[發明專利]大孔隙煤巖體二氧化碳驅替瓦斯過程動態分析方法

有效

• 申請號: 201610930173.2
• 申請日: 2016-10-31
• 公開（公告）號: CN106501298B
• 公開（公告）日: 2017-12-15
• 發明（設計）人: 陳結;謝凱楠;姜德義;胡千庭;梁運培;蔣翔;宋中強
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: G01N24/08
• 分類號: G01N24/08
• 代理公司: 重慶信航知識產權代理有限公司50218
• 代理人: 穆祥維

技術領域

本發明涉及驅替技術領域，具體涉及一種大孔隙煤巖體二氧化碳驅替瓦斯過程動態分析方法。

背景技術

石油開發、煤層氣開采以及二氧化碳封存等許多領域都涉及到驅替技術，驅替技術的成熟發展和在相關領域的有效利用，一直是近年來許多專家和學者共同研究的目標。而研究驅替技術的基礎就是了解巖心內流體的流動規律。在實驗室條件下得到巖心內流體流動規律，目前采用的辦法是利用低場核磁共振成像技術，將巖心驅替實驗與此技術結合起來。但是，本發明的發明人經過研究發現，由于地層中的巖石處在高溫高壓條件下，已有的成果不能很好的運用到實際工程中，而如何了解在地層中大孔隙煤巖體二氧化碳驅替瓦斯的動態情況，成為目前亟待解決的技術問題。

發明內容

針對現有技術存在的由于地層中的巖石處在高溫高壓條件下，已有的成果不能很好運用到實際工程中的技術問題，本發明提供一種大孔隙煤巖體二氧化碳驅替瓦斯過程動態分析方法，該方法可以進行高溫高壓條件下大孔隙煤巖體二氧化碳驅替瓦斯效果評價分析。

為了解決上述技術問題，本發明采用了如下的技術方案：

一種大孔隙煤巖體二氧化碳驅替瓦斯過程動態分析方法，在該方法中采用了一種大孔隙煤巖體二氧化碳驅替瓦斯過程動態分析裝置，所述大孔隙煤巖體二氧化碳驅替瓦斯過程動態分析裝置包括：

中空的環形夾持器本體，所述夾持器本體的側表面圍設有保溫層，所述保溫層的部分側表面圍設有核磁共振線圈；

所述夾持器本體的空腔內設有中空的環形膠套，所述環形膠套的空腔上部設有與空腔內壁緊密配合的上頂頭，所述環形膠套的空腔下部設有與空腔內壁緊密配合的下頂頭，所述環形膠套的內壁、上頂頭和下頂頭共同圍成有可放置待測煤巖體試件的空間；

所述環形膠套的空腔上部設有與上頂頭接觸的上堵頭，所述環形膠套的空腔下部設有與下頂頭接觸的下堵頭，所述環形膠套的上端還設有將環形膠套與上堵頭緊密卡接的上密封卡套，所述環形膠套的下端還設有將環形膠套與下堵頭緊密卡接的下密封卡套，所述下堵頭上設有將下堵頭下端部罩設在夾持器本體下表面的下堵頭固定端，所述上堵頭的上部側表面圍設有將上堵頭固定在夾持器本體上部的上堵頭密封端，所述上頂頭和上堵頭上貫通設有驅替進管，所述下頂頭、下堵頭和下堵頭固定端上貫通設有驅替出管，所述夾持器本體的空腔內壁上嵌設有加熱層，所述加熱層、夾持器本體的空腔內壁及上堵頭密封端與所述上堵頭、環形膠套及下堵頭之間共同構成一個環形的圍壓腔室；

所述夾持器本體的上部設有與圍壓腔室連通的進油管和與加熱層連通的加熱層出油管，所述夾持器本體的下部設有與圍壓腔室連通的卸油管和與加熱層連通的加熱層進油管，且所述夾持器本體的下部還設有數據線接頭和用于檢測圍壓腔室內溫度的溫度傳感器；

該方法包括如下步驟：

S1、將待測煤巖體試件放入所述環形膠套的內壁、上頂頭和下頂頭共同圍成的空間內，連接好收集相應參數的數據線接頭，并密封和固定好所述大孔隙煤巖體二氧化碳驅替瓦斯過程動態分析裝置；

S2、設定所述圍壓腔室內的圍壓為0～25MPa，溫度為0～100℃，所述待測煤巖體試件的軸壓為0～60KN，所述驅替進管內的驅替壓力為0～22MPa，所述驅替出管內的驅替壓力為0～22MPa；

S3、從所述驅替進管的入口注入甲烷氣體，使待測煤巖體試件達到吸附飽和狀態，再在驅替進管的入口注入二氧化碳氣體，由于包括¹H、³He、¹³C、¹⁹F、³¹P和¹²⁹Xe在內的原子核帶電的緣故，具有自旋角動量，在磁性狀態下發生核磁共振，利用核磁共振儀對甲烷里的氫原子敏感性高而對二氧化碳不敏感的特性，通過核磁成像和T₂譜圖來分析二氧化碳驅替甲烷的動態過程；

S4、監測所述驅替進管和驅替出管內的氣體壓力和氣體量，通過計算機記錄進出口氣體壓力和出口流量、T₂譜圖與截面圖像；

S5、根據設定的實驗方案，在達到設定的驅替效果后，對記錄的數據和圖像進行處理，得到不同條件下待測煤巖體試件內部驅替過程中瓦斯動態分布特征。