[發明專利]一種疊置資源精準開采原位物理模擬實驗系統及應用方法

在審

• 申請號: 202110078694.0
• 申請日: 2021-01-20
• 公開（公告）號: CN112727406A
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發明（設計）人: 劉洋;張通;楊科;唐明;楊鑫
• 申請（專利權）人: 安徽理工大學
• 主分類號: E21B43/00
• 分類號: E21B43/00;E21C45/04;G09B25/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種疊置資源精準開采原位物理模擬實驗系統，其特征在于：疊置資源精準開采原位物理模擬實驗系統包括：總控機構、正壓泵、負壓泵、處理器、保壓泵、流量計、試件箱體、原位加載系統、傳感器、注入玻璃管、抽采玻璃管、相似材料、釋壓孔、高壓水射流噴頭、穩定架、高壓水射流泵，所述的總控機構連接所有所述的泵體和傳感器；所述的正壓泵和負壓泵分別連接所述的注入玻璃管和抽采玻璃管；所述的試件箱體包括煤層開采孔、保壓孔和釋壓孔；所述的保壓泵連接保壓孔；所述的保壓孔與釋壓孔對稱分布于試件箱體兩端面；所述的流量計分別與抽采玻璃管和總控機構相連；所述的處理器與總控機構相連；所述的高壓水射流噴頭分別與穩定架和高壓水射流泵相連。

2.根據權利要求1所述的疊置資源精準開采原位物理模擬實驗系統，其特征在于：所述的控制系統包括數據采集儀，與所有所述的泵體和傳感器相連，并與處理器相連。

3.根據權利要求1所述的疊置資源精準開采原位物理模擬實驗系統，其特征在于：所述的模擬煤層與模擬油層鋪設于試件箱體內部；所述的模擬煤層鋪設于模擬油層上部；所述的注入玻璃管和抽采玻璃管布設于油氣走廊區。

4.根據權利要求1所述的疊置資源精準開采原位物理模擬實驗系統，其特征在于：所述的煤層開采孔、保壓孔和釋壓孔根據實驗方案合理的布設于試件箱體上。

5.根據權利要求1所述的疊置資源精準開采原位物理模擬實驗系統，其特征在于：所述的煤層開采區采用高壓水射流沖刷開采方式。

6.根據權利要求1所述的疊置資源精準開采原位物理模擬實驗系統，其特征在于：所述的注入玻璃管和抽采玻璃管為與現場實際井網具有相似強度比的柔性鋼化玻璃管。

7.一種疊置資源精準開采原位物理模擬實驗系統的使用方法，其特征在于：包括以下步驟：

第一步、根據工程地質尺寸，確定模型幾何相似比、力學相似比及時間相似比；

第二步、實驗前檢查實驗系統各組成部分的可靠性；

第三步、試件箱體底部鋪設油砂儲層，同時布設注入玻璃管與抽采玻璃管，端部布設保壓孔，并連接保壓泵；試件箱體內由下至上依次鋪設各分層相似材料模擬地層；模擬地層鋪設的同時，布設壓力、光纖、應變片、超聲波等傳感器于相應位置，所述線纜連接后，封閉試件箱體，并將各傳感器和數據采集儀連接；

第四步、根據現場實測的地應力資料，開啟原位加載系統對模擬地層施加模擬地應力；同時啟動保壓泵，模擬含油儲層地層壓力；開啟數據采集儀監測數據；

第五步、通過控制系統設置正壓泵與負壓泵參數，利用模擬的注入玻璃管及抽采玻璃管模擬石油開采；

第六步、開啟高壓水射流泵，通過穩定架固定高壓水射流噴頭，通過調整高壓水射流噴頭沖刷煤層開采孔的模擬煤層，模擬煤層開采；

第七步、開啟處理器分析處理監測數據，獲取巖層移動規律、裂隙發育規律，揭示多場耦合演化規律與分布特征。