[發(fā)明專利]非常規(guī)天然氣開采可視化模擬裝置及其模擬開采的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310647840.2
• 申請日: 2013-12-04
• 公開（公告）號: CN103643920A
• 公開（公告）日: 2014-03-19
• 發(fā)明（設計）人: 李昕睿
• 申請（專利權）人: 北京源海威科技有限公司
• 主分類號: E21B43/00
• 分類號: E21B43/00;E21B47/06;E21B47/07;E21B47/00
• 代理公司: 北京志霖恒遠知識產權代理事務所(普通合伙) 11435
• 代理人: 孟阿妮

技術領域

本發(fā)明涉及天然氣開采領域，具體涉及一種非常規(guī)天然氣開采可視化模擬裝置及其模擬開采的方法。

背景技術

非常規(guī)天然氣是一種非構造控制、大面積成藏的天然氣。現(xiàn)今的美國是世界上天然氣勘探開發(fā)程度和生產應用技術最發(fā)達的國家，其致密氣、煤層氣和頁巖氣等三種非常規(guī)天然氣的年總產量合計超過了天然氣年總產量三分之一。平面上，在盆地中心、邊緣斜坡及周緣露頭區(qū)形成了廣泛的天然氣勘探開發(fā)生產局面。剖面上，在淺層、勘探主體深度和層位、深層及超深層中產出大量天然氣。中國和美國都具有復雜的區(qū)域地質背景和多樣的盆地發(fā)育類型，同時都有各種煤系地層、產氣源巖、致密砂巖等在盆地中的廣泛存在，盆地規(guī)模大小、發(fā)育地質時代、主要地層厚度、甚至構造破壞程度等都大致相同，按照相類似的地質類比原則中國亦當有大量的非常規(guī)天然氣產出。中國與美國天然氣勘探生產上的主要差距是勘探程度高低不同、認識思路各有千秋、技術水平別有特色，在對非常規(guī)天然氣的機理分布認識、勘探開發(fā)技術、綜合利用水平等方面存在較大差距。地質上所指的非常規(guī)天然氣類型多種多樣，包括成生物質、成熟度、化學成分、運聚動力、成藏機理、產出狀態(tài)、資源豐度等多方面不同于常規(guī)認識和理解的天然氣，也包括在工程技術條件上具有特殊性的天然氣類型，它們都具有不同程度上的相對性。隨著經濟技術條件改進以及認識程度提高而逐漸轉變?yōu)橐怀Ｒ?guī)氣的特殊屬性。其中包含因素較多，與勘探思路和開發(fā)技術直接相關的分類方法主要有兩種，一種是在成因來源上，可以將天然氣劃分為生物化學作用甲烷氣、有機質熱成熟高峰之前的未熟一低熟氣、常規(guī)意義上的熱解和裂解氣以及高變質階段的高一過成熟氣等，各自對應于不同的地質條件和地質特殊性。另一種是在成藏動力類型和機理模式上，可以將天然氣劃分為煤系地層中以吸附作用為主導動力形式的煤層氣、泥巖和頁巖中以吸附和游離相態(tài)同時存在的頁巖氣、致密砂巖儲層中以活塞式運聚為特點的根緣氣、常規(guī)意義上受浮力作用控制并具有置換式運聚特點的常規(guī)儲層氣、地層水中以水合及充填等溶解方式存在的水溶氣。以及特殊的溫度和壓力條件下以范德華力為天然氣聚集動力的水合物等。其中不同類型的天然氣各自具有特殊的地質背景、儲存特征及勘探生產特點，彼此類型之間各有聯(lián)系、遞次過渡，形成了從氣源巖、致密砂巖到常規(guī)儲層圈閉以及露頭區(qū)在機理上過渡、在分布上連續(xù)的天然氣成藏與分布序列。非常規(guī)天然氣包括致密氣、頁巖氣、煤層氣。評價其富集程度的一個重要參數(shù)為可采性。要有效地評估某地區(qū)的煤層氣是否具有商業(yè)化的前景，必須建立準確的可采性評價數(shù)據(jù)用于氣藏模擬和生產預測。非常規(guī)天然氣開采模擬設備是提供這種數(shù)據(jù)的唯一工具。

目前國內還沒有非常規(guī)天然氣開采模擬方面的設備，無法對既具有吸附氣，又具有游離氣特點的非常規(guī)天然氣開展物理模擬，評價各種模擬參數(shù)。因此，迫切需要研發(fā)一臺非常規(guī)天然氣開采物理模擬實驗裝置。

發(fā)明內容

在下文中給出關于本發(fā)明的簡要概述，以便提供關于本發(fā)明的某些方面的基本理解。應當理解，這個概述并不是關于本發(fā)明的窮舉性概述。它并不是意圖確定本發(fā)明的關鍵或重要部分，也不是意圖限定本發(fā)明的范圍。其目的僅僅是以簡化的形式給出某些概念，以此作為稍后論述的更詳細描述的前序。

本發(fā)明實施例的目的是針對上述現(xiàn)有技術的缺陷，提供一種非常規(guī)天然氣開采模擬裝置，該裝置使得非常規(guī)天然氣開采模擬變得可視化，實驗效果更為直觀可靠。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術方案是：

一種非常規(guī)天然氣開采模擬裝置，包括：

抽油機動態(tài)仿真裝置、垂直井仿真可視裝置及溫度壓力控制系統(tǒng)；

所述抽油機動態(tài)仿真裝置連接垂直井仿真可視裝置，所述垂直井仿真可視裝置安裝在可視巖心夾持器模型上，所述可視巖心夾持器模型浸沒在可視水箱的水中；

所述溫度壓力測量控制系統(tǒng)，用于對垂直井仿真可視裝置的底部溫度和壓力進行監(jiān)測和調節(jié)；

所述抽油機動態(tài)仿真裝置、垂直井仿真裝置及溫度壓力測量控制系統(tǒng)均通過接口與可視巖心夾持器模型相連。

本發(fā)明還提供一種上述的非常規(guī)天然氣開采模擬裝置進行模擬開采的方法，包括以下步驟：

（1）給可視巖心夾持器模型的箱體中放置樣品，并蓋好頂蓋，將可視巖心夾持器模型放入可視水箱中；所述樣品為巖石、煤塊和煤粉中的至少一種；

（2）將垂直井仿真可視裝置一端穿過頂蓋上的模擬井口后安裝在箱體上，然后接上抽油機動態(tài)仿真裝置；

（3）在可視水箱中放入地層水，水面沒過可視巖心夾持器模型上表面；