[發(fā)明專利]多應力場下多類型儲層中天然氣水合物生成與分解監(jiān)測裝置及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811626368.3
• 申請日: 2018-12-28
• 公開（公告）號: CN109826620A
• 公開（公告）日: 2019-05-31
• 發(fā)明（設計）人: 盧靜生;梁德青;李棟梁
• 申請（專利權）人: 中國科學院廣州能源研究所
• 主分類號: E21B49/00
• 分類號: E21B49/00;E21B47/00;E21B47/06;E21B47/07
• 代理公司: 廣州科粵專利商標代理有限公司 44001
• 代理人: 劉海霞;莫瑤江

本發(fā)明公開了一種多應力場下多類型儲層中天然氣水合物生成與分解監(jiān)測裝置及方法，包括可視化多類型樣品合成室、多應力應變控制系統(tǒng)、溫控系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集及監(jiān)測系統(tǒng)。本發(fā)明設計合理、功能完善且操作簡單，借助本發(fā)明提出的方法，可以實現(xiàn)不同類型沉積物模塊化的快速搭配組裝成多類型儲層，并在多應力場作用下生成具有蓋層、產(chǎn)層和底層的多類型天然氣水合物儲層，并通過分解模塊的不同布井方式和不同流速控制開展多應力場下多類型天然氣水合物儲層分解。通過監(jiān)測系統(tǒng)相應的溫度測量、壓力測量、應變測量、電阻測量、介電常數(shù)測量、核磁共振成像、光透成像、超聲成像的監(jiān)測手段對水合物的生成和分解過程進行監(jiān)測。

技術領域

本發(fā)明涉及一種天然氣水合物生成與分解監(jiān)測技術，尤其是一種在多應力場下多類型儲層中的天然氣水合物生成與分解監(jiān)測裝置及方法。

背景技術

天然氣水合物是氣體和水在高壓低溫條件下形成的類冰狀固體，廣泛分布于深海沉積物或陸域凍土中，儲量非常巨大，是全球常規(guī)燃料總碳量的2倍。然而水合物儲層開采過程中水合物分解導致儲層力學性質變化較大，且在蓋層和底層等多類型應力場作用下，可能導致水合物產(chǎn)層失穩(wěn)、出砂等問題。因此在天然氣水合物勘探開發(fā)前需要對多類型儲層在多應力場下天然氣水合物的生成與分解情況進行監(jiān)測分析，保證未來安全長期高效開采。

專利CN 101963057B、專利CN 107420069A和專利CN 101376854B分別提出了一種天然氣水合物地質分層模擬、一種天然氣水合物賦存類型模擬開采實驗系統(tǒng)和實驗裝置模擬三維條件下氣體水合物成藏過程的方法及裝置，雖然都考慮多類型水合物儲層或多層位的天然氣水合物生成和分解裝置及方法情況，但是裝置及方法未考慮多應力場的影響，無法有效模擬實際天然氣水合物賦存環(huán)境。

天然氣水合物沉積層賦存類型主要分為三種類型，其中：Class 1分為兩個區(qū)域：上層為低滲透率的水合物區(qū)，下層為有自由氣移動的兩相流動區(qū)；Class2分為兩部分，上層為水合物區(qū)，下層為沒有自由氣的可移動水區(qū)；Class 3只有單獨的水合物區(qū)域，水合物區(qū)域不與其他流動區(qū)域相連，且三種類型賦存的應力場不同，因此多應力場下多類型儲層的水合物生成與分解研究，是水合物開采這個系統(tǒng)工程中很重要的一個環(huán)節(jié)，對水合物儲層安全高效開發(fā)具有重要意義。目前天然氣水合物試采都是以垂直井為主，未來水平井和定向井技術將有助于提高生產(chǎn)效率，增大靶區(qū)甜點的命中率。

發(fā)明專利內容

鑒于以上問題，本發(fā)明提出一種在多應力場下多類型天然氣水合物儲層生成與分解監(jiān)測裝置及方法，可以提供含水合物儲層損害的室內評價。

為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明提出了以下的技術方案：

多應力場下多類型儲層中天然氣水合物生成與分解監(jiān)測裝置，包括

樣品合成室:所述樣品合成室上開設有可視化視窗，其內放置有模塊化的多類型沉積物，并與外部的液體回路與氣體回路連接，通過井筒模塊與分解模塊相連接；

多應力應變控制系統(tǒng)：包括設置于所述合成室軸向或徑向的應力加載系統(tǒng)；為所述樣品合成室提供多應力場和孔隙壓力的氣體增壓模塊、液體增壓模塊、氣液增壓模塊；所述氣體增壓模塊、液體增壓模塊、氣液增壓模塊分別通過管路與所述樣品合成室連接，還包括用于測量儲層應變的應變測量模塊，所述應變測量模塊安裝于所述樣品合成室內；

溫度控制系統(tǒng)：包括低溫水浴組及水浴傳輸管，通過水浴傳輸管將所述低溫水浴組與所述樣品合成室連接，對樣品合成室進行多層位的溫度控制；