[發明專利]煤巖割理壓縮系數測試裝置、確定方法及系統

有效

• 申請號: 201810946534.1
• 申請日: 2018-08-20
• 公開（公告）號: CN109142680B
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發明（設計）人: 東振;鮑清英;張繼東;穆福元;李五忠;陳浩;庚勐;楊焦生;趙洋
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24;G01N15/08
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 王濤;孫乳筍

本發明提供了一種煤巖割理壓縮系數測試裝置、確定方法及系統，裝置包括：脈沖發生器，上游氣體倉，巖心夾持器，溫度控制器，溫控箱，下游氣體倉，氦氣罐以及平流泵；脈沖發生器的出口通過上游氣體倉連接到巖心夾持器入口，下游氣體倉的一端的出口連接巖心夾持器的出口，下游氣體倉的另一端的出口連接出口截止閥，平流泵通過高壓管線連接巖心夾持器的外倉，脈沖發生器的出口還通過管線連接到下游氣體倉的另一端的出口，巖心夾持器設置于溫控箱內，溫度控制器與溫控箱連接控制溫控箱溫度，氦氣罐通過氦氣截止閥連接到脈沖發生器的入口。本發明實現不同條件下煤巖割理壓縮系數測試，減少實驗測試時間，建立準確的割理壓縮系數計算模型，提高測試精度。

技術領域

本發明涉及煤層氣開發中煤巖實驗分析技術領域，具體的講是一種煤巖割理壓縮系數測試裝置、確定方法及系統。

背景技術

隨著國內能源結構的升級和環保要求的提高，天然氣消費在能源消費中所占比例逐年提高，我國是擁有豐富煤炭資源而天然氣資源相對緊缺的國家，煤層氣產業能夠充分挖掘天然氣資源、提高非再生資源利用率，又能夠降低煤礦開采過程中瓦斯泄露、瓦斯爆炸等安全事故率，是目前國家大力支持的新興非常規能源行業。煤巖是具有極強應力敏感性的雙重孔隙介質，割理壓縮系數是決定應力敏感性強弱的關鍵因素之一，準確掌握煤巖割理壓縮系數對于差異化制定煤層氣井排采方案、科學編制煤層氣田開發方案都有重要意義。

國內煤層氣開發已經有十多年的歷史，由于起步晚、開發時間短，煤層氣勘探開發基礎理論研究方面相對薄弱，特別是在煤巖性質方面的研究不夠深入，室內實驗是掌握煤巖性質最直接的手段，但由于缺少針對煤巖特點的實驗裝置和測試方法，沒能在煤層氣生產開發中發揮應有的指導作用。

現有技術中，沒有關于煤巖割理巖石系數的測試標準，現有技術中基于煤巖火柴棍模型建立不同有效圍壓下煤巖滲透率變化規律與割理壓縮系數的數學關系，并提出了割理壓縮系數測試方法，現有技術的方法存在以下問題：1、模型中沒有考慮煤巖基質彈性變形引起的割理寬度變化，理論模型不夠準確；2、該方法采用穩態法測定滲透率隨有效圍壓變化，由于國內部分煤氣田的煤層滲透率小于0.1mD(滲透率普遍低于國外2～3個數量級)，因此實驗過程中流體達到穩流狀態的時間長、流量測量的誤差大；3、實驗時無法研究正、反向不同流向對煤巖割理壓縮系數的影響，人為變動巖心方向難以保證實驗條件完全一致，極易增加實驗誤差；4、無法模擬不同溫度對煤巖割理壓縮系數的影響。

發明內容

為解決煤巖割理壓縮系數測試中存在的問題，縮短割理壓縮系數的測試時間，本發明實施例提供了一種煤巖割理壓縮系數測試裝置，包括：脈沖發生器，上游氣體倉，巖心夾持器，溫度控制器，溫控箱，下游氣體倉，氦氣罐以及平流泵；其中，

脈沖發生器的出口通過上游氣體倉連接到巖心夾持器入口，所述下游氣體倉的一端的出口連接巖心夾持器的出口，下游氣體倉的另一端的出口連接一出口截止閥，平流泵通過高壓管線連接巖心夾持器的外倉，脈沖發生器的出口還通過管線連接到下游氣體倉的另一端的出口，所述巖心夾持器設置于溫控箱內，溫度控制器與溫控箱連接控制溫控箱溫度，氦氣罐通過氦氣截止閥連接到所述脈沖發生器的入口。

本發明實施例中，煤巖割理壓縮系數測試裝置還包括：圍壓傳感器、上游壓力傳感器以及下游壓力傳感器；

所述的上游壓力傳感器連接到上游壓力倉，所述的下游壓力傳感器連接到下游壓力倉，所述圍壓傳感器設置于平流泵與巖心夾持器的外倉之間。

本發明實施例中，煤巖割理壓縮系數測試裝置還包括：

脈沖發生器截止閥，設置于所述脈沖發生器與上游氣體倉之間；

上游壓力截止閥，設置于所述上游氣體倉與巖心夾持器的之間；

下游壓力截止閥，設置于所述巖心夾持器與下游氣體倉之間；

圍壓截止閥，設所述置于圍壓傳感器與平流泵之間；