JP3221044U - Ct技術による海域の泥質シルト貯留層構造変化の測定装置 - Google Patents
Ct技術による海域の泥質シルト貯留層構造変化の測定装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3221044U JP3221044U JP2018005066U JP2018005066U JP3221044U JP 3221044 U JP3221044 U JP 3221044U JP 2018005066 U JP2018005066 U JP 2018005066U JP 2018005066 U JP2018005066 U JP 2018005066U JP 3221044 U JP3221044 U JP 3221044U
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- reaction tube
- sample
- tube
- medium
- chock plug
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
Abstract
【課題】実験時の観察要求を満たすとともに、CT装置に載置して走査できることで、異なる圧力でのサンプルの移動状況の画像を取得し、地層下における天然ガスハイドレートを採掘するためにどのようなパラメータを採用するかに有力なサポートを得ることができるCT技術による海域の泥質シルト貯留層構造変化の測定装置を提供する。
【解決手段】測定装置は、非磁性材料で製造された中空透明反応管11と両端開口をシールするチョックプラグ12とからなるホルダー10と、テストサンプルの置換媒体を収容するための供給装置30と、供給装置と一端におけるチョックプラグとを接続するコネクタ40と、他端におけるチョックプラグに接続された測定装置50と、ホルダーを走査するための検出空間を有するCT装置60と、測定過程におけるデータを取得して測定データをリアルタイムに分析すると同時に対応測定結果を出力する制御システム20とを備える。
【選択図】図1
【解決手段】測定装置は、非磁性材料で製造された中空透明反応管11と両端開口をシールするチョックプラグ12とからなるホルダー10と、テストサンプルの置換媒体を収容するための供給装置30と、供給装置と一端におけるチョックプラグとを接続するコネクタ40と、他端におけるチョックプラグに接続された測定装置50と、ホルダーを走査するための検出空間を有するCT装置60と、測定過程におけるデータを取得して測定データをリアルタイムに分析すると同時に対応測定結果を出力する制御システム20とを備える。
【選択図】図1
Description
本考案は、地質分野に関し、特に天然ガスハイドレートを貯留する海域の泥質シルト多孔質媒体微粒が置換媒体により移動する過程をCTにより測定できる装置に関する。
天然ガスハイドレートを貯留する海域の泥質シルト貯留層は、固結しておらず、浸透率が低く、ポア・スロート(Pore throat)の構造空間の迂回率が大きく、配位数が少ないなどの複数の特徴を有する。一般的な天然ガスハイドレート貯留層における海底泥質シルト堆積物はメディアン径が2.60−28.96μm、メディアン径平均値が12μmであり、主に珪長質(53%)、炭酸塩鉱物(16%)及び粘土鉱物(26%−30%)の鉱物からなり、モンモリロナイト、イライトを主にする粘土鉱物は含有量が高く、不動水飽和率が65%より大きい。程度が異なるが、該貯留層には非常に微細な微粒がバラバラした粒子として孔壁又は粒子の内表面に存在して、流体の多孔質媒体における移動に連れて孔隙が狭くなる箇所(スロート)で堆集して、目詰りを引き起こし、貯留層の浸透性を大幅に低下させ、ただし、浸透率の大きさがシングルウェルの1日の産出量レベルを直接決める。
ところが、該泥質シルト貯留層にはフレームワークがないという特性を有するため、業界の実験室で使用されている従来のコアホルダーはそのようなサンプルを充填することができず、そして、該貯留層の多孔質媒体粒子の粒子径が極めて小さいため、従来の実験方法では、泥質シルト微粒の移動後の粒子分布を効果的に観察することができず、多孔質媒体の流速感度に関する実験を効果的に行い、貯留層中の多相流体の浸透特性および浸透率の変化法則を理解して把握することは大きな課題となっている。
従って、泥質シルトの貯留層における移動過程を観察できる測定装置の研究開発により、海域の水和物多孔質媒体の微粒の移動量測定実験を試行して、異なる置換圧力と流体の流量条件下での多孔質媒体微粒の移動法則、微細構造の変化過程、浸透性変化特性の情報を把握することができる。
本考案の目的は、海域の泥質シルト多孔質媒体微粒の置換媒体下での移動過程をCTにより測定できる装置を提供することにある。
特に、本考案は、CT技術による海域の泥質シルト貯留層構造変化の測定装置を提供し、
非磁性材料で製造される中空透明反応管と、反応管の両端開口をシールするチョックプラグとを含み、チョックプラグに反応管の内部に連通している貫通孔が設置され、前記反応管の体積が少なくともCT装置の検出空間内に収納でき、前記反応管の内部にサンプルの収納量を調整するための非磁性材料で製造される調整管が配置され、調整管の外径が前記反応管の内径以下であり、調整管の内部に置換媒体が通過するためのチャンネルが設けられ、調整管とサンプルとの接触端面に置換媒体を分流するための導流溝が設置されるホルダーと、
テストサンプルの置換媒体を収容するための供給装置と、
前記供給装置と一端におけるチョックプラグとを接続して、反応管に入るように置換媒体を制御するコネクタと、
他端におけるチョックプラグに接続されて、反応管から排出された置換媒体量を測定する測定装置と、
前記ホルダーを走査するための検出空間を有し、前記反応管内で置換媒体がサンプルを通過するときのサンプルの変化状態図を取得するCT装置と、
測定過程におけるデータを取得して測定データをリアルタイムに分析すると同時に対応測定結果を出力する制御システムとを備える。
非磁性材料で製造される中空透明反応管と、反応管の両端開口をシールするチョックプラグとを含み、チョックプラグに反応管の内部に連通している貫通孔が設置され、前記反応管の体積が少なくともCT装置の検出空間内に収納でき、前記反応管の内部にサンプルの収納量を調整するための非磁性材料で製造される調整管が配置され、調整管の外径が前記反応管の内径以下であり、調整管の内部に置換媒体が通過するためのチャンネルが設けられ、調整管とサンプルとの接触端面に置換媒体を分流するための導流溝が設置されるホルダーと、
テストサンプルの置換媒体を収容するための供給装置と、
前記供給装置と一端におけるチョックプラグとを接続して、反応管に入るように置換媒体を制御するコネクタと、
他端におけるチョックプラグに接続されて、反応管から排出された置換媒体量を測定する測定装置と、
前記ホルダーを走査するための検出空間を有し、前記反応管内で置換媒体がサンプルを通過するときのサンプルの変化状態図を取得するCT装置と、
測定過程におけるデータを取得して測定データをリアルタイムに分析すると同時に対応測定結果を出力する制御システムとを備える。
本考案の一実施形態において、前記チョックプラグは中空媒体ジョイントと金属シール管を含み、前記媒体ジョイントは非磁性材料で一体形成された制限部分と導入部分とを含み、前記制限部分の外径が前記反応管の内径以下であり、前記導入部分の直径が前記反応管の外径より大きく、前記制限部分は前記反応管の内部に挿入された後に前記導入部分により遮断され、前記金属シール管は前記反応管と前記導入部分との接続部にシールするように取り付けられ、前記貫通孔は前記導入部分に設置され、2つの前記制限部分の間の間隔距離が測定サンプルを収容する空間となる。
本考案の一実施形態において、前記反応管の両端にそれぞれ雄ネジとシールリングを取り付ける環形凹状リングが設置され、前記金属シール管は、前記制限部分に向いている一端に前記反応管に螺合される雌ネジが設置され、他端が直径が雌ネジ部分の直径より小さい摺動チャンネルであり、前記導入部分の前記制限部分に近い端部に外側に突出した制限リングが設置され、前記媒体ジョイントに套設された前記金属シール管は前記制限リングで制限されて制限部分の方向へ摺動することができず、同時に前記導入部分には前記金属シール管の後退を制限するC形リテーナが設置される。
本考案の一実施形態において、前記制限部分の収納されたサンプルに近い一端の外円周に、直径方向シールリングが設置される。
本考案の一実施形態において、2つの前記制限部分のサンプルに近い一端にそれぞれサンプルの通過を抑制する金属網とろ紙が設置され、前記金属網とろ紙のメッシュが少なくともサンプルの粒度より小さい。
本考案の一実施形態において、前記反応管、媒体ジョイント及び調整管は、非磁性ポリイミド材料で製造される。
本考案の一実施形態において、前記測定装置は、電子天秤、及び排出された置換媒体を収納する容器を含み、前記チョックプラグはパイピングを介して前記容器に接続される。
本考案の一実施形態において、前記供給装置は気体又は液体を提供する材料貯蔵タンクと、前記材料貯蔵タンクの供給圧力を調整する調整器と、置換媒体を収納する液体タンクとを含み、液体タンクは供給端が調整器に接続されて、吐出端が前記コネクタに接続され、前記調整器は測定要求圧力に基づいて前記供給装置が吐出した気体又は液体を前記液体タンクに入るように調整して、前記液体タンク内の置換媒体が前記コネクタを経た後に前記反応管に入るように促進し、前記コネクタにはそれぞれ気体源と液体源に接続される2つの供給インターフェース、1つの共用吐出インターフェースが設置され、同時に回路を介して前記制御システムに現在の置換媒体の供給量と圧力値を出力する。
本考案の一実施形態において、前記媒体ジョイントの導入部分の制限部分から離れた一端に固定ベースが取り付けられ、前記固定ベースの底面に前記CT装置の載置シートを収納する収納溝が設置され、前記固定ベースの径方向周辺に軸心線方向へ捩じられる調節ネジが設置されて、前記固定ベースと前記載置シートを固定する。
本考案は、ホルダーを小型化させ、且つ非磁性材料で反応管を製造することにより、実験時の観察要求を満たすとともに、CT装置に載置して走査できることで、異なる圧力でのサンプルの移動状況の画像を取得し、地層下における天然ガスハイドレートを採掘するためにどのようなパラメータを採用するかに有力なサポートを提供し、理論だけに基づいて採掘結果を推定する従来技術の方式よりも明瞭且つ確実である。
図1に示されるように、本考案の一実施形態によるCT技術による海域の泥質シルト貯留層構造変化の測定装置は、一般的に、ホルダー10、供給装置30、コネクタ40、測定装置50、CT装置60及び制御システム20を備える。
該ホルダー10は、非磁性材料で製造される中空透明反応管11と、反応管11の両端開口をシールするチョックプラグ12とを含み、チョックプラグ12には反応管11の内部に連通している貫通孔が設置される。反応管11の透明性により内部のサンプルの載置位置及び調整走査点の観察が容易になり、非磁性材料を用いることによりCT装置60の検出放射線を通過させて、最終的に明瞭な画像を形成できる。本方案の1つの目的は、サンプルの移動状況を観察することであり、このような目的を達成させるために、低解像度CTマシンではなく、高精度CTマシン(例えば、0.5μm精度を満たす解像度)が必要であり、従来の高精度CTマシンにはサンプルを収納するための検出空間を有し、該空間により反応管11の体積が制限されてしまい、従って、本形態では、反応管11の体積が少なくともCT装置の検出空間による要求を満たす。具体的には、非磁性材料としてポリイミドが使用可能である。また、反応管11の内部にサンプルの収納空間の大きさを調整するための調整管が設置でき、調整管(未図示)は軸心線にチャンネルが設置された管状構造であり、外径が反応管11の内径以下であり、調整管の内部には置換媒体が通過するためのチャンネルが設置され、必要なサンプル量が2つの制限部分1222の間の空間15より小さい場合、空間15の一端又は両端に対応した長さの調整管を設置して、空間15の体積を減少させることができる。置換媒体が空間15に流れるとき、調整管におけるチャンネルを経てサンプルに入る。調整管は空間15の大きさを調整するとともに、そのチャンネルの直径を調整することで流量を制御することができる。
供給装置30はテストサンプルの置換媒体を収容するためものであり、たとえば気体を収容する気体タンク31及び/又は液体を収容する液体タンク32であり、実験を行うとき、具体的な実験要求に対応して対応する気体タンク31又は液体タンク32を使用できる。
コネクタ40はアダプタであり、供給圧力と供給デジタル情報を調整する役割を果たし、対応した接続ジョイントによりそれぞれ供給装置30の気体タンク31と液体タンク32に接続されると同時に吐出ジョイントにより反応管11において置換媒体が入る一端におけるチョックプラグ12に接続される。置換媒体として気体か液体かを使用することを決定した後、切替スイッチによりその接続ジョイントを吐出ジョイントに連通するように切り替える。
測定装置50は、反応管11におけるサンプルを経た後に排出された置換媒体量を測定することに用いられ、現在圧力での置換媒体の流速を計算する。測定装置50は、単位時間の通過量を計算する計量器であってもよく、排出量の重量を測る重量計量器であってもよい。本実施形態における測定装置として電子天秤51が使用され、電子天秤51に、排出された置換媒体を収納できる容器52と、一端が反応管11の排出された置換媒体に連通して他端が容器52内に延びる接続管とを置く。
CT装置60は、実験過程に関与しなく、実験過程においてのステップで独立して操作し、内部に放射線が設置されてホルダー10を収納する検出空間を備え、置かれたホルダー10を360度で走査することにより反応管11内の置換媒体がサンプルを通過するときの状態図を生成できる。具体的には、CT装置60として従来の高精度CT、たとえばSanying Micro−CTが使用され得る。
該制御システム20は実験コアとなり、測定前の実験データと実験過程中の各データを受信する機能を有するとともに、データを取得した基礎にリアルタイムに分析して、対応した分析フォーム、曲線図などの結果を提供できる。産業用コンピュータ又はPCコンピュータを使用できる。
本実施形態では、実験を行うときに、まずホルダー10、チョックプラグ12及び各管路システムのシール性を検出し、次に
一、ホルダー10を取り付ける。すなわち、まず反応管11の一端のチョックプラグ12を取り付け、次に、サンプルが反応管11における所定長さのサンプル収容領域を完全に充填するまで泥質シルト地層サンプルを複数回に分けて1回ずつ少量で連続的に充填して、同時に後続の置換媒体が接触面を介して流れてサンプルでの通過効果に影響を与えることを避けるようにサンプルと反応管11の内側壁面とを密着させ、最後に、反応管11の他端におけるチョックプラグ12を取り付ける。
一、ホルダー10を取り付ける。すなわち、まず反応管11の一端のチョックプラグ12を取り付け、次に、サンプルが反応管11における所定長さのサンプル収容領域を完全に充填するまで泥質シルト地層サンプルを複数回に分けて1回ずつ少量で連続的に充填して、同時に後続の置換媒体が接触面を介して流れてサンプルでの通過効果に影響を与えることを避けるようにサンプルと反応管11の内側壁面とを密着させ、最後に、反応管11の他端におけるチョックプラグ12を取り付ける。
二、本実施形態では蒸留水を置換媒体として使用するため、液体タンク32とコネクタ40、コネクタ40と反応管11、反応管11と測定装置50を順次接続し、同時に各装置情報を収集するデータ回線と制御システム20を接続する。
三、コネクタ40を閉じて、液体ポンプ32を開いて、液体ポンプ32の供給圧力を調整して実験に求められる圧力まで安定化させる。
四、制御システム20により電子天秤51における容器52の初期重量を記録して、システムのサンプリング間隔を設定し、コネクタ40の吐出ジョイントのスイッチを開いて、蒸留水がチョックプラグ12を経て反応管11に入り、蒸留水がサンプルを経て他端におけるチョックプラグ12から測定装置50の容器52に排出されるようにする。該過程において、制御システム20で容器52における増加した流体の体積を記録して、サンプリング間隔時間で容器における増加した流量の体積を計算して、該間隔時間でサンプルを通過した蒸留水の流率を取得する。
五、CTは2種の走査方式がある。1.接続後の反応管がCT装置60の検出空間に直接位置し、次に正常に実験を行い、且つ実験過程において走査しようとするときに直接走査を行う。2.反応管がCT装置60の検出空間に位置しないため、走査しようとするときに、反応管の両端におけるパイピングを密閉させて取り外し、反応管の基本的な状態を保持したまま、CT装置60の検出空間に入れて走査を行い、走査終了後、反応管にパイピングを再び接続して、実験を行い続ける。
いずれの取り付け方式でも走査前に以下を満たす必要がある。設定圧力を一定に保持する場合に蒸留水の流速が変わらなくなるときにしか走査できない。反応管を取り外して独立して走査を行う場合を例にすれば、まず、反応管11の両端におけるチョックプラグ12を密閉させて接続管路を取り外し、反応管11の内部状態を保持したままで反応管11を取り外してCT装置60における三次元運動検出プラットフォームに移し、放射線源を調整して、データ収集ソフトウェアを起動させ、各走査パラメータを調整して、反応管11におけるサンプル構造の定常状態が変化しなくなると、反応管に対する360度の走査を開始させる。
六、走査完了後、反応管11をCT装置の内部から取り出して測定システムに再び接続し、テスト圧力及び/又は流量を調整して、所定の異なるテスト圧力での実験過程を完成するまで、ステップ4、ステップ5を繰り返して実験を行う。
七、各テスト圧力ごとにCT走査を行い、実験開始前のコアの原始状態も走査し、毎回の走査データごとに再構成を行って、それぞれ毎回のサンプルの三次元再構成画像を取得する。すべての三次元再構成画像を整理して、実験データに基づいて分析図、テーブル、レポートを作成して、最終的に、現在トサンプルが所在する地層を実際に採掘するときに異なる採掘条件で取得できる採掘結果データを取得する。
1つのテスト圧力で安定的な流動過程が得られるが、異なるテスト圧力では、微粒移動への影響が異なる。具体的なテスト圧力は圧力勾配の変化に応じて選択でき、本実施形態では、初期テスト圧力は10kpa、以降の毎回の実験のテスト圧力は順次30kPa、50kPa、75kPa、100kPaである。すべてのテスト圧力でのテストが完了すると、テスト過程全体が終わる。
分析するときに、各テスト圧力で取得したサンプルのCT三次元画像に基づいて統合的分析を行い、最終的に視認し易いフォームやグラフで表示させる。
図3は、選択されたサンプルの異なるテスト圧力での内部貯留層構造の原始状態から一連の圧力を経るまでのそれぞれの過程におけるCT走査画像の比較模式図であり、一行目は実際に実験を行うときの3D状態模式図、二行目は一行目が対応した貯留層構造の同一位置の直径方向断面模式図であり、三行目は一行目が対応した貯留層構造の同一位置の軸方向断面模式図である。
本実施形態では、上記装置を用いて実験を行った結果、泥質シルト貯留層のサンプルそのものにフレームワークがないため、フレームワークのあるコアに比べて変形が激しく、置換時間の増加に伴って、各置換時点にサンプル浸透率が悪くなり、最終的にケーキとなり、且つケーキが厚くなりつつあり、内部の隙間構造が徐々になくなり、ケーキの形成によりウェル周囲の浸透抵抗が大きくなり、低圧区間での産量安定化に必要な時間が長くなり、好ましくない場合は、流量を向上させるために生産圧力差を連続的に増加するしかなく、圧力差を向上させるごとに生産高が急激に低下するリスクを招く。貯留層の変形が激しく、地層エネルギーが高圧領域で著しく減少する傾向があるため、圧力を増加しても産量を増加できないという場合がある。
前記のとおり、天然ガスハイドレートの海底泥質シルト貯留層では、水和物を開発するための圧力勾配が3−5MPa/mより大きいと(対応した実験パラメータは30−50kpa/cmである)、泥質シルト貯留層の多孔質媒体の隙間構造が大きく変形して、貯留層の速度感度現象が深刻になり、この結果、貯留層の浸透率が急激に低下し、ガスの産出量に悪影響を与えるとともに、貯留層微粒の移動によりウェル領域においてガスの生産に悪影響を与える「ケーキ」構造が形成される。
本実施形態では、ホルダーを小型化させ、且つ非磁性材料で反応管を製造することにより、実験時の観察要求を満たすとともに、CT装置に載置して走査できることで、異なる圧力でのサンプルの移動状況の画像を取得し、地層下における天然ガスハイドレートを採掘するためにどのようなパラメータを使用するかに有力なサポートを提供し、理論だけに基づいて採掘結果を推定する従来技術の方式よりも明瞭且つ確実である。
図2に示されるように、本考案の一実施形態において、該チョックプラグ12は、套設された中空媒体ジョイント122と金属シール管121とを含み、媒体ジョイント122は、密閉反応管11のポートをシールするものであり、反応管11の内部に挿入された制限部分1222と、置換媒体に接続して導入するための導入部分1221とを含み、該制限部分1222の外径が反応管11の内径以下であり、導入部分1221の直径が反応管11の外径より大きく、制限部分1222は反応管11の内部に挿入された後に導入部分1221により遮断される。金属シール管121は、反応管11と導入部分1222の接続部に套設され、反応管11と媒体ジョイント122の接続強度を高めて、高圧下で両方の離脱又は漏れを避ける。金属シール管121と媒体ジョイント122との間には対応したシールリングが設置できる。制限部分1222が反応管11の内部に挿入された後に両方の接触面での漏れをさらに防止するために、制限部分1222の外円周にも同様に対応したシールリング125が設置できる。
置換媒体の供給管路に接続された貫通孔124は、導入部分1221に設置され、導入部分1221の円周に設置されてもよく、導入部分1221の端部に設置されてもよく、導入部分に安定的に螺合されるために供給管路のジョイントは雄ネジジョイントであってもよい。2つのチョックプラグ12における限制部分1222の長さがサンプルの収納量に応じて決定でき、すなわち2つの制限部分1222の間の間隔距離が測定サンプルを収納する空間15となり、従って、制限部分1222の長さを調整することによりサンプルの収納量を調整できる。
反応管11の内部に挿入された制限部分1222によるCT走査効果への影響を防止するために、該制限部分1222は導入部分1221と一体構造になり且つ同様に非磁性材料で製造され、具体的には、非磁性材料はポリイミドであってもよい。
さらに、反応管11と金属シール管12との間の接続強度を向上させるために、該反応管11の両端にそれぞれ雄ネジ111とシールリングを取り付ける環形凹状リングとが設置される。金属シール管121の制限部分1222に向いている一端に反応管11に螺合される雌ネジ部分が設置され、金属シール管121の他端は直径が雌ネジ部分の直径より小さい摺動チャンネルであり、媒体ジョイント122の導入部分1221の制限部分1222に近い端部に外側に突出した制限リング1223が設置され、金属シール管121は、媒体ジョイント122に套設されると、雌ネジ部分を用いて反応管11の端部に螺合され、制限リング1223は金属シール管121の制限部分1222の方向への摺動が不能になるように制限し、それにより、金属シール管121は反応管11により大きな螺合力を印加できる。差し込まれた金属シール管121の套設方向における離脱を防止するために、導入部分122には金属シール管の後退を制限するC形リテーナを取り付けてもよい。
さらに、置換媒体が調整管から排出された後に直接サンプルとの接触点に入ることを防止するために、調整管のサンプルに接触する一端の端面に置換媒体を分流する導流溝が設置されてもよい。置換媒体は、調整管のチャンネルから排出されたとき、まず導流溝に沿って流れて、次に接触したサンプルに入り、このような構造によれば、サンプルに入った置換媒体をより均一にして、それによりさらに正確な移動結果は得られ得る。具体的には、導流溝は、チャンネルを中心とした環形凹溝であってもよく、各環形凹溝同士は直径方向におけるチャンネルを介して連通しており、このようにして、置換媒体は迅速且つ均一に端面全体へ流れる。
同様に、調整管もポリイミド非磁性材料で製造される。
本考案の一実施形態において、サンプルが媒体ジョイント122に入ることを防止するために、2つの制限部分1222のサンプルに近い一端にそれぞれサンプルの通過を遮断するためのろ紙(未図示)が設置されてもよく、該ろ紙のメッシュが少なくともサンプルの粒度より小さいが、置換媒体の通過に影響しない。配置するときに、一端がまず挿入された制限部分1222の端面にろ紙を置き、次にサンプルを充填し、サンプル充填が終了した後、再びこの一端のろ紙を置き、次にこの一端の制限部分1222を取り付ける。また、調整管を取り付ける時にも、同様に調整管とサンプルとの間に対応したろ紙を置く。
本考案の一実施形態において、供給装置30はさらにそれぞれ、気体と液体の駆動動力を提供する貯蔵タンク31、32と、2つの貯蔵タンク31、32を接続して貯蔵タンク31、32の供給圧力を調整する調整器34と、置換媒体を収容した媒体タンク33とを設置してもよく、媒体タンク33は、供給端が調整器34に接続されて吐出端がコネクタ40に接続される。
本形態においては、貯蔵タンク31、32における媒体を置換媒体を駆動する動力源とし、すなわち、置換媒体自体の圧力を駆動源とするのではなく、専用駆動源を用いて置換媒体を駆動する。貯蔵タンク31、32は、開くと圧力を出力し、媒体タンク33自体にはいかなる供給圧力も有しないため、貯蔵タンク31、32の印加圧力の大きさが媒体タンク33の供給圧力の大きさに相当する。調整器34は、測定圧力に応じて、調整貯蔵タンク31、32について、媒体タンク33に指定圧力での気体又は液体を供給するように要求でき、更に媒体タンク33における置換媒体がコネクタ40を経て反応管11に入ることを促進する。
該過程では、調整器34は、供給圧力を視認可能に制御でき、コネクタ40は供給圧力を正確に調整でき、同時に現在アナログ圧力信号を電子信号に変換して制御システム20に出力して、制御システム20に直接処理を行わせる。
本考案の一実施形態において、ホルダー10をCT装置60の内部に容易に取り付けるために、媒体ジョイント122の導入部分の制限部分1222から離れた一端に固定ベース14が取り付けられ、該固定ベース14の底面にCT装置60の載置シートを収納する収納溝が設置され、同時に固定ベース14の径方向周辺に軸心線方向へ捩じられる調節ネジが設置されてもよい。ホルダー11をCT装置60の収納空間に収納すると、固定ベース14を収納空間の載置シートに係止でき、次に調節ネジにより固定ベース14を安定的に載置シートに固定し、このように、ホルダー11全体は載置シートとともに360度で回転して、CT走査による完全な走査画像の取得を支援する。
図4は、あるパラメータのサンプルの、増加していく圧力勾配での浸透率変化模式図である。
図5は、あるパラメータのサンプルの、増加していく圧力勾配での浸透率変化模式図である。
図4と図5に示される実験において、サンプル量は6.6g、ホルダーに挿入する長さは10mm、サンプル直径は8mm、孔隙率は18.6%、実験温度は25℃である。
クラシックなDarcy法則によれば、浸透速度と圧力勾配とは原点を通った直線の関係を有し、図6に示されるようにこのようなリニア関係からずれた浸透過程である限り、「非Darcy浸透」と呼ばれる。本装置の段階的増圧法により流速感度実験を行って明らかなように、図7に示されるように、南海北部の水和物泥質シルト貯留層は上記クラシックな「非Darcy」型浸透曲線と異なり、原点から逸脱して開始圧力を有するとともに、且つ浸透速度が顕著に低すぎる下限「非Darcy」浸透の傾向がある。
本実施形態では、計算流速は置換圧力差の式により得られ、置換圧力差の式は以下のとおりである。
流体の相が「固体−気体+液体」のように連続的に変化すると同時に、泥質シルト貯留層の多孔質媒体自体も塑性変形を行い、その結果として、孔隙構造全体は再構成する傾向を有する。多孔質媒体の孔隙圧力の低下により、気体と岩石の弾性膨張、孔隙率が低下して、気体が膨張エネルギーの作用で孔隙から排出されてウェルの底部に入り、多孔質媒体の孔隙率や浸透率などは以下のような圧力の関数となる。
目的層の浸透率感度と流速及び圧力勾配との間の関係の2つの方面の情報を理解し把握した上、目的層を試掘するための多孔質媒体には開始圧力勾配が存在するだけでなく、深刻な下限「非Dracy」浸透現象−すなわち流量(流速)と圧力勾配がリニア関係ではないことが存在することが見出された。
機械的分析によれば、圧力勾配および時間の変化に伴って多孔質媒体の孔隙構造が変形して、貯留層の流速感度がより深刻になり、貯留層の浸透率が急激に低下し、流量が明らかに減少する傾向を有することが確認されており、それは「非典型」な「非Dracy非定常流動」に属する。
これまで、当業者であれば、本明細書には本考案の複数の例示的な実施例が詳細に記載されたが、本考案の精神と範囲を逸脱しない限り、本考案に開示されている内容に基づいて、本考案の原理と合致する複数の変形又は修正を直接想到又は推定し得る。従って、本考案の範囲は、そのような他の全ての変形または修正を包含するものと理解し認定されるべきである。
CT技術による海域の泥質シルト貯留層構造変化の測定装置であって、
非磁性材料で製造される中空透明の反応管と、前記反応管の両端開口をシールするチョックプラグとを含み、前記チョックプラグに前記反応管の内部に連通している貫通孔が設置され、前記反応管の体積が少なくともCT装置の検出空間内に収納でき、前記反応管の内部にサンプルの収納量を調整するための非磁性材料で製造される収納量調整管が配置され、前記収納量調整管の外径が前記反応管の内径以下であり、前記収納量調整管の内部に置換媒体が通過するためのチャンネルが設けられ、前記収納量調整管とサンプルとの接触端面に置換媒体を分流するための導流溝が設置されるホルダーと、
テストサンプルの置換媒体を収容するための供給装置と、
前記供給装置と一端における前記チョックプラグとを接続して、前記反応管に入るように置換媒体を制御するコネクタと、
他端における前記チョックプラグに接続されて、前記反応管から排出された置換媒体量を測定する測定装置と、
前記ホルダーを走査するための検出空間を有し、前記反応管内で置換媒体がサンプルを通過するときのサンプルの変化状態図を取得するCT装置と、
測定過程におけるデータを取得して測定データをリアルタイムに分析すると同時に対応測定結果を出力する制御システムとを備える。
非磁性材料で製造される中空透明の反応管と、前記反応管の両端開口をシールするチョックプラグとを含み、前記チョックプラグに前記反応管の内部に連通している貫通孔が設置され、前記反応管の体積が少なくともCT装置の検出空間内に収納でき、前記反応管の内部にサンプルの収納量を調整するための非磁性材料で製造される収納量調整管が配置され、前記収納量調整管の外径が前記反応管の内径以下であり、前記収納量調整管の内部に置換媒体が通過するためのチャンネルが設けられ、前記収納量調整管とサンプルとの接触端面に置換媒体を分流するための導流溝が設置されるホルダーと、
テストサンプルの置換媒体を収容するための供給装置と、
前記供給装置と一端における前記チョックプラグとを接続して、前記反応管に入るように置換媒体を制御するコネクタと、
他端における前記チョックプラグに接続されて、前記反応管から排出された置換媒体量を測定する測定装置と、
前記ホルダーを走査するための検出空間を有し、前記反応管内で置換媒体がサンプルを通過するときのサンプルの変化状態図を取得するCT装置と、
測定過程におけるデータを取得して測定データをリアルタイムに分析すると同時に対応測定結果を出力する制御システムとを備える。
本考案の一実施形態において、前記チョックプラグは中空媒体ジョイントと金属シール管を含み、前記中空媒体ジョイントは非磁性材料で一体形成された制限部分と導入部分とを含み、前記制限部分の外径が前記反応管の内径以下であり、前記導入部分の直径が前記反応管の外径より大きく、前記制限部分は前記反応管の内部に挿入された後に前記導入部分により遮断され、前記金属シール管は前記反応管と前記導入部分との接続部にシールするように取り付けられ、前記貫通孔は前記導入部分に設置され、2つの前記制限部分の間の間隔距離が測定サンプルを収容する空間となる。
本考案の一実施形態において、前記反応管の両端にそれぞれ雄ネジとシールリングを取り付ける環形凹状リングが設置され、前記金属シール管は、前記制限部分に向いている一端に前記反応管に螺合される雌ネジが設置され、他端が直径が雌ネジ部分の直径より小さい摺動チャンネルであり、前記導入部分の前記制限部分に近い端部に外側に突出した制限リングが設置され、前記中空媒体ジョイントに套設された前記金属シール管は前記制限リングで制限されて前記制限部分の方向へ摺動することができず、同時に前記導入部分には前記金属シール管の後退を制限するC形リテーナが設置される。
本考案の一実施形態において、前記反応管、前記中空媒体ジョイント及び前記収納量調整管は、非磁性ポリイミド材料で製造される。
本考案の一実施形態において、前記供給装置は気体又は液体を提供する材料貯蔵タンクと、前記材料貯蔵タンクの供給圧力を調整する圧力調整器と、置換媒体を収納する液体タンクとを含み、前記液体タンクは供給端が前記圧力調整器に接続されて、吐出端が前記コネクタに接続され、前記圧力調整器は測定要求圧力に基づいて前記供給装置が吐出した気体又は液体を前記液体タンクに入るように調整して、前記液体タンク内の置換媒体が前記コネクタを経た後に前記反応管に入るように促進し、前記コネクタにはそれぞれ気体源と液体源に接続される2つの供給インターフェース、1つの共用吐出インターフェースが設置され、同時に回路を介して前記制御システムに現在の置換媒体の供給量と圧力値を出力する。
本考案の一実施形態において、前記中空媒体ジョイントの導入部分の制限部分から離れた一端に固定ベースが取り付けられ、前記固定ベースの底面に前記CT装置の載置シートを収納する収納溝が設置され、前記固定ベースの径方向周辺に軸心線方向へ捩じられる調節ネジが設置されて、前記固定ベースと前記載置シートを固定する。
Claims (9)
- CT技術による海域の泥質シルト貯留層構造変化の測定装置であって、
非磁性材料で製造される中空透明反応管と、反応管の両端開口をシールするチョックプラグとを含み、チョックプラグに反応管の内部に連通している貫通孔が設置され、前記反応管の体積が少なくともCT装置の検出空間内に収納でき、前記反応管の内部にサンプルの収納量を調整するための非磁性材料で製造される調整管が配置され、調整管の外径が前記反応管の内径以下であり、調整管の内部に置換媒体が通過するためのチャンネルが設けられ、調整管とサンプルとの接触端面に置換媒体を分流するための導流溝が設置されるホルダーと、
テストサンプルの置換媒体を収容するための供給装置と、
前記供給装置と一端におけるチョックプラグとを接続して、反応管に入るように置換媒体を制御するコネクタと、
他端におけるチョックプラグに接続されて、反応管から排出された置換媒体量を測定する測定装置と、
前記ホルダーを走査するための検出空間を有し、前記反応管内で置換媒体がサンプルを通過するときのサンプルの変化状態図を取得するCT装置と、
測定過程におけるデータを取得して測定データをリアルタイムに分析すると同時に対応測定結果を出力する制御システムとを備える、ことを特徴とするCT技術による海域の泥質シルト貯留層構造変化の測定装置。 - 前記チョックプラグは中空媒体ジョイントと金属シール管を含み、前記媒体ジョイントは非磁性材料で一体形成された制限部分と導入部分とを含み、前記制限部分の外径が前記反応管の内径以下であり、前記導入部分の直径が前記反応管の外径より大きく、前記制限部分は前記反応管の内部に挿入された後に前記導入部分により遮断され、前記金属シール管は前記反応管と前記導入部分との接続部にシールするように取り付けられ、前記貫通孔は前記導入部分に設置され、2つの前記制限部分の間の間隔距離が測定サンプルを収容する空間となる、ことを特徴とする請求項1に記載の装置。
- 前記反応管の両端にそれぞれ雄ネジとシールリングを取り付ける環形凹状リングが設置され、前記金属シール管は、前記制限部分に向いている一端に前記反応管に螺合される雌ネジが設置され、他端が直径が雌ネジ部分の直径より小さい摺動チャンネルであり、前記導入部分の前記制限部分に近い端部に外側に突出した制限リングが設置され、前記媒体ジョイントに套設された前記金属シール管は前記制限リングで制限されて制限部分の方向へ摺動することができず、同時に前記導入部分には前記金属シール管の後退を制限するC形リテーナが設置される、ことを特徴とする請求項2に記載の装置。
- 前記制限部分の収納サンプルに近い一端の外円周に、直径方向シールリングが設置される、ことを特徴とする請求項2に記載の装置。
- 2つの前記制限部分のサンプルに近い一端にそれぞれサンプルの通過を抑制する金属網とろ紙が設置され、前記金属網とろ紙のメッシュが少なくともサンプルの粒度より小さい、ことを特徴とする請求項2に記載の装置。
- 前記反応管、媒体ジョイント及び調整管は、非磁性ポリイミド材料で製造される、ことを特徴とする請求項1に記載の装置。
- 前記測定装置は、電子天秤、及び排出された置換媒体を収容する容器を含み、前記チョックプラグはパイピングを介して前記容器に接続される、ことを特徴とする請求項1に記載の装置。
- 前記供給装置は気体又は液体を提供する材料貯蔵タンクと、前記材料貯蔵タンクの供給圧力を調整する調整器と、置換媒体を収納する液体タンクとを含み、液体タンクは供給端が調整器に接続されて、吐出端が前記コネクタに接続され、前記調整器は測定要求圧力に基づいて前記供給装置が吐出した気体又は液体を前記液体タンクに入るように調整して、前記液体タンク内の置換媒体が前記コネクタを経た後に前記反応管に入るように促進し、前記コネクタにはそれぞれ気体源と液体源に接続される2つの供給インターフェース、1つの共用吐出インターフェースが設置され、同時に回路を介して前記制御システムに現在の置換媒体の供給量と圧力値を出力する、ことを特徴とする請求項1に記載の装置。
- 前記媒体ジョイントの導入部分の制限部分から離れた一端に固定ベースが取り付けられ、前記固定ベースの底面に前記CT装置の載置シートを収納する収納溝が設置され、前記固定ベースの径方向周辺に軸心線方向へ捩じられる調節ネジが設置されて、前記固定ベースと前記載置シートを固定する、ことを特徴とする請求項2に記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201821815838.6 | 2018-11-06 | ||
CN201821815838.6U CN209117609U (zh) | 2018-11-06 | 2018-11-06 | Ct技术测量海域泥质粉砂储层结构变化的装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP3221044U true JP3221044U (ja) | 2019-04-25 |
Family
ID=66324066
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018005066U Expired - Fee Related JP3221044U (ja) | 2018-11-06 | 2018-12-26 | Ct技術による海域の泥質シルト貯留層構造変化の測定装置 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3221044U (ja) |
CN (1) | CN209117609U (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113916727A (zh) * | 2021-12-15 | 2022-01-11 | 中国科学院地质与地球物理研究所 | 天然气水合物原位模拟多功能实验*** |
CN116044389A (zh) * | 2023-01-29 | 2023-05-02 | 西南石油大学 | 一种致密页岩油藏早期衰竭开采合理生产压差的确定方法 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109358079B (zh) * | 2018-11-06 | 2023-10-27 | 广州海洋地质调查局 | 结合ct技术测量海域泥质粉砂储层结构变化的装置和方法 |
-
2018
- 2018-11-06 CN CN201821815838.6U patent/CN209117609U/zh active Active
- 2018-12-26 JP JP2018005066U patent/JP3221044U/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113916727A (zh) * | 2021-12-15 | 2022-01-11 | 中国科学院地质与地球物理研究所 | 天然气水合物原位模拟多功能实验*** |
US11519866B1 (en) | 2021-12-15 | 2022-12-06 | Institute Of Geology And Geophysics, Chinese Academy Of Sciences | Multifunctional experimental system for in-situ simulation of gas hydrate |
CN116044389A (zh) * | 2023-01-29 | 2023-05-02 | 西南石油大学 | 一种致密页岩油藏早期衰竭开采合理生产压差的确定方法 |
CN116044389B (zh) * | 2023-01-29 | 2024-04-30 | 西南石油大学 | 一种致密页岩油藏早期衰竭开采合理生产压差的确定方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN209117609U (zh) | 2019-07-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6782290B2 (ja) | Ct技術による海域の泥質シルト貯留層構造変化の測定装置及び測定方法 | |
US11300638B2 (en) | Laboratory test device for permeation grouting of impermeable material | |
JP3221044U (ja) | Ct技術による海域の泥質シルト貯留層構造変化の測定装置 | |
CN103471976B (zh) | 一种测量含水合物多孔沉积物渗透率的装置 | |
CN109372499B (zh) | 一种地质储层径向流模拟*** | |
CN109342150B (zh) | 一种用于含气土样固结试验与渗透试验的试验装置及方法 | |
CN201803962U (zh) | 非均质模型ct扫描模拟装置 | |
CN110501272B (zh) | 三轴应力和孔隙压力条件下同时测试多孔岩石孔隙率和渗透率的方法 | |
CN112858628A (zh) | 一种模拟高温高压条件下流体驱替的微观可视化实验装置 | |
CN103674801A (zh) | 在压力脉冲衰减试验中减少不确定度的方法 | |
CN108051354B (zh) | 一种基于脉冲衰减分析的低渗水合物沉积物渗透率测量方法与装置 | |
CN104048982A (zh) | 一种岩心尺度核磁共振试验的多功能岩心夹持器 | |
CN109959553B (zh) | 固结-渗透-剪切波速耦合实验装置 | |
JP2020201236A (ja) | 堆積物の構造変化の可視化実験装置及びシミュレーション方法 | |
CN113866069B (zh) | 一种页岩岩心渗透率实验装置和方法 | |
CN109239310A (zh) | 一种渗流力大小及其对地层有效应力影响的测量装置及方法 | |
CN102539296A (zh) | 水合物沉积物渗流测试的方法及其专用装置 | |
CN109799177A (zh) | 一种多组岩样低速非达西渗流试验同时测量的装置和方法 | |
CN204903529U (zh) | 大直径岩心毛管压力曲线及束缚水饱和度测量装置 | |
CN111255444B (zh) | 一种地层油气相对渗透率测定方法 | |
CN108732064A (zh) | 一种高温高密度钻井液沉降稳定性测试装置及方法 | |
CN110231258B (zh) | 测试页岩储层渗透压的实验装置与方法 | |
CN109556996B (zh) | 油水两相干扰压力梯度的测量方法 | |
CN110952958A (zh) | 一种天然气水合物水平井均衡排液测试装置及方法 | |
CN202710439U (zh) | 钻孔压力注水原位渗透试验装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190221 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 3221044 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |