[發明專利]煤層氣完井方式評價實驗裝置

有效

• 申請號: 201010264865.0
• 申請日: 2010-08-27
• 公開（公告）號: CN102374963A
• 公開（公告）日: 2012-03-14
• 發明（設計）人: 汪志明;王開龍;張健;王中華;何愛國
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（北京）
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 趙燕力

技術領域

本發明是關于一種完井模擬實驗系統，尤其涉及一種煤層氣完井方式評價實驗裝置。

背景技術

目前，我國的煤層氣完井方法比較單一，大部分煤層氣井仍采用常規油氣井的完井方法，缺乏煤層氣完井方法選擇的理論基礎，缺乏不同完井方法的適用性分析，不能根據具體的煤層氣藏儲層條件對不同完井方法進行評價，從而無法實現煤層氣藏完井方法的優選。因此有必要開展煤層氣完井方法基礎理論方面的研究，在此基礎上形成適合煤層氣完井方法優選的評價體系，以提高不同煤層氣藏完井方法選擇的科學性。

現有對煤巖滲透率的測量是采用儲層煤巖滲透率測定實驗裝置，首先用鹽水飽和煤心，再進行氣驅水，通過測量壓差和流量數據求得樣品的相對滲透率，它是樣品出口端含水飽和度的函數。實驗過程是在恒壓下向巖心注入加濕的氦氣，以置換其中的水。連續地注入氣體，直至水產量的增量達到穩定。用自動數據采集系統記錄不同時間水和氣的體積、上流壓力、壓差和溫度，用天平或計量管計量產出水的重量，用水的重量和密度計算飽和度。根據水量和氣量，利用Johnson等(1959)的模型或Jones等(1976)的數學模型計算出氣-水相對滲透率；通過類似的驅替步驟，代入達西公式，可以測出單組分氣體在煤巖中的相對滲透率。

但是，煤層氣井采用不同的完井方式時，煤層氣井井筒壁面滲流特性將發生改變，產氣量、產液量、煤粉產出量及粒徑也隨之變化；而現有的儲層煤巖滲透率測定裝置只是普通的煤巖滲透率測量裝置，并不能與煤層氣完井方式的評價與優選相關聯，不能為煤層氣完井方式的優選提供有用的數據，從而不能對煤層氣完井方式進行評價。

本發明人為解決上述現有技術的缺陷，提供一種煤層氣完井方式評價實驗裝置，模擬煤層氣井不同完井方式下井筒壁面滲流效果，進而能夠通過分析模擬不同完井方式下的滲流效果對煤層氣井產氣量和煤粉產出量影響程度的大小或者范圍，來決定使用某種完井方式。

發明內容

本發明的目的在于提供一種煤層氣完井方式評價實驗裝置，該實驗裝置可進行儲層煤巖氣相絕對滲透率、相對滲透率的測定，得出不同完井方式下的煤儲層滲透率評價理論，推出不同完井方式下的煤層氣井筒滲流模型，測定出煤巖孔隙體積壓縮系數。

本發明的目的是這樣實現的，一種煤層氣完井方式評價實驗裝置，該評價實驗裝置包括一套設置在恒溫箱內的完井方式模擬模型系統，該完井方式模擬模型系統由巖心夾持器和設置在巖心夾持器內的完井模型構成；所述巖心夾持器由一個兩端密封的金屬圓筒構成，金屬圓筒的一密封端上設有氣液進口及進口開關，另一密封端上設有氣液出口及出口開關，該金屬圓筒內套設有一兩端呈開放的筒狀膠套；該完井模型包括設置在筒狀膠套內的圓柱狀原煤煤心，該原煤煤心對應所述氣液出口的端面上貼設有一完井模擬片，所述完井模擬片上設有貫通的割縫或透孔；巖心夾持器的氣液進口連接有氣液加壓注入系統和進口壓力傳感器；巖心夾持器的氣液出口連接有煤粉收集計量系統和出口壓力傳感器；所述巖心夾持器上連接一個用來給金屬圓筒內部的完井模型加載圍壓的加載裝置。

在本發明的一較佳實施方式中，所述完井模擬片上的割縫設置有多條，完井模擬片上臨近煤心一側的割縫寬度小于另一側割縫的寬度，構成一側窄另一側寬的梯形截面的割縫。

在本發明的一較佳實施方式中，所述完井模擬片上的透孔為一個，且設置在完井模擬片的中心處，所述煤心在臨近該透孔一側且對應該透孔沿其軸向設有一段模擬井筒。

在本發明的一較佳實施方式中，所述完井模擬片上的透孔為多個微孔。

在本發明的一較佳實施方式中，所述恒溫箱內設置兩套并聯的完井方式模擬模型系統。

在本發明的一較佳實施方式中，所述氣液加壓注入系統包括并聯設置的氣體加壓注入裝置和液體加壓注入裝置；所述氣體加壓注入裝置依序由氣瓶、調壓閥、壓力表和開關構成；所述液體加壓注入裝置依序由驅替泵、活塞容器和開關構成。

在本發明的一較佳實施方式中，所述煤粉收集計量系統包括一煤粉收集器和與其串聯的流量計，該煤粉收集器的前后均設有開關。

在本發明的一較佳實施方式中，在所述煤粉收集器和流量計之間還設有一氣液分離器，該氣液分離器通過一管路連接于一天平。

在本發明的一較佳實施方式中，所述原煤煤心的壁面上設有應力應變片，該應力應變片連接于一應變儀；所述巖心夾持器的氣液出口處設有一回壓閥。

在本發明的一較佳實施方式中，所述進口壓力傳感器包括一低量程的壓力傳感器和一高量程的壓力傳感器；所述出口壓力傳感器包括一低量程的壓力傳感器和一高量程的壓力傳感器。