[實用新型]一種大型多尺度深部煤層氣開發試驗平臺

有效

• 申請號: 201921389420.8
• 申請日: 2019-08-26
• 公開（公告）號: CN210690578U
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發明（設計）人: 李琨杰;韓廷鶴;李薇;譚晉崇
• 申請（專利權）人: 山西高碳能源低碳化利用研究設計院有限公司
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24
• 代理公司: 太原科衛專利事務所(普通合伙) 14100
• 代理人: 朱源;武建云

本實用新型公開了一種大型多尺度深部煤層氣開發試驗平臺，包括伸縮支架（17），所述伸縮支架（17）上放置有樣品倉底座（9），所述樣品倉底座（9）上固定連接有樣品倉外殼（12），所述樣品倉底座（9）內放置有樣品待測物（14），所述樣品待測物（14）上方和下方具有砂巖層（13），所述樣品倉外殼（12）安裝于固定支架（10）上，所述樣品倉外殼（12）的四個側面及上方分別布置有液壓系統（8），所述液壓系統（8）的油缸推桿分別穿過樣品倉外殼（12）后向樣品待測物（14）提供四個水平方向及向下的壓力。本實用新型設計合理，具有很好的實驗應用價值。

技術領域

本實用新型涉及深部煤層氣開發領域，具體為一種大型多尺度深部煤層氣資源開發試驗平臺。

背景技術

深部煤層氣是指埋深大于1000米的煤層氣資源。我國埋深大于1000米煤層氣資源超過20萬億立方米，約占總煤層氣資源量的三分之二。相較于淺部煤層氣資源，深部煤層氣具有鉆探成本高，地層應力大、滲透率低且目前相關開發技術不完善等不利因素。

地應力對煤層的裂縫發育和滲透率具有重要控制作用，對后期儲層壓裂改造裂縫延伸方向也具有重要影響。隨著埋藏深度的增加，煤層與巖石水平最大主應力和垂向主應力比值不斷發生變化。根據Hoek和Brown對全球多地現代地應力測試數據擬合結果表明，水平最大主應力與垂直應力具有以下關系：100/H+0.3k1500/H+0.5，其中，H為煤巖埋深，k為水平最大主應力和垂直應力比值與埋深的關系系數，變化特征如圖5所示。

為了能夠在最接近真實地層狀態下研究不同水平最大主應力與垂向應力比值之下，射孔、儲層壓裂改造作業后，深部煤層裂縫發育和支撐劑分布特征，設計了本實驗平臺。

發明內容

本實用新型目的是提供一種大型多尺度深部煤層氣資源開發試驗平臺，能夠模擬在深部地層不同應力狀態下，通過對大型煤巖樣品進行射孔、壓裂作業，實現在不同型號射孔彈和壓裂方案對深部煤巖儲層裂縫發育開度、延伸角度及長度、支撐劑分布特征進行研究，通過較低的經濟成本，最大限度地實現儲層改造方案的優化，并利用試驗相關數據對不同地質條件下儲層改造后產能做出預測。

本實用新型是采用如下技術方案實現的：

一種大型多尺度深部煤層氣開發試驗平臺，包括伸縮支架，所述伸縮支架上放置有樣品倉底座，所述樣品倉底座上固定連接有樣品倉外殼，所述樣品倉底座內放置有待測物，所述待測物上方和下方具有砂巖層，所述樣品倉外殼安裝于固定支架上，所述樣品倉外殼的四個側面及上方分別布置有液壓系統，所述液壓系統的油缸推桿分別穿過樣品倉外殼后向待測物提供四個水平方向及向下的壓力；所述樣品倉外殼上安裝微地震檢測器；所述待測物、砂巖層及樣品倉外殼中央開有供井筒伸入的孔，所述樣品倉外殼位于井筒伸入的孔處具有水泥澆注口；所述井筒上方設有起重裝置；所述井筒通過其上部側口通入注砂漿管，所述注砂漿管依次連接泵、流量調節閥及攜砂液混合器。

所述起重裝置吊裝射孔槍進入井筒。

所述注砂漿管和井筒之間具有封堵器，通過水泥澆注口注入水泥后在井筒與待測物間隙之間形成水泥環。