[發(fā)明專利]原位多功能高溫高壓驅(qū)替與排采模擬試驗(yàn)系統(tǒng)和試驗(yàn)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810540118.1
• 申請(qǐng)日: 2018-05-30
• 公開（公告）號(hào): CN108693315B
• 公開（公告）日: 2020-09-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉和武;姜波;李明;劉杰剛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N33/00
• 分類號(hào): G01N33/00
• 代理公司: 北京淮海知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32205
• 代理人: 華德明

本發(fā)明公開了一種原位多功能高溫高壓驅(qū)替與排采模擬試驗(yàn)系統(tǒng)和試驗(yàn)方法，包括試驗(yàn)裝置和驅(qū)替與排采系統(tǒng)，試驗(yàn)裝置包括能夠?qū)γ簬r樣品產(chǎn)生軸向壓力的上軸壓加載單元和下軸壓加載單元，還包括能夠?qū)γ簬r樣品產(chǎn)生圍壓的圍壓端蓋、圍壓活塞和圍壓壓頭，通過對(duì)軸壓和圍壓可以模擬地質(zhì)中的受壓環(huán)境，在試驗(yàn)時(shí)通過電極板組對(duì)煤巖樣品進(jìn)行加熱以模擬地質(zhì)中的高溫環(huán)境，通過注入一定溫度、壓力的氣體或水實(shí)現(xiàn)驅(qū)替與壓裂排采試驗(yàn)，同時(shí)通過驅(qū)替與排采系統(tǒng)可以對(duì)驅(qū)替過程中的混合氣體進(jìn)行采集并在線分析與監(jiān)測(cè)。該試驗(yàn)裝置可以實(shí)現(xiàn)三軸應(yīng)力作用下的高溫驅(qū)替與排采試驗(yàn)，試驗(yàn)精確度高，結(jié)構(gòu)合理，安全系數(shù)高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及煤巖試驗(yàn)領(lǐng)域，尤其涉及一種原位多功能高溫高壓驅(qū)替與排采模擬試驗(yàn)系統(tǒng)和試驗(yàn)方法。

背景技術(shù)

我國(guó)含煤區(qū)先后經(jīng)過了多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)改造，地質(zhì)條件復(fù)雜，構(gòu)造煤發(fā)育。由于構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈，導(dǎo)致煤儲(chǔ)層中甲烷大量逸散，煤層中含氣飽和度降低；煤儲(chǔ)層原生孔裂隙系統(tǒng)被破壞，構(gòu)造應(yīng)力成為影響滲透率的關(guān)鍵因素，煤層在被重新埋藏到地下以后，地應(yīng)力增大使得滲透率急劇下降。“低含氣飽和度、低滲透率、低儲(chǔ)層壓”的“三低”特性是我國(guó)煤儲(chǔ)層的普遍特征。為改善我國(guó)煤儲(chǔ)層的滲透性能，提高導(dǎo)流能力目前較為普遍采用的兩種增加煤層氣采收率的方法為二氧化碳驅(qū)替與水力壓裂排采，驅(qū)替與排采試驗(yàn)可以對(duì)煤層氣的勘探開發(fā)具有十分重要的指導(dǎo)意義。

現(xiàn)有技術(shù)中，公開號(hào)為CN106093345A的中國(guó)發(fā)明專利公開了一種模擬CO₂驅(qū)替置換頁(yè)巖氣動(dòng)態(tài)過程的方法，該方法中僅能對(duì)粉末頁(yè)巖樣品單獨(dú)加載軸壓以模擬地層條件下頁(yè)巖儲(chǔ)層中CO₂驅(qū)替頁(yè)巖氣的動(dòng)態(tài)過程；公開號(hào)為CN104777269A的中國(guó)發(fā)明專利公開了一種超臨界CO₂注入與煤層氣強(qiáng)化驅(qū)替模擬試驗(yàn)方法，該方法僅能通過環(huán)壓跟蹤與測(cè)量系統(tǒng)為樣品提供圍壓；公開號(hào)為CN106896044A的中國(guó)發(fā)明專利公開了一種超臨界二氧化碳驅(qū)替煤層甲烷的多功能實(shí)驗(yàn)裝置及方法，亦僅能實(shí)現(xiàn)軸壓的加載，不能準(zhǔn)確模擬地質(zhì)條件。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提出一種原位多功能高溫高壓驅(qū)替與排采模擬試驗(yàn)系統(tǒng)，該試驗(yàn)系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)軸壓與圍壓的同步加載環(huán)境下的驅(qū)替試驗(yàn)，結(jié)構(gòu)合理，能夠精確模擬地質(zhì)環(huán)境，便于拆卸，安全系數(shù)高，且能夠?qū)︱?qū)替過程中產(chǎn)生的氣體進(jìn)行收集與實(shí)時(shí)在線檢測(cè)。