[發(fā)明專利]一種增強型地?zé)衢_采模擬的試驗裝置及模擬方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710219196.7
• 申請日: 2017-04-06
• 公開（公告）號: CN106872651A
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳世萬;劉偉;張治鑫
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶大學(xué)
• 主分類號: G01N33/00
• 分類號: G01N33/00;G01N29/14
• 代理公司: 北京超凡志成知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11371
• 代理人: 金相允

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及新能源開發(fā)試驗設(shè)備設(shè)計與制造領(lǐng)域，具體而言，涉及一種增強型地?zé)衢_采模擬的試驗裝置及模擬方法。

背景技術(shù)

人類對能源的需求不斷增長，傳統(tǒng)的化石能源一方面日益枯竭，另一方面其廣泛使用已對生態(tài)環(huán)境帶來了嚴重的影響，帶來了嚴峻的問題。解決能源問題只能是尋找新的清潔能源。干熱巖是指埋深3km以上的炙熱巖石，溫度為150℃至650℃，其中蘊藏大量的熱能。增強型地?zé)嵯到y(tǒng)即是干熱巖資源開發(fā)工程，地?zé)崮芎烤薮?，且沒有任何碳排放，是作為傳統(tǒng)能源替代能源的最有潛力的新型能源。目前，世界各國均開展了廣泛的增強型地?zé)崮荛_發(fā)的研究。

公認的增強型地?zé)崮荛_采方式為從地表鉆井至設(shè)計深度，通過人工壓裂提高深度地下低滲透性的環(huán)境，使注入井和生產(chǎn)井之間形成大面積的裂隙連通網(wǎng)絡(luò)。通過向注入井注入熱能媒介物質(zhì)(水或二氧化碳等)，媒介物質(zhì)將在形成的地下裂隙網(wǎng)絡(luò)中進行充分的熱交換，并被升高至較高溫度由抽出井抽出完成地?zé)崮艿拈_采。

目前國內(nèi)外增強型地?zé)衢_發(fā)尚處于初期階段。生產(chǎn)和試驗數(shù)據(jù)缺乏，對于地下環(huán)境缺乏深入的認識。且目前在油氣開采、地?zé)衢_發(fā)采用室內(nèi)壓裂試驗均難以獲得多條裂紋，當(dāng)前增強型地?zé)崮荛_發(fā)的模擬試驗數(shù)據(jù)對于實際現(xiàn)場生產(chǎn)中生產(chǎn)參數(shù)優(yōu)化和生產(chǎn)效率提升的作用有限。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在提供一種增強型地?zé)衢_采模擬的試驗裝置，以解決當(dāng)前增強型地?zé)崮荛_發(fā)的模擬試驗無法獲得對實際現(xiàn)場生產(chǎn)中生產(chǎn)參數(shù)優(yōu)化和生產(chǎn)效率提升有較大作用的試驗數(shù)據(jù)的問題。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種使用上述增強型地?zé)衢_采模擬的試驗裝置的模擬方法。

本發(fā)明的實施例是這樣實現(xiàn)的：

一種增強型地?zé)衢_采模擬的試驗裝置，其包括壓力室，壓力室具備有試驗空間，壓力室至少一個端面上設(shè)置有進液通道和出液通道，進液通道與出液通道分別貫穿壓力室的一個端面。第一泵，第一泵與試驗空間連通。加熱裝置，加熱裝置設(shè)置在試驗空間內(nèi)，用于對試驗空間的提供熱源。第二泵，第二泵通過第一管道與進液通道連通。聲發(fā)射傳感器，聲發(fā)射傳感器設(shè)置在試驗空間內(nèi)；環(huán)繞試驗空間設(shè)置有多個聲發(fā)射傳感器。

本發(fā)明的實施例提供的增強型地?zé)衢_采模擬的試驗裝置設(shè)置有第一泵以及加熱裝置，第一泵用于對試樣施加液體壓力，加熱裝置用于向試樣提供熱源，以模擬不同深度的地下高溫高壓環(huán)境。還設(shè)置有第二泵用于向試驗空間內(nèi)的試樣的進液孔提供高壓液體，試樣在高溫高壓以及高壓液體的作用下會產(chǎn)生裂紋。設(shè)置多個聲發(fā)射傳感器采用環(huán)繞試樣的方式安裝，對聲發(fā)射事件定位，并開展波速層析成像，用于監(jiān)測裂紋出現(xiàn)的位置以及裂紋大小的演化規(guī)律。通過本發(fā)明的實施例提供的增強型地?zé)衢_采模擬的試驗裝置能夠?qū)崿F(xiàn)增強型地?zé)崮荛_發(fā)的環(huán)境的模擬以及對水壓致裂效果的評價，能夠獲得實際現(xiàn)場生產(chǎn)中生產(chǎn)參數(shù)優(yōu)化和生產(chǎn)效率提升有較大作用的試驗數(shù)據(jù)。

在本發(fā)明的一個實施例中：

上述壓力室為筒狀結(jié)構(gòu)，筒狀的壓力室具備有筒狀的試驗空間。

在本發(fā)明的一個實施例中：

上述增強型地?zé)衢_采模擬的試驗裝置還包括聲發(fā)射及波速層析成像顯示裝置；聲發(fā)射傳感器與聲發(fā)射及波速層析成像顯示裝置電連接。

在本發(fā)明的一個實施例中：

上述增強型地?zé)衢_采模擬的試驗裝置還包括溫控儀；溫控儀與壓力室連接；溫控儀用于測試并控制試驗空間內(nèi)的溫度。

在本發(fā)明的一個實施例中：

與上述溫控儀還連接設(shè)置有多個溫度傳感器。

在本發(fā)明的一個實施例中：

上述增強型地?zé)衢_采模擬的試驗裝置還包括抽真空裝置；抽真空裝置與第一管道連通。

在本發(fā)明的一個實施例中：

上述增強型地?zé)衢_采模擬的試驗裝置還包括預(yù)加熱裝置；預(yù)加熱裝置連接設(shè)置在第一管道上。

在本發(fā)明的一個實施例中：

上述增強型地?zé)衢_采模擬的試驗裝置還包括滲透率測試裝置；滲透率測試裝置與第一管道或進液通道連接；滲透率測試裝置還連接設(shè)置有第二控制主機；第二控制主機用于顯示滲透率測試結(jié)果。

在本發(fā)明的一個實施例中：

與上述出液通道連接設(shè)置有第二管路；在第二管路處還設(shè)置有溫度檢測裝置、流量檢測裝置和壓力檢測裝置中的至少一種。

一種增強型地?zé)衢_采的模擬方法，模擬方法利用上述任意一種的增強型地?zé)衢_采模擬的試驗裝置實現(xiàn)；

模擬方法包括以下步驟：

獲取具備互不連通的進液孔和出液孔的試件；

將試件置于試驗空間中；使進液通道與進液孔連通，使出液通道與出液孔連通；