[發(fā)明專利]不同裂隙發(fā)育煤層產(chǎn)氣貢獻能力大小測試裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310067389.7
• 申請日: 2013-03-01
• 公開（公告）號: CN103114851A
• 公開（公告）日: 2013-05-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 倪小明;張崇崇;呂閏生;王延斌;劉保民
• 申請（專利權(quán)）人: 河南理工大學(xué)
• 主分類號: E21B49/00
• 分類號: E21B49/00
• 代理公司: 鄭州聯(lián)科專利事務(wù)所(普通合伙) 41104
• 代理人: 王聚才

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于煤層氣開發(fā)生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種不同裂隙發(fā)育煤層產(chǎn)氣貢獻能力大小測試裝置。

背景技術(shù)

煤層氣主要是以吸附狀態(tài)儲層在煤儲層中，要把賦存在煤儲層中的氣體開采出來，一定的資源量是進行煤層氣開采的基礎(chǔ)，不同發(fā)育形態(tài)的裂縫系統(tǒng)是連接氣體賦存空間與外部環(huán)境的重要紐帶，為了提高煤層氣的采收率，國內(nèi)外研究者采用了不同的壓裂工藝技術(shù)對煤儲層的裂隙系統(tǒng)進行了改造，一定程度上使煤層氣井獲得了一定的產(chǎn)能。對于含氣量大致相同的地區(qū)，采用大致相同的儲層改造工藝技術(shù)，有的煤層氣垂直井產(chǎn)氣量很高，甚至達到10000m³/d以上，有的煤層氣垂直井產(chǎn)氣量很低，甚至幾乎不產(chǎn)氣。這些井除了地質(zhì)因素對產(chǎn)氣有影響外，最重要的煤儲層原始裂隙發(fā)育程度和改造后裂隙發(fā)育程度不同，導(dǎo)致了產(chǎn)氣量的差異性。

為了獲得不同裂縫系統(tǒng)對煤儲層采收率的影響，國內(nèi)外學(xué)者基于彈塑性理論建立流固耦合方程進行計算分析、有限元或有限查分法進行數(shù)值模擬等方法進行了研究。彈塑性理論未能充分的反應(yīng)地質(zhì)與工程因素對孔裂隙度與滲透性的相互影響，對于同種孔裂隙度下滲透性的差異性研究存在較大缺陷；而數(shù)值模擬方法與歷史擬合法需要結(jié)合大量的儲層地質(zhì)屬性資料與排采數(shù)據(jù)，但地質(zhì)資料的搜集往往不完整且較不準確，模擬參數(shù)需要較多的人為調(diào)整，所得結(jié)果難以滿足客觀性與準確性。不同的儲層壓力、不同的含氣量條件下，不同裂隙發(fā)育程度的煤儲層，產(chǎn)氣量的貢獻到底多大？目前不能給出較正確的回答。這些問題的不明確，導(dǎo)致什么樣的儲層原始裂隙發(fā)育需要什么樣的儲層改造工藝技術(shù)？儲層改造到什么程度才能使產(chǎn)氣量最佳等一系列問題一直困擾著人們，這些都導(dǎo)致了儲層改造工藝技術(shù)的盲目性，進而影響著煤層氣井的產(chǎn)氣量。

如何針對不同的儲層含氣量、裂隙發(fā)育程度、不同的排采壓力下導(dǎo)致的產(chǎn)氣量貢獻能力的不同，是明確煤層氣井排采時采收率差異性，也是有的放矢的實施煤層氣壓裂排采工程，減少工程投資風(fēng)險的重要保證。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種不同裂隙發(fā)育煤層產(chǎn)氣貢獻能力大小測試裝置。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：不同裂隙發(fā)育煤層產(chǎn)氣貢獻能力大小測試裝置，包括煤儲層含氣量模擬系統(tǒng)、儲層裂縫模擬系統(tǒng)、產(chǎn)氣動力模擬滲透性測試系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)顯示控制系統(tǒng)，煤儲層含氣量模擬系統(tǒng)的氣體出口與儲層裂縫模擬系統(tǒng)的進氣口連接，儲層裂縫模擬系統(tǒng)的出氣口與產(chǎn)氣動力模擬滲透性測試系統(tǒng)的進氣口連接，煤儲層含氣量模擬系統(tǒng)、儲層裂縫模擬系統(tǒng)、產(chǎn)氣動力模擬滲透性測試系統(tǒng)分別通過數(shù)據(jù)線與數(shù)據(jù)顯示控制系統(tǒng)連接。

所述煤儲層含氣量模擬系統(tǒng)包括高壓氣瓶1、氣體壓縮機3、第一高壓軟管2、第二高壓軟管2a、第三高壓軟管2b、高壓氣體標準缸5和煤樣缸7，高壓氣瓶1的出口通過第一高壓軟管2與高壓氣體標準缸5的進口連接，氣體壓縮機3的出口連接在第一高壓軟管2上，第一高壓軟管2上設(shè)有第一閥門4和第一壓力傳感器6，高壓氣體標準缸5內(nèi)設(shè)有第二壓力傳感器6A，高壓氣體標準缸5的出口通過第二高壓軟管2a與煤樣缸7的進口連接，第二高壓軟管2a上設(shè)有第二閥門4a和第三壓力傳感器6a，煤樣缸7內(nèi)設(shè)有第四壓力傳感器6B，第三高壓軟管2b的進口和出口分別與煤樣缸7的出口和儲層裂縫模擬系統(tǒng)的進氣口連接，第三高壓軟管2b上沿氣流方向依次設(shè)有第三閥門4b、第一PID閥11、第五壓力傳感器6b和第一流量計8，第一壓力傳感器6、第二壓力傳感器6A、第三壓力傳感器6a、第四壓力傳感器6B、第五壓力傳感器6b、第一PID閥11和第一流量計8通過所述數(shù)據(jù)線分別與數(shù)據(jù)顯示控制系統(tǒng)連接。

所述儲層裂縫模擬系統(tǒng)包括均壓氣缸9、均布在均壓氣缸9周圍的三組圍壓裂隙模擬器，每組圍壓裂隙模擬器均包括煤樣模具18、第四高壓軟管2c、鋼架10、夾持器12、圍壓泵16和壓力感應(yīng)片15，第三高壓軟管2b的出口與均壓氣缸9的頂部中央連接，鋼架10固定連接在均壓氣缸9上，煤樣模具18設(shè)在鋼架10內(nèi)，夾持器12夾持鋼架10外部，第四高壓軟管2c兩端分別與均壓氣缸9和煤樣模具18連接，第四高壓軟管2c上設(shè)有第二PID閥11a和第四閥門4c，壓力感應(yīng)片15設(shè)在煤樣模具18當(dāng)中，圍壓泵16與煤樣模具18連接，第二PID閥11a、16和壓力感應(yīng)片15通過所述數(shù)據(jù)線分別與數(shù)據(jù)顯示控制系統(tǒng)連接。