[實用新型]一種多孔介質中氣水合物模擬實驗測試系統

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201520743642.0
• 申請日: 2015-09-23
• 公開（公告）號: CN205015491U
• 公開（公告）日: 2016-02-03
• 發(fā)明（設計）人: 邢蘭昌;劉昌嶺;陳強;耿艷峰;華陳權;祁雨
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）;青島海洋地質研究所
• 主分類號: G01V11/00
• 分類號: G01V11/00;G01V13/00;G01N33/00
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 龔燮英

技術領域

本實用新型屬于油氣勘探技術領域，特別涉及一種天然氣水合物儲層的勘探技術，具體為一種多孔介質中氣水合物模擬實驗測試系統。

背景技術

天然氣水合物是一種具有巨大潛力的能量資源，主要分布于陸地永久凍土帶和大陸架邊緣的海底沉積物中，其具有分布廣、儲量大、能量密度高、清潔等特點，對天然氣水合物資源的勘探與開發(fā)引起了世界各國的廣泛重視。

天然氣水合物儲層是一種特殊類型的儲層，目前對其評價主要沿用油氣評價理論與方法，即將天然氣水合物作為流體來處理。實際上天然氣水合物是以固態(tài)形式存在，而且其物理化學性質、賦存狀態(tài)、成藏模式也與油氣有較大差異。因此，在借鑒油氣評價理論與方法的同時，需要針對天然氣水合物的特性探索新的理論、技術和方法，以更有效地對天然氣水合物儲層進行識別、對水合物的賦存狀態(tài)和飽和度進行評價，為制定和優(yōu)化水合物開采方案提供理論和數據支撐。

地球物理測井是對天然氣水合物儲層進行定量評價的重要手段，利用地球物理測井技術可以在原位高壓低溫環(huán)境下對儲層物理性質進行探測，數據可靠性較高，通過測井解釋技術進一步可以獲得巖石孔隙度、含水合物飽和度、儲層厚度等參數，為天然氣水合物儲層的定量評價提供必要的信息。國內外對天然氣水合物資源調查中大都實施了測井作業(yè)，由于天然氣水合物的電學和聲學性質與儲層巖石其他組分之間的差異最為顯著，目前對水合物飽和度的評價主要基于傳統的電阻率測井響應和聲波測井響應開展解釋工作。如前所述，與油氣儲層相比天然氣水合物儲層具有其特殊性，因此在對測井響應進行解釋之前需要構建適用于天然氣水合物儲層的測井解釋模型。構建測井解釋模型不僅需要建立理論模型，而且需要收集大量的測井數據資料以及巖石物理實驗數據對理論模型進行驗證和參數優(yōu)化。

因此，大量地開展針對天然氣水合物的巖石物理模擬實驗，獲取高質量的聲學與電學實驗測試數據，對于構建天然氣水合物儲層的聲波與電法測井解釋模型具有不可替代的重要意義，進而為聲波與電法測井技術應用于天然氣水合物儲層精細評價提供模型基礎。除此之外，在針對天然氣水合物開展巖石物理模擬實驗過程中，深入研究新的聲學和電學測試系統和方法也為開發(fā)新的測井技術(包括測井儀器和相應的數據解釋模型與方法)提供理論基礎，同時也為探索天然氣水合物生成/分解過程的動力學規(guī)律以及多孔介質內各相物質的空間分布狀態(tài)變化規(guī)律提供有效的探測技術手段。

聲學和電學測試技術的優(yōu)點在于：激勵信號與測量信號安全無輻射；測試過程為非侵入式，對被測體系干擾小；傳感器制作成本較低而且可根據不同的測量需求靈活設計；電信號與聲信號(聲信號通常也轉換為電信號)測量和處理所需的電路性能高、模塊化、可靠性強，信號采集速度快；數據分析處理方法靈活多樣且易于軟件實現。

現有的天然氣水合物模擬實驗測試系統及測試方法中，所涉及到的聲學和電學測試技術絕大多數采取各自獨立實施的方式。申請?zhí)枮?013102252657的專利公布了“天然氣水合物沉積物動三軸力學-聲學-電學同步測試的實驗裝置及方法”，但是其測試系統和方法有以下特點：利用了傳統的電阻率測試技術，即僅獲取了被測介質的電阻信息而忽視了容抗信息；僅使用一對電極作為傳感器，測試的空間范圍較窄；沒有考慮電學傳感器與聲學傳感器在測試空間的復合，導致聲學傳感器和電學傳感器的測試對象(空間測試范圍)不完全一致，從而導致兩類傳感器所獲取的信息無法統一，無法對兩類傳感器的測量數據進行聯合(融合)處理。

實用新型內容

本實用新型提供一種多孔介質內天然氣水合物模擬實驗測試系統，可實現實驗室環(huán)境下沉積物中天然氣水合物生成分解過程的模擬、聲學與電學參數聯合測試的實施。利用此系統和對應的測試方法可以高效地開展天然氣水合物相關的物理模擬實驗，獲取蘊含豐富信息的聲學和電學測試參數數據，建立準確的天然氣水合物飽和度計算模型，從而為探索天然氣水合物生成/分解過程的動力學規(guī)律以及多孔介質內各相物質的空間分布狀態(tài)變化規(guī)律提供有效的探測技術手段，同時也為開發(fā)新的測井技術(包括測井儀器和相應的數據解釋模型與方法)提供理論基礎。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：本實用新型的多孔介質中氣水合物模擬實驗測試系統，主要包括反應釜、傳感系統、硬件接口設備和數據處理系統，反應釜用以盛裝被測介質，傳感系統安裝在反應釜內，傳感系統通過硬件接口設備接入數據處理系統；

傳感系統主要由聲學傳感器、電學傳感器、溫度傳感器和壓力傳感器組成，

硬件接口設備包括：

波形發(fā)生器，用以產生傳感系統所需的激勵信號，作為傳感系統的輸入；