[實用新型]不同裂隙發育煤層產氣貢獻能力大小測試裝置

有效

• 申請號: 201320094858.X
• 申請日: 2013-03-01
• 公開（公告）號: CN203097887U
• 公開（公告）日: 2013-07-31
• 發明（設計）人: 倪小明;張崇崇;呂閏生;李全中;胡海洋
• 申請（專利權）人: 河南理工大學
• 主分類號: E21B49/00
• 分類號: E21B49/00
• 代理公司: 鄭州聯科專利事務所(普通合伙) 41104
• 代理人: 王聚才

本實用新型屬于煤層氣開發生產技術領域，尤其涉及一種不同裂隙發育煤層產氣貢獻能力大小測試裝置。

煤層氣主要是以吸附狀態儲層在煤儲層中，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，不同發育形態的裂縫系統是連接氣體賦存空間與外部環境的重要紐帶，為了提高煤層氣的采收率，國內外研究者采用了不同的壓裂工藝技術對煤儲層的裂隙系統進行了改造，一定程度上使煤層氣井獲得了一定的產能。對于含氣量大致相同的地區，采用大致相同的儲層改造工藝技術，有的煤層氣垂直井產氣量很高，甚至達到10000m³/d以上，有的煤層氣垂直井產氣量很低，甚至幾乎不產氣。這些井除了地質因素對產氣有影響外，最重要的煤儲層原始裂隙發育程度和改造后裂隙發育程度不同，導致了產氣量的差異性。

為了獲得不同裂縫系統對煤儲層采收率的影響，國內外學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值模擬等方法進行了研究。彈塑性理論未能充分的反應地質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；而數值模擬方法與歷史擬合法需要結合大量的儲層地質屬性資料與排采數據，但地質資料的搜集往往不完整且較不準確，模擬參數需要較多的人為調整，所得結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，不同裂隙發育程度的煤儲層，產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，導致什么樣的儲層原始裂隙發育需要什么樣的儲層改造工藝技術？儲層改造到什么程度才能使產氣量最佳等一系列問題一直困擾著人們，這些都導致了儲層改造工藝技術的盲目性，進而影響著煤層氣井的產氣量。

如何針對不同的儲層含氣量、裂隙發育程度、不同的排采壓力下導致的產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，減少工程投資風險的重要保證。

本實用新型為了解決現有技術中的不足之處，提供一種不同裂隙發育煤層產氣貢獻能力大小測試裝置。

為解決上述技術問題，本實用新型采用如下技術方案：不同裂隙發育煤層產氣貢獻能力大小測試裝置，包括煤儲層含氣量模擬系統、儲層裂縫模擬系統、產氣動力模擬滲透性測試系統以及數據顯示控制系統，煤儲層含氣量模擬系統的氣體出口與儲層裂縫模擬系統的進氣口連接，儲層裂縫模擬系統的出氣口與產氣動力模擬滲透性測試系統的進氣口連接，煤儲層含氣量模擬系統、儲層裂縫模擬系統、產氣動力模擬滲透性測試系統分別通過數據線與數據顯示控制系統連接。

所述煤儲層含氣量模擬系統包括高壓氣瓶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上設有第一閥門4和第一壓力傳感器6，高壓氣體標準缸5內設有第二壓力傳感器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上設有第二閥門4a和第三壓力傳感器6a，煤樣缸7內設有第四壓力傳感器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的進氣口連接，第三高壓軟管2b上沿氣流方向依次設有第三閥門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通過所述數據線分別與數據顯示控制系統連接。

所述儲層裂縫模擬系統包括均壓氣缸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設在鋼架10內，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上設有第二PID閥11a和第四閥門4c，壓力感應片15設在煤樣模具18當中，圍壓泵16與煤樣模具18連接，第二PID閥11a、16和壓力感應片15通過所述數據線分別與數據顯示控制系統連接。

所述產氣動力模擬滲透性測試系統包括與煤樣模具18的出口連接的第五高壓軟管2d、與第五高壓軟管2d的出氣口連接的氣囊13以及與第五高壓軟管2d連接的真空泵17，第五高壓軟管2d上設有第六壓力傳感器6c和第二流量計8a，真空泵17、第六壓力傳感器6c和第二流量計8a通過所述數據線分別與數據顯示控制系統連接。