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HPZ-3型高温高压页岩膨胀仪

发布时间:2021人气:

一、设备概述
    高温高压页岩膨胀仪可以在模拟井下地层温度和压力状态下检测泥页岩样品的水化膨胀规律,评价有关处理剂的抑制能力,优选适合于钻井现场的处理剂种类或配比。这对于研究井壁稳定问题,采取科学经济的处理决策,以及有关抑制性处理剂的研究与生产都具有重要的参考指导作用。
    该仪器配有专用的制样装置和数据自动采集处理系统,可模拟页岩成形的地层压力,自动采集各试验参数,进行数据处理,即时显示测试结果,贮存、显示、打印试验规律曲线和数据。
利用该仪器可进行以下几个方面的研究、评价:
1.泥页岩水化膨胀规律;
2.有关处理剂抑制性能评价;
3.抑制性处理剂的使用浓度;
4.多种处理剂复合配比;
5.有关处理剂或页岩适用的温度压力条件。
二、工作原理
    仪器主要通过测定泥页岩样品在高温高压模拟试验状态,与处理剂溶液相互作用而发生的水化膨胀量,来分析、评价泥页岩样品的水敏特性或有关处理剂的抑制性能。
    在泥页岩形成过程中,由于上覆压力的压力作用使泥页岩颗粒间隙中的部分地层水被挤走,并会使岩石颗粒孔隙中离子浓度升高,当地层被钻开后,泥页岩就会吸水膨胀并产生较大的膨胀压,因而形成缩径,坍塌,发生卡钻等钻井事故。
    基于上述机理,将取到的天然岩心经适当处理,在一定压力、含水量、离子浓度等条件下,压制成人造岩心样品,用以模拟自然岩心。将制成的模拟岩心装到测试室内,置于试验溶液的浸泡状态下,给定要求的温度、压力,以模拟有关地层条件,由于泥页岩模拟岩心与有关试验溶液的相互作用,随着时间的延长,岩心试样将发生缓慢的吸水膨胀。试样的膨胀变化量经高精度的高温、高压,位移传感器的测定,输入到微机系统,即时显示在屏幕上,同时仪器的试验温度,压力也由计算机直接采集,并随时记录下来,可由打印机,打印出试验报告。
三、主要技术指标
工作温度:室温~160℃
工作压力:0~32MPa
控压精度:±0.1MPa(0~4.5MPa)
±0.3MPa(4.5~32MPa)
制样压力:0~100MPa±1.5%
位移测量范围:0~20mm
测量精度:±0.01mm
电源:220V  50Hz  功率4kW
四、结构组成
本仪器由以下部分组成:
1.模拟岩心制备装置:用于制备试验所需的模拟岩心试样,包括油缸、岩心杯、加压泵等部件,油缸活塞面积与压制岩心塞面积之比为:5.2︰1;
2.测试室:用于放置模拟岩心样品和试验溶液,并承受工作压力;
3.加压系统:为试验提供需要的压力,包括压力传感器,手压泵等;
4.储液系统:用于储存预热测试液;
5.温度控制系统:为试验提供需要的温度,包括温度传感器、温控仪、加热器等;
6.位移系统:测定泥页岩膨胀产生的位移量包括高温高压型位移传感器;
7.数据采集处理系统:采集处理各测量信号,显示各测量参数及变化曲线,打印试验报告,包括微机、打印机、计算机接口、软件等。


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