[發明專利]一種水溶氣藏開發模擬實驗系統及方法

有效

• 申請號: 201510068300.8
• 申請日: 2015-02-07
• 公開（公告）號: CN104775809B
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發明（設計）人: 孫致學;徐楊;姚軍;馮軍;鄧清;蔡明玉;孫強;呂抒桓;張明明;呂曉聰;聶海峰;孫繼芹
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: E21B49/00
• 分類號: E21B49/00
• 代理公司: 重慶晟軒知識產權代理事務所(普通合伙) 50238
• 代理人: 楊曉磊

1.一種水溶氣藏開發模擬實驗系統，其特征在于：所述模擬實驗系統共分為四部分：

地層水與甲烷溶解系統，含氣地層水中甲烷溶解度測定系統，水溶氣開采模擬實驗系統以及溫度控制系統

所述地層水與甲烷溶解系統具體包括：平流泵、溶解室、含地層水的中間容器、甲烷儲集容器以及相應的控制閥門；

平流泵接兩條管線分別為第一管線和第二管線，第一管線由第一控制閥門控制，第二管線由第二控制閥門控制；

溶解室為內部含有活塞的圓筒狀容器，活塞將溶解室分成上下兩個腔，圓筒形溶解室一共設置三個入口、一個出口以及一個壓力閥接口；溶解室上底面通過流體入口接第一管線，并有第一控制閥門控制開關；側面靠下位置處設置兩個流體入口分別由第六控制閥門和第七控制閥門控制開關；下底面通過流體出口由第八控制閥門控制開關；平流泵通過管線將煤油泵入活塞上部，推動活塞向下運動，實現對活塞下部腔室進行加壓的過程；

平流泵通過兩條管線，第一管線、第二管線分別接到溶解室和含地層水的中間容器上，并分別由第一控制閥門和第二控制閥門控制管路的開閉；含地層水的中間容器下游通過耐高壓管線接到溶解室側面靠下位置處，由第六控制閥門控制管路開閉；甲烷儲集容器上方設置第三控制閥門，控制甲烷儲集容器的開關，并通過耐壓管線連接到溶解室的側面靠下位置處，并設置第七控制閥門，第八控制閥門和第三控制閥門共同控制管線中甲烷氣體的開閉；

溶解室側面下部接入兩條耐壓管線和一個壓力表，底部接入一條耐壓管線，分別由相應的控制閥門、和控制管線的開閉，壓力表測量活塞下部腔室內壓力的值；

所述含氣地層水中甲烷溶解度測定系統由冷凝器、量水筒、氣量計以及相應的控制閥門組成；

從溶解室底部出來的耐壓管線經過第八控制閥門之后分成兩路，其中一路連接到冷凝器，由第九控制閥門控制地層水的開閉；

所述水溶氣開采模擬實驗系統由溶解室、后平流泵、含甲烷中間容器、填砂管、儲氣罐以及相應的控制閥門組成；

由溶解室出來的耐壓管線分成兩路，另外一路連接到填砂管上；后平流泵向下接到含甲烷中間容器上，往下通過管線接到填砂管上，并有壓力閥控制管線的開閉；由填砂管出來的耐壓管線經過壓力閥后分為兩條支路：一條支路連接到儲氣罐，由第四控制閥門控制；另外一條支路通向通風櫥，由第五控制閥門控制；儲氣罐上設有壓力計，用來檢測儲氣罐的壓力值；

所述壓力閥用來控制和調整壓力系統的壓力，定壓溢流；

水溶氣開發模擬實驗方法，包括五個部分：包括實驗前準備、地層水和甲烷氣的溶解過程、含氣地層水中甲烷溶解度的測定、填砂模型含氣地層水飽和過程、水溶氣的降壓開發模擬過程。

2.如權利要求1所述的水溶氣藏開發模擬實驗系統，其特征在于，所述含地層水的中間容器是一個內部含有活塞的圓筒狀容器，活塞將中間容器分為上下兩個腔，活塞下部腔室儲存地層水，平流泵通過管線將煤油泵入活塞上部，推動活塞向下運動。

3.如權利要求1 所述的水溶氣藏開發模擬實驗系統，其特征在于，所述含甲烷的中間容器是一個內部含有活塞的圓筒狀容器，活塞將中間容器分為左右兩個腔，活塞右側腔室儲存甲烷氣，平流泵通過管線將煤油泵入活塞左側，推動活塞向右運動，進而將右側腔室內的甲烷氣壓入填砂管中。

4.一種水溶氣藏開發模擬實驗方法，其特征在于，采用權利要求1所述的水溶氣藏開發模擬實驗系統；

所述實驗前準備具體為：按比例混合沙子，充填進填砂管制得填砂模型；測量填砂管中模型的滲

透率和孔隙度；安裝裝置并將地層水注入中間容器，將高壓甲烷注入儲集容器中，注入完成后關閉所述中間容器和儲集容器的控制閥門。

5.如權利要求4所述的水溶氣藏開發模擬實驗方法，其特征在于，所述地層水和甲烷氣的溶解過程：先后往溶解室中注入地層水和高壓甲烷，并模擬地層高溫環境，對溶解室進行加溫加壓，保持并靜置6-h，使高壓甲烷與地層水溶解平衡。