(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 20221093849 9.5 (22)申请日 2022.08.05 (71)申请人 西南石油大 学 地址 610500 四川省成 都市新都区新都大 道8号 (72)发明人 李皋　张毅　王柯达　冯佳歆　 李明昊　宿腾跃　王睿　 (74)专利代理 机构 成都金英专利代理事务所 (普通合伙) 51218 专利代理师 袁英 (51)Int.Cl. G01N 3/02(2006.01) G01N 3/18(2006.01) G01N 15/08(2006.01) G01D 21/02(2006.01) (54)发明名称 围压条件下观测岩体热损伤并测试渗透性 的装置及方法 (57)摘要 本发明涉及围压条件下观测岩体热损伤并 测试渗透性的装置， 包括岩样加热与夹持系统、 压力衰减测试系统、 围压加载系统、 观测系统、 控 温系统和数据采集与处理系统。 利用该装置观测 岩体热损伤并测试渗透性的方法， 包括： 准备相 同两块岩样； 第一组实验： 取下光学观察窗和上 盖板， 将岩样置于岩样夹持单元内， 将液压油注 入岩样夹持单元， 打开氮气瓶， 启动加热单元， 红 外热成像仪记录岩样表面 温度变化， 压力传感器 记录中间容器的压力衰减规律； 第二组实验： 安 装光学观察窗和上盖板并密封， 通过DIC和显微 观察仪记录岩石表面全场应变与微细观结构变 化。 本发明揭示了储层热增产工艺中井周岩体在 高温下的实时损伤及增渗机制， 克服了现有技术 的缺陷和不足。 权利要求书2页 说明书4页 附图1页 CN 115290431 A 2022.11.04 CN 115290431 A 1.围压条件下观测岩体热损伤并测试渗透性的装置， 包括岩样加热与夹持系统(1)、 压 力衰减测试系统(2)、 围压加载系统(3)、 观测系统(4)、 控温系统(5)和数据采集与处理系统 (6)， 其特征在于， 所述岩样加热与夹持系统(1)包括加热单元(10)、 岩样夹持单元(11)、 岩 样(12)和耐高温光学观察窗(13)， 所述加热单元为加热炉， 加热炉由外向内依次为外壳 (101)、 中间层保温材料陶瓷纤维板(102)、 内层耐火材料多晶莫来石纤维板(103)和硅碳棒 加热元件(105)， 上端为氧化铝导热孔板(104)， 侧端有管线接口(106)和氮气注入口(107)， 顶部设置密封凸条(108)； 所述岩样夹持单元包括上盖板(118)和夹持外壳(116)， 夹持外壳 内设置紫铜套(112)， 紫铜套内放置岩样(12)， 岩样上方设置耐高温光学观察窗(13)， 夹持 外壳和紫铜套之间有一环形空间， 夹持外壳设置液压油泵入头(113)和液压油流出头 (114)， 底部设置密封凹槽(115)， 该密封凹槽与加热炉顶部的密封凸条(108)相匹配； 所述 压力衰减测试系统(2)包括带压力传感器的中间容器(201)、 氮气瓶(202)， 中间容器连接加 热炉侧端的氮气注入口(107)； 所述围压加载系统(3)包括液压油回收室(301)、 液压油泵入 室(302)， 分别通过液压油流出头(114)、 液压油泵入头(113)与夹持外壳和紫铜套之间的环 形空间连通； 所述观测系统(4)包括DIC和显微观察仪(401)、 红外热成像仪(402)， 分别位于 岩样夹持单元上方； 所述控温系统(5)通过管线接口(106)连接加热单元(10)； 所述带压力 传感器的中间容器、 DIC和显微观察仪、 红外热成像仪、 液压油回收室、 液压油泵入室和控温 系统均连接数据采集与处 理系统(6)。 2.如权利要求1所述的围压条件下观测岩体热损伤并测试渗透性的装置， 其特征在于， 观察窗为耐高温光学石英玻璃(131)与耐高温密封圈(132)的结合， 可拆卸。 3.如权利要求1所述的围压条件下观测岩体热损伤并测试渗透性的装置， 其特征在于， 所述DIC和显微观察仪由高速相机与显微镜头组成， 通过控制线路连接至数据采集与处理 系统， 与DIC测试 软件配合使用。 4.如权利要求1所述的围压条件下观测岩体热损伤并测试渗透性的装置， 其特征在于， 所述控温系统内设智能控制 器接收加热单元中反馈的温度信号， 自动控制加热温度， 同时 将温度数据传递至数据采集与处 理系统。 5.利用权利要求1、 2、 3或4所述的装置在围压条件下观测岩体热损伤并测试渗透性的 方法， 依次包括如下步骤： (1)准备相同两块岩 样， 开展两组实验； (2)第一组实验： 取下耐高温光学观察窗和上盖板， 将岩样置于岩样夹持单元内， 将液 压油通过泵入管线从液压油泵入头注入岩 样夹持单 元； (3)打开氮气瓶， 在带压力传感器的中间容器中憋压至一定程度后， 关闭氮气瓶， 启动 加热单元， 打开加热炉侧端的氮气注入口； (4)红外热成像仪记录岩样表面温度变化， 并将记录结果反馈至数据采集与处理系统， 通过压力传感器记录中间容器的压力衰减规 律， 并将压力 信号实时转 化为渗透率； (5)第二组实验： 将岩样置于岩样夹持单元内， 将液压油通过泵入管线从液压油泵入头 注入岩样夹持单 元， 安装耐高温光学观察窗和上盖 板并密封； (6)通过DIC和显微观察仪记录岩石表面全场应变与 微细观结构变化， 并将图像传输至 数据采集与处 理系统。 6.如权利要求5所述的方法， 其特征在于， 通过下列公式将压力信号实时转化为渗透权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115290431 A 2率： 式中， Kg为气测渗透率， 10‑3μm2； μ为气体黏度， mPa ·s； z为气体压缩因子， MP a‑1； L为岩 样长度， cm； Vu为中间容器体积， cm3； A为岩样横截面积， cm2； α 为半对 数坐标中中间容器实时 压力P(t)/初始压力Pi与时间t的对应斜 率。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115290431 A 3