巖心夾持器賦能地質(zhì)勘探與能源開發(fā)
更新時(shí)間:2025-09-10 點(diǎn)擊次數(shù):22次
在地質(zhì)勘探、油氣開發(fā)、頁巖氣研究等領(lǐng)域,巖心夾持器是模擬地下環(huán)境、測試巖心物理力學(xué)與滲流特性的核心裝備。它能精準(zhǔn)夾持巖心樣品,施加壓力、溫度等模擬地下工況,為獲取巖心滲透率、孔隙度、抗壓強(qiáng)度等關(guān)鍵數(shù)據(jù)提供穩(wěn)定測試環(huán)境。從油氣田儲(chǔ)層評價(jià)到頁巖氣開采參數(shù)優(yōu)化,從地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測到地下水資源勘探,為地質(zhì)研究與能源開發(fā)提供科學(xué)數(shù)據(jù)支撐,成為解鎖地下巖心特性、推動(dòng)能源高效開發(fā)的精準(zhǔn)測試平臺(tái)。?
巖心夾持器之所以能成為巖心測試的可靠利器,核心在于其科學(xué)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與精準(zhǔn)的工況模擬能力。該設(shè)備主要由夾持筒、密封組件、壓力加載系統(tǒng)、溫度控制系統(tǒng)及流體注入/產(chǎn)出模塊組成:巖心樣品被固定在夾持筒內(nèi),密封組件通過橡膠套或金屬密封環(huán)確保巖心與夾持筒間無流體泄漏;壓力加載系統(tǒng)分為圍壓與軸壓,可通過液壓或氣壓方式將壓力精準(zhǔn)控制在0-100MPa,甚至更高,滿足不同深度地層的模擬需求;溫度控制系統(tǒng)通過加熱套或恒溫循環(huán)裝置,將巖心溫度穩(wěn)定在室溫至200℃,還原地下高溫環(huán)境;流體注入模塊可向巖心注入水、油、氣體等流體,結(jié)合流量與壓力監(jiān)測,計(jì)算巖心的滲流參數(shù)。它具備密封性強(qiáng)、工況模擬精準(zhǔn)、數(shù)據(jù)重復(fù)性好的優(yōu)勢,滲流測試精度誤差小于±5%,壓力控制精度可達(dá)±0.1MPa,能為巖心特性研究提供穩(wěn)定可靠的測試條件。?

從油氣開發(fā)到地質(zhì)研究,從新能源勘探到環(huán)境工程,夾持器的應(yīng)用覆蓋了多個(gè)依賴巖心數(shù)據(jù)的領(lǐng)域。在油氣田開發(fā)中,它是儲(chǔ)層評價(jià)的關(guān)鍵工具——通過測試不同含油飽和度巖心的滲透率,判斷儲(chǔ)層產(chǎn)能潛力,例如在致密砂巖油藏研究中,借助夾持器模擬不同開發(fā)壓力下的原油流動(dòng)特性,優(yōu)化開采方案;在頁巖氣勘探中,它用于測試頁巖巖心的氣體吸附-解吸能力與滲透率,分析頁巖氣的賦存狀態(tài)與開采難度,為壓裂工藝參數(shù)設(shè)計(jì)提供依據(jù);在地質(zhì)災(zāi)害研究中,通過模擬地下水滲透與應(yīng)力變化,測試巖心的抗剪強(qiáng)度與變形特性,預(yù)測滑坡、泥石流等災(zāi)害發(fā)生風(fēng)險(xiǎn);在地下水資源勘探中,它測試含水層巖心的孔隙度與滲透性,評估地下水儲(chǔ)存量與補(bǔ)給能力;在二氧化碳地質(zhì)封存研究中,它模擬封存地層的溫壓條件,測試巖心對二氧化碳的吸附與封存能力,為碳封存工程選址提供數(shù)據(jù)支撐。此外,在新能源領(lǐng)域,它還可用于干熱巖、地?zé)崮荛_發(fā)中的巖心熱傳導(dǎo)與力學(xué)特性測試,助力新能源開發(fā)技術(shù)突破。?
相較于傳統(tǒng)巖心測試裝置,現(xiàn)代巖心夾持器的功能性與適應(yīng)性優(yōu)勢極為顯著。傳統(tǒng)裝置多為單一壓力或溫度控制,難以全面模擬地下復(fù)雜工況,且密封性差易導(dǎo)致測試數(shù)據(jù)失真;而現(xiàn)代夾持器實(shí)現(xiàn)了“溫壓協(xié)同控制+多流體適配”,可模擬不同地層的復(fù)雜環(huán)境,且支持不同尺寸、不同巖性巖心的測試,適配性更強(qiáng)。隨著能源開發(fā)向深部地層與非常規(guī)資源拓展,新一代夾持器也在持續(xù)升級(jí):部分設(shè)備集成CT掃描接口,可在測試過程中實(shí)時(shí)觀察巖心內(nèi)部孔隙結(jié)構(gòu)與流體運(yùn)移軌跡,實(shí)現(xiàn)“宏觀參數(shù)+微觀圖像”的同步分析;采用智能化控制系統(tǒng),通過PLC與觸摸屏實(shí)現(xiàn)壓力、溫度、流量的自動(dòng)調(diào)節(jié)與數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集,支持遠(yuǎn)程監(jiān)控與數(shù)據(jù)導(dǎo)出,減少人工操作誤差;開發(fā)高壓超高溫型號(hào),圍壓可達(dá)200MPa、溫度突破300℃,滿足超深地層巖心的測試需求;針對頁巖等脆性巖心,設(shè)計(jì)柔性夾持結(jié)構(gòu),避免測試過程中巖心破裂,提升數(shù)據(jù)可靠性。?
巖心夾持器雖不直接參與資源開采,卻以“精準(zhǔn)模擬+科學(xué)測試”的能力,為地質(zhì)勘探與能源開發(fā)提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)支撐。它用技術(shù)手段解鎖地下巖心的秘密,用精準(zhǔn)數(shù)據(jù)指導(dǎo)工程實(shí)踐,用持續(xù)升級(jí)適配資源開發(fā)新需求,助力能源產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。?