[發(fā)明專利]水合物層產(chǎn)出細(xì)砂在礫石層中運(yùn)移規(guī)律的試驗(yàn)方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710216171.1
• 申請(qǐng)日: 2017-04-05
• 公開（公告）號(hào): CN106932170B
• 公開（公告）日: 2018-05-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李彥龍;劉昌嶺;劉樂樂;吳能友;孫建業(yè)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 青島海洋地質(zhì)研究所
• 主分類號(hào): G01M10/00
• 分類號(hào): G01M10/00
• 代理公司: 青島中天匯智知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司37241
• 代理人: 萬桂斌

1.水合物層產(chǎn)出細(xì)砂在礫石層中運(yùn)移規(guī)律的試驗(yàn)方法，其特征在于，具體包括如下步驟：

(1)向模擬充填礫石層子管內(nèi)的一部分空間內(nèi)填充礫石，充填礫石層的厚度為模擬充填礫石層子管體積的1/2～2/3，用液壓壓實(shí)裝置壓實(shí)；

(2)填砂模型的模擬充填礫石層子管的一側(cè)等間距開設(shè)有測(cè)壓孔B1、B2、B3、B4，另一側(cè)正對(duì)測(cè)壓孔處等間距設(shè)置有取樣孔C1、C2、C3、C4，取樣孔C1～C4用堵頭堵死；測(cè)壓孔B1、B2、B3、B4中均插入引壓管，每?jī)蓚€(gè)相鄰測(cè)壓孔之間通過引壓管安裝差壓計(jì)P1、P2、P3，差壓計(jì)P1、P2、P3的測(cè)量結(jié)果作為氣液兩相滲流壓降梯度計(jì)算的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集；

(3)取填砂模型的模擬充填地層砂子管，與模擬充填礫石層子管通過快速接頭連接形成填砂模型，將模擬充填礫石層子管的剩余空間及模擬充填地層砂子管的一部分空間中填充地層細(xì)砂，用液壓壓實(shí)裝置壓實(shí)；

(4)填砂模型的模擬充填地層砂子管的剩余空間填充分流鋼塊，分流鋼塊根據(jù)實(shí)際填砂模型模擬充填地層砂子管的剩余空間，采用長度不同的多孔導(dǎo)流鋼塊呈環(huán)形拼接填充，直到充滿整個(gè)填砂模型的模擬充填地層砂子管為止；

(5)填砂模型的入口端連接恒速泵，填砂模型的出口端通過多孔網(wǎng)板連接在線激光粒度儀和電子天平，并將所有硬件設(shè)備與數(shù)據(jù)處理模塊相連接；

(6)將填砂模型安裝后并抽真空，根據(jù)實(shí)際地層產(chǎn)業(yè)指數(shù)，設(shè)定恒速泵的泵速，利用恒速泵在小于5ml/min的低流速條件下，向模型中注入蒸餾水使地層沉積物和礫石層飽和，開始模擬實(shí)驗(yàn)；

(7)恒速泵開啟過程中實(shí)時(shí)記錄差壓計(jì)P1～P3的壓降值、在線激光粒度儀對(duì)穿透礫石層的地層細(xì)砂的粒徑實(shí)時(shí)測(cè)量；電子天平連續(xù)測(cè)量并記錄產(chǎn)出砂、液混合物的質(zhì)量，在恒定流速條件下穩(wěn)定驅(qū)替一段時(shí)間，通過數(shù)據(jù)采集與處理模塊實(shí)時(shí)采集到電腦數(shù)據(jù)庫；

(8)測(cè)量恒速泵標(biāo)準(zhǔn)曲線：即拆卸填砂模型后，將電子天平直接連接到泵出口端，利用與步驟(7)相同的標(biāo)稱泵速泵送蒸餾水，實(shí)時(shí)記錄產(chǎn)出蒸餾水重量隨時(shí)間的變化曲線；

(9)對(duì)比步驟(7)與步驟(8)測(cè)量得到的重量曲線，根據(jù)兩條曲線差值計(jì)算當(dāng)前出砂速率、累積出砂量；

(10)利用步驟(7)得到的粒度分布數(shù)據(jù)隨時(shí)間的變化規(guī)律，分析恒定流速條件下沉積物微粒通過礫石層產(chǎn)出的粒徑隨時(shí)間的變化曲線；

(11)利用步驟(7)獲取的壓降隨時(shí)間變化曲線，判斷細(xì)砂在礫石層中的堵塞位置和堵塞嚴(yán)重程度；

(12)停止恒速泵，分別從填砂模型的模擬充填礫石層子管各取樣孔C1～C4取樣，用非在線激光粒度儀對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后從取樣孔取得的模擬地層細(xì)砂-礫石層混合砂樣進(jìn)行粒度測(cè)量；對(duì)各截面的砂-礫混合物粒徑做橫向?qū)Ρ确治觯⑴c原始充填礫石層的粒徑分布規(guī)律做縱向?qū)Ρ龋瑥亩袛嗖煌孛嫣幍貙游⒘５那秩氡壤蜏粼谠摻孛娴牡貙游⒘Ａ椒植迹袛嗟貙蛹?xì)粒在礫石層中的運(yùn)移堆積規(guī)律；

(13)采用單一變量控制的辦法更換充填礫石層的充填層厚度或者充填砂粒徑、充填強(qiáng)度，重復(fù)步驟(3)～(12)，縱向?qū)Ρ瘸涮畹[石層目數(shù)、厚度、強(qiáng)度水合物降壓分解儲(chǔ)層的適應(yīng)性；

(14)利用數(shù)據(jù)采集與處理模塊，通過數(shù)據(jù)處理獲取細(xì)砂在礫石層中的堆積位置、堆積量、堆積粒徑；不同剖面礫石層-細(xì)砂混合物滲透率變化；地層細(xì)砂透過礫石層的粒徑、量的變化數(shù)據(jù)，最終獲取水合物地層的最佳充填礫石的充填厚度、充填強(qiáng)度、充填粒徑相關(guān)參數(shù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述水合物層產(chǎn)出細(xì)砂在礫石層中運(yùn)移規(guī)律的試驗(yàn)方法，其特征在于，所述步驟(1)中的模擬充填礫石層子管的管總長度20cm，礫石層的礫石粒徑為40～60目，充填層厚度15cm，充填強(qiáng)度1.5kg/m。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述水合物層產(chǎn)出細(xì)砂在礫石層中運(yùn)移規(guī)律的試驗(yàn)方法，其特征在于，所述步驟(3)中的模擬充填地層砂子管的充填層厚度20cm，充填強(qiáng)度1.5kg/m。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述水合物層產(chǎn)出細(xì)砂在礫石層中運(yùn)移規(guī)律的試驗(yàn)方法，其特征在于，根據(jù)實(shí)際礫石層、地層充填厚度，所述步驟(1)中的礫石和步驟(3)中的地層細(xì)砂為已知粒徑的工業(yè)充填用陶粒、石英砂或核桃殼中的任意一種充填材料。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述水合物層產(chǎn)出細(xì)砂在礫石層中運(yùn)移規(guī)律的試驗(yàn)方法，其特征在于，所述步驟(6)中當(dāng)觀察到填砂模型的出口端開始有液滴冒出時(shí)，地層沉積物及礫石層達(dá)到飽和狀態(tài)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述水合物層產(chǎn)出細(xì)砂在礫石層中運(yùn)移規(guī)律的試驗(yàn)方法，其特征在于，所述步驟(7)中數(shù)據(jù)采集與處理模塊包括數(shù)據(jù)采集模塊和數(shù)據(jù)處理模塊，數(shù)據(jù)采集模塊包括在線激光粒度儀、差壓計(jì)、電子天平、非在線激光粒度儀，在線激光粒度儀實(shí)時(shí)采集粒徑分布數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)處理模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，得到細(xì)砂在礫石層中的堆積位置、堆積量、堆積粒徑；差壓計(jì)實(shí)時(shí)采集測(cè)量的差壓數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)處理模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，得到不同剖面礫石層-細(xì)砂混合物滲透率變化；電子天平實(shí)時(shí)采集砂、液混合質(zhì)量數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)處理模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，得到地層細(xì)砂透過礫石層的粒徑、量的變化；非在線激光粒度儀間隔一定時(shí)間采集不同取樣孔的非在線測(cè)量數(shù)據(jù)、礫石層中充填厚度、粒徑、充填強(qiáng)度的充填參數(shù)，通過數(shù)據(jù)處理模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，得到最佳礫石層中充填厚度、粒徑、充填強(qiáng)度的充填參數(shù)。