[發明專利]地層呼吸效應模擬裝置及方法

有效

• 申請號: 201910016340.6
• 申請日: 2019-01-08
• 公開（公告）號: CN109577956B
• 公開（公告）日: 2023-09-26
• 發明（設計）人: 楊進;殷啟帥;施山山;李振坤;羅鳴;李文拓;陳緒躍;李鐵;張禎祥;汪文星
• 申請（專利權）人: 中國石油大學(北京);中海石油（中國）有限公司湛江分公司;中海油能源發展股份有限公司工程技術分公司;中海石油（中國）有限公司蓬勃作業公司
• 主分類號: E21B47/10
• 分類號: E21B47/10;E21B47/06
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 韓嫚嫚;王春光

1.一種地層呼吸效應模擬裝置，其特征在于，包括：

外筒體，其內放置有人工地層，所述人工地層具有人工井眼，所述人工地層的外部包裹有氣墊，所述氣墊與所述外筒體之間形成有下部環空；所述人工井眼沿所述人工地層的軸心處設置且為不穿透的孔眼；

內筒體，密封設置在所述人工地層的上方，所述內筒體與所述外筒體之間形成有上部環空，所述上部環空與所述下部環空相連通；所述內筒體中穿設有注液管，所述注液管能伸入所述人工井眼內；

監測機構，具有液位監測器和壓力傳感器，所述壓力傳感器設置在所述內筒體的下端面并位于所述人工井眼內，所述液位監測器能監測所述下部環空中的流體介質的液位高度；

其中，所述下部環空設有至少兩個支撐環，所述至少兩個支撐環套設在所述氣墊的外側并沿所述外筒體的軸線方向間隔設置，各所述支撐環上沿其圓周方向間隔設有多個流通槽。

2.如權利要求1所述的地層呼吸效應模擬裝置，其特征在于，所述內筒體具有內筒本體，所述內筒本體的下端密封連接有內密封蓋，所述內筒本體的上端密封連接有上蓋，所述注液管穿設于所述上蓋和所述內密封蓋，所述注液管與所述內密封蓋密封連接。

3.如權利要求2所述的地層呼吸效應模擬裝置，其特征在于，所述內筒本體的內壁沿圓周方向間隔設有多個軸向通槽，所述內密封蓋的外壁沿圓周方向間隔設有多個滑塊，所述滑塊能密封滑動地嵌設在所述軸向通槽中。

4.如權利要求3所述的地層呼吸效應模擬裝置，其特征在于，所述上蓋的下端面沿圓周方向間隔設有多個插入塊，在所述上蓋蓋設在所述內筒本體的上端的狀態下，所述插入塊能卡入所述軸向通槽中。

5.如權利要求1所述的地層呼吸效應模擬裝置，其特征在于，所述液位監測器為紅外測距傳感器，所述紅外測距傳感器設置在所述外筒體的上端；或者，所述液位監測器為設置在所述外筒體上部外壁上的刻度標線。

6.如權利要求1所述的地層呼吸效應模擬裝置，其特征在于，所述外筒體的上端設有注液閥，所述外筒體的下端設有排液閥，所述注液閥與所述上部環空相連通，所述排液閥與所述下部環空相連通。

7.如權利要求1所述的地層呼吸效應模擬裝置，其特征在于，所述外筒體為透明筒體，其外部包裹有金屬防護層。

8.如權利要求1所述的地層呼吸效應模擬裝置，其特征在于，所述內筒體的下端外壁設有環凸臺，所述環凸臺的外徑與所述氣墊的外徑相同。

9.一種采用如權利要求1～8中任一項所述的地層呼吸效應模擬裝置的模擬方法，其特征在于，所述模擬方法包括如下步驟：

步驟S1：向所述地層呼吸效應模擬裝置的下部環空內注入流體介質，并記錄所述下部環空內的初始液位高度；

步驟S2：通過所述地層呼吸效應模擬裝置的注液管向人工地層的人工孔眼內注入所述流體介質，并通過壓力傳感器監測所述人工孔眼內的壓力數據，直至所述壓力傳感器監測的壓力值達到初設壓力值；

步驟S3：維持所述初設壓力值至設定時長，通過所述液位監測器監測所述下部環空中的流體介質的液位高度；

步驟S4：改變通入所述注液管內的所述流體介質的注入壓力并維持一定的時長，通過所述液位監測器實時監測所述下部環空中的流體介質的當前液位高度。