[發(fā)明專利]一種水溶氣藏開發(fā)模擬實驗系統(tǒng)及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510068300.8
• 申請日: 2015-02-07
• 公開（公告）號: CN104775809B
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發(fā)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(quán)）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(chǎn)權(quán)代理事務所(普通合伙) 50238
• 代理人: 楊曉磊

本發(fā)明公開了一種水溶氣藏開發(fā)模擬實驗系統(tǒng)及方法：模擬系統(tǒng)共分為四部分：地層水與甲烷溶解系統(tǒng)，含氣地層水中甲烷溶解度測定系統(tǒng)，水溶氣開采模擬實驗系統(tǒng)以及溫度控制系統(tǒng)；水溶氣開發(fā)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、填砂管含氣地層水飽和過程、水溶氣的降壓開發(fā)模擬過程。本發(fā)明針能真實的模擬地層條件下水溶氣開發(fā)過程，為水溶氣的開發(fā)創(chuàng)造了良好的條件。

技術領域

本發(fā)明屬于石油天然氣開采的物理實驗設備領域，具體涉及一種水溶氣藏開發(fā)模擬實驗系統(tǒng)及方法。

背景技術

水溶性天然氣屬于非常規(guī)能源，在全世界廣泛分布且儲量巨大，這是一種非常重要的、比全世界已探明石油天然氣資源量大得多的潛在天然氣資源。早在20世紀中葉，國外就有關于水溶氣的研究，早期的學者主要開展了測定烴類氣體在水中的溶解度及其溶解機理的探索，日本首先正式提出水溶氣是一種新的非常規(guī)天然氣資源。目前關于水溶氣的溶解度特征與溶解機理、水溶氣的運移模擬實驗、水溶氣運移的地球化學指標以及水溶氣聚集成藏的控制因素等國內(nèi)學者都做了大量的工作。而關于水溶氣的開發(fā)方式的研究很少，對于水溶天然氣，通常采用降壓法開采，那么研究壓力的變化、地層水特性以及地層水中的天然氣溶解度對水溶氣開發(fā)效果有何影響是十分有必要的。

目前，針對水溶氣的實驗系統(tǒng)只是測定不同壓力溫度下天然氣在水中的溶解度，沒有實驗系統(tǒng)能真實的模擬地層條件下水溶氣開發(fā)過程。鑒于以上問題，本文介紹了一套多功能水溶氣開發(fā)模擬實驗系統(tǒng)，以及該系統(tǒng)的使用方法。

發(fā)明內(nèi)容

為克服現(xiàn)有技術存在的缺陷，本發(fā)明提供一種水溶氣藏開發(fā)模擬實驗系統(tǒng)及方法，用于研究水溶氣的溶解度與溫度、壓力之間的關系以及降壓法開發(fā)水溶氣情況下壓力對天然氣產(chǎn)量的影響作用。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用下述方案：

一種水溶氣藏開發(fā)模擬實驗系統(tǒng)及方法：模擬系統(tǒng)共分為四部分：地層水與甲烷溶解系統(tǒng)，含氣地層水中甲烷溶解度測定系統(tǒng)，水溶氣開采模擬實驗系統(tǒng)以及溫度控制系統(tǒng)；

水溶氣開發(fā)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、填砂管含氣地層水飽和過程、水溶氣的降壓開發(fā)模擬過程。

進一步的，所述地層水與甲烷溶解系統(tǒng)具體包括：前平流泵、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。

進一步的，所述含氣地層水中甲烷溶解度測定部分由冷凝器、量水筒、氣量計以及相應的控制閥門組成。

進一步的，所述水溶氣開采模擬實驗部分由溶解室、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。

進一步的，所述實驗前準備具體為：按比例混合沙子，充填進填砂管，的填砂模型。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、高壓甲烷分別注入相應容器中，關閉各個控制閥門。

進一步的，所述地層水和甲烷氣的溶解過程具體為：先后往溶解室中注入地層水和甲烷氣，并模擬地層高溫環(huán)境，對溶解室進行加溫加壓，保持并靜置6-10h，使甲烷氣與地層水溶解平衡。

進一步的，所述含氣地層水中甲烷溶解度的測定具體為：啟動上平流泵，往溶解室中加入煤油并排出部分含氣地層水，對含氣地層水進行冷卻降溫，使氣液分離，分別測得氣液體積，進而計算得出含氣地層水中的甲烷含量。

進一步的，所述填砂管含氣地層水飽和過程具體為：模擬地層高溫環(huán)境對填沙管進行加熱，是甲烷氣在高溫下達到飽和，將摻有煤油的含氣地下水壓入填沙管，當通風櫥中有少量液體溢出時，說明填砂模型已經(jīng)被含氣地層水所飽和。