[發(fā)明專利]一種模擬井底壓力的煤層氣多層合采實驗裝置及方法

有效

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• 申請日: 2019-10-14
• 公開（公告）號: CN110672490B
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 梁冰;石迎爽;孫維吉;趙航;劉奇;房勝杰
• 申請（專利權(quán)）人: 遼寧工程技術(shù)大學(xué)
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08;G01N7/04
• 代理公司: 沈陽東大知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 21109
• 代理人: 李珉

一種模擬井底壓力的煤層氣多層合采實驗裝置及方法，裝置包括氣源供給系統(tǒng)、儲層模擬系統(tǒng)、流量測量系統(tǒng)及井底壓力模擬系統(tǒng)，儲層模擬系統(tǒng)設(shè)有三套，依次模擬淺/中/深部埋深儲層，每套儲層模擬系統(tǒng)均配置有流量測量系統(tǒng)和井底壓力模擬系統(tǒng)，三套儲層模擬系統(tǒng)由一套氣源供給系統(tǒng)進行供氣。方法為：分別在三套儲層模擬系統(tǒng)的巖芯夾持器中裝夾煤巖件并施加設(shè)定圍壓；先分別完成模擬淺/中/深部埋深儲層壓力施加，再分別完成模擬淺/中/深部埋深儲層處液面壓力施加；通過流量測量系統(tǒng)的質(zhì)量流量控制器完成各個儲層瞬時及累積流量測量，記錄氣體滲流規(guī)律；先對三組煤巖件進行氣體吸附飽和，再完成各個儲層的瞬時及累積流量測量，記錄氣體解吸規(guī)律。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于氣藏開采實驗技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種模擬井底壓力的煤層氣多層合采實驗裝置及方法。

背景技術(shù)

受到地層抬升以及沉降作用，含煤盆地煤層發(fā)育具有縱向上多層疊置的特點，采用單井單儲層開采方式，存在可采儲層數(shù)量少、煤層氣采收率低、單井經(jīng)濟效益低、成本回收周期長的缺點。因此，為了實現(xiàn)高效開采，單井多儲層合采的開采方式勢在必行。

目前，針對煤層氣藏多層合采的物理實驗研究開展的還比較少，在現(xiàn)有的氣藏多層合采實驗中，所有模擬儲層的回壓均是相同的，而在煤層氣實際開采過程中，儲層的生產(chǎn)壓差是由儲層壓力與井筒中儲層處液面壓力提供的，在煤層氣多層合采過程中，由于合采層間存在一定的層間距，不同儲層處的液面壓力存在一定的差異，故而在煤層氣多層合采實驗中，必須考慮不同儲層處液面壓力的差異，不能用相同的井底壓力來代替所有儲層處的液面壓力。

因此，亟需設(shè)計一種可以真實模擬井底壓力的煤層氣多層合采實驗裝置及方法，用以模擬多儲層煤層氣合采過程中不同儲層處液面壓力，為開展多儲層煤層氣合采過程中的氣體流動規(guī)律研究提供必要手段，為分析不同排采制度條件下的多儲層煤層氣合采效果提供理論支撐。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種模擬井底壓力的煤層氣多層合采實驗裝置及方法，能夠模擬多儲層煤層氣合采過程中不同儲層處液面壓力，可以在實驗室環(huán)境下研究不同層間距條件下多儲層煤層氣合采過程中各層氣體的滲流和解吸規(guī)律，為開展多儲層煤層氣合采過程中的氣體流動規(guī)律研究提供必要手段，為分析不同排采制度條件下的多儲層煤層氣合采效果提供理論支撐。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種模擬井底壓力的煤層氣多層合采實驗裝置，包括氣源供給系統(tǒng)、儲層模擬系統(tǒng)、流量測量系統(tǒng)及井底壓力模擬系統(tǒng)；所述氣源供給系統(tǒng)包括高壓氣瓶、第一減壓閥、第二減壓閥、第三減壓閥、第一截止閥、第二截止閥及第三截止閥；所述儲層模擬系統(tǒng)包括第一巖芯夾持器、第二巖芯夾持器、第三巖芯夾持器、第一圍壓加載機構(gòu)、第二圍壓加載機構(gòu)、第三圍壓加載機構(gòu)、第一壓力傳感器、第二壓力傳感器、第三壓力傳感器、第四壓力傳感器、第五壓力傳感器、第六壓力傳感器及多路數(shù)據(jù)記錄儀；所述流量測量系統(tǒng)包括第一質(zhì)量流量控制器、第二質(zhì)量流量控制器、第三質(zhì)量流量控制器、第四截止閥、第五截止閥、第六截止閥及計算機；所述井底壓力模擬系統(tǒng)包括第一背壓閥、第二背壓閥及第三背壓閥；

所述高壓氣瓶的出氣口分三路輸出，分別與第一減壓閥、第二減壓閥及第三減壓閥的進氣口相連通，第一減壓閥的出氣口依次通過第一截止閥和第一壓力傳感器與第一巖芯夾持器的進氣口相連通，第一巖芯夾持器內(nèi)裝夾有第一煤巖件，第一巖芯夾持器與第一圍壓加載機構(gòu)相連，通過第一巖芯夾持器和第一圍壓加載機構(gòu)共同對第一煤巖件施加三向載荷，用于模擬淺部埋深儲層；所述第一巖芯夾持器的出氣口依次通過第四壓力傳感器、第四截止閥及第一質(zhì)量流量控制器與第一背壓閥的進氣口相連通，第一背壓閥的出氣口與大氣相通；