了解高温高压泥页岩膨胀仪的结构.ppt

中国石油大学(华东)石油工程实验教学中心 《渗流物理实验》 系列教学课件 泥页岩膨胀性测定 主讲：付帅师 中国石油大学(华东) 石油工程实验教学中心 储层中泥页岩地层吸水膨胀影响井壁稳定性；岩石胶结物中如果膨胀性粘土含量较多，注水开发过程中，粘土膨胀会影响水井的注入能力。因此，开发前需要对储层中页岩的膨胀性、胶结物中粘土的膨胀性进行评价。 1．了解高温高压泥页岩膨胀仪的结构、工作原理及使用方法； 2．掌握粘土矿物吸水膨胀的机理及膨胀率的计算方法。 一、实验目的 粘土矿物在高温高压下与水接触开始膨胀，随着时间的增加，膨胀量增大。不同时刻的膨胀量除以粘土样品的初始高度可得该岩样在不同时刻的膨胀率。当膨胀量达到稳定时，可求最大膨胀率。 （1）膨胀率计算公式： 式中， E—膨胀率，%； mm； Ho—粘土样品的初始高度，mm； ht—粘土样品在 时刻的高度。 (2)防膨率计算公式 式中， B--防膨率，%； E1--未经处理过的粘土的最大膨胀率，%； E2--处理过的粘土的最大膨胀率，%。 二、实验原理 三、实验流程 高温高压泥页岩膨胀仪原理示意图 主测杯结构示意图 三、实验流程 高温高压泥页岩膨胀仪 样品制备 膨胀率测试 1．将制备好的粘土试样(同岩样模一起)从主测杯底部装入主测杯内，同时注意主测杯底部放置密封圈，紧固主测杯下6个固定螺钉。 2．在主测杯上部放一个密封圈，将带有测盘、测杆的平衡支架系统放入主测杯内，调整好位置，拧紧固定螺钉；将滑块往下推移，确保滑块接触到试样。 3．将注液杯与主测杯之间的注液阀顺时针关闭，然后把试液(15～20mL)倒入注液杯中，拧紧杯盖。关闭注液杯的连通阀。 4．将连接好的主测杯和注液杯放入加热套中，并将两根输气管分别与主测杯的输入三通阀和注液杯的连通阀杆连接好，插上销钉。 5．将容栅传感器放入支架内，调节表杆位置，使其底部与滑块接触，并拧紧固定螺钉。 然后将温度传感器插入主测杯的孔内。 6．拧紧注液杯上部的放气手柄，拧紧主测杯的放气螺钉，然后打开注液杯的连通阀；打开总气源阀，调节减压阀：（1）将连接注液杯的气体压力调至0.5~1Mpa；（2）将主测杯的气体压力调实验压力3.5Mpa。 7．打开计算机中的测试软件，设置好采样时间。 8．打开电源开关，设置加热温度。 四、实验步骤 9．主测杯放入加热套一定时间后，当温度达到实验温度时，点击测试软件上的“清零”和“开始”键；打开注液阀，将液体注入主测杯中，迅速关闭注液阀；打开主测杯的放气螺钉，调节主测杯中的压力到实验压力(为减少实验误差，上述三个操作最好在15s内完成)；则指定温度、压力条件下的膨胀实验正式开始。 10．记录不同时间粘土试样的膨胀量，当膨胀量达到稳定时，停止实验。 11．关闭总气源阀，旋紧主测杯上的放气螺钉，关闭注液杯的连通阀，关闭主机电源；缓慢拧开注液杯上部的放气手柄，放出其中的气体；松开减压阀(连接两根输气管线)，卸下与注液杯、主测杯相连的管线。 12．卸下容栅传感器，卸下温度传感器。 13．将主测杯从加热套中提出，置于空气中冷却(温度很高时，可用湿布冷却)，至温度T≤40℃，松开主测杯的放气螺钉，松开注液杯上部的连通阀，打开注液阀，放掉杯内余压。 14．确认主测杯和注液杯内没有气压后，卸下注液杯杯盖，松开主测杯上盖和下盖的紧固螺钉，卸下主测杯的上、下杯盖，取出岩样模，清洗导杆端面以及主测杯内壁，擦干后存放。 15．整理好实验仪器。 四、实验步骤 1．测试温度= ℃， 测试压力= MPa 粘土样品的初始高度h0= mm 2．记录不同时刻粘土膨胀量，画出膨胀率随时间的变化曲线。 五、数据处理