带针圆盘(9)、轭(10)、双活塞杆双向气缸(11)、第一缓冲室(12)和第二缓冲室(13)，步进电机(8)与电机驱动器(7)连接，带针圆盘(9)套装在步进电机(8)的转动轴上，双向活塞杆双气缸(11)通过轭(10)与带针圆盘(9)连接，第一缓冲室(12)和第二缓冲室(13)均与双向活塞杆双向气缸(11)连接，第一缓冲室(12)上设有第一阀门(1)，第二缓冲室(13)上...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡恒山，尹诚刚，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23