[發(fā)明專利]一種模擬天然氣水合物開(kāi)采近井堵塞和解堵的實(shí)驗(yàn)裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110237467.8
• 申請(qǐng)日: 2021-03-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113062713B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-01-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 閆傳梁;陳勇;程遠(yuǎn)方;李淑霞;陸程
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油大學(xué)（華東）
• 主分類號(hào): E21B43/22
• 分類號(hào): E21B43/22;E21B49/00
• 代理公司: 青島智地領(lǐng)創(chuàng)專利代理有限公司 37252
• 代理人: 陳海濱

本發(fā)明公開(kāi)了一種模擬天然氣水合物開(kāi)采近井堵塞和解堵的實(shí)驗(yàn)裝置，包括高壓反應(yīng)釜、注入管道和排出管道；高壓反應(yīng)釜置于恒溫箱內(nèi)，一端與注入系統(tǒng)和液壓油罐相連接，另一端通過(guò)排出管道分別與氣液回收系統(tǒng)和注酸系統(tǒng)相連接，液壓油罐用于控制高壓反應(yīng)釜內(nèi)部的壓力，注入系統(tǒng)用于向高壓反應(yīng)釜內(nèi)注入甲烷和水，氣液回收系統(tǒng)用于收集流出高壓反應(yīng)釜的流體，注酸系統(tǒng)用于提供酸液。本發(fā)明還提供了一種模擬天然氣水合物開(kāi)采近井堵塞和解堵的實(shí)驗(yàn)方法，包括制備天然氣水合物沉積物試樣、模擬近井儲(chǔ)層內(nèi)天然氣水合物的降壓分解、確定儲(chǔ)層的堵塞程度和注酸解堵效果評(píng)價(jià)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)天然氣水合物開(kāi)采過(guò)程的室內(nèi)研究，為天然氣水合物的高效開(kāi)采奠定了基礎(chǔ)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及天然氣水合物開(kāi)采技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種模擬天然氣水合物開(kāi)采近井堵塞和解堵的實(shí)驗(yàn)裝置及方法。

背景技術(shù)

天然氣水合物是一種清潔能源，作為傳統(tǒng)化石燃料的理想替代品，天然氣水合物儲(chǔ)量巨大，具有良好的利用前景。與常規(guī)石油和天然氣相比，天然氣水合物礦藏埋藏較淺，主要賦存于海底以下1～1500m的松散沉積層中，儲(chǔ)層強(qiáng)度較低，主要為泥質(zhì)砂巖儲(chǔ)層，并且天然氣水合物對(duì)儲(chǔ)層起到了膠結(jié)和支撐的作用。

在天然氣水合物的開(kāi)采前期，隨著井筒附近天然氣水合物的分解，近井儲(chǔ)層強(qiáng)度降低，在地應(yīng)力的作用下，儲(chǔ)層內(nèi)的孔隙體積壓縮造成近井儲(chǔ)層的孔隙度降低，同時(shí)，天然氣水合物的開(kāi)采過(guò)程中存在嚴(yán)重的出砂現(xiàn)象，采取防砂措施后會(huì)在近井儲(chǔ)層內(nèi)造成堵砂。

基于上述因素的綜合作用，導(dǎo)致天然氣水合物開(kāi)采過(guò)程中近井儲(chǔ)層堵塞，產(chǎn)能損失，降低生產(chǎn)效益。然而目前對(duì)于天然氣水合物開(kāi)采過(guò)程中近井堵塞研究較少，因此，亟需針對(duì)天然氣水合物開(kāi)采過(guò)程中近井堵塞的問(wèn)題進(jìn)行研究，提出有效的解決工具及方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在解決上述問(wèn)題，提供了一種模擬天然氣水合物開(kāi)采近井堵塞和解堵的實(shí)驗(yàn)裝置及方法，實(shí)現(xiàn)了對(duì)天然氣水合物開(kāi)采近井堵塞和解堵過(guò)程的模擬，有利于準(zhǔn)確評(píng)價(jià)近井儲(chǔ)層的堵塞程度及注酸解堵效果，為有效提高天然氣水合物的開(kāi)采效益提供了依據(jù)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種模擬天然氣水合物開(kāi)采近井堵塞和解堵的實(shí)驗(yàn)裝置，包括高壓反應(yīng)釜、注入管道和排出管道；

所述高壓反應(yīng)釜置于恒溫箱內(nèi)，高壓反應(yīng)釜包括反應(yīng)釜本體、頂蓋和底蓋，頂蓋上設(shè)置有注入孔和加壓孔，底蓋上設(shè)置有排出孔，反應(yīng)釜本體側(cè)壁近頂蓋一側(cè)設(shè)置有溫度傳感器安裝孔，用于固定溫度傳感器，反應(yīng)釜本體側(cè)壁近底蓋一側(cè)等間距設(shè)置有多個(gè)壓力傳感器安裝孔，用于固定壓力傳感器，溫度傳感器和壓力傳感器均通過(guò)數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸線與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)相連接，反應(yīng)釜本體內(nèi)部設(shè)置有帶中心孔的活塞，活塞與底蓋之間設(shè)置有一對(duì)防砂網(wǎng)，其中一個(gè)與底蓋固定連接，另一個(gè)與活塞相固定，活塞與頂蓋之間的空間為液壓空腔，加壓孔通過(guò)第一管道與液壓油罐相連接，用于向活塞施加壓力，第一管道靠近液壓油罐一端依次設(shè)置有液壓壓力表、液壓閥和液壓泵；

所述注入管道一端置于恒溫箱內(nèi)部，依次穿過(guò)頂蓋的注入孔和活塞的中心孔與高壓反應(yīng)釜相連接，另一端置于恒溫箱外部與注入系統(tǒng)相連接，恒溫箱外部靠近恒溫箱入口端的注入管道上設(shè)置有注入流體壓力表，恒溫箱內(nèi)部靠近高壓反應(yīng)釜頂蓋一側(cè)的注入管道呈螺旋形結(jié)構(gòu)，注入系統(tǒng)包括甲烷氣瓶和儲(chǔ)水罐，甲烷氣瓶通過(guò)第二管道與注入管道相連接，第二管道近甲烷氣瓶一端依次設(shè)置有進(jìn)氣閥、氣體增壓泵和甲烷氣瓶閥，儲(chǔ)水罐通過(guò)第三管道與注入管道相連接，第三管道近儲(chǔ)水罐一端依次設(shè)置有進(jìn)水閥、恒流水閥和恒流泵，第三管道上設(shè)置有增壓分路，增壓分路與第三管道相連通，增壓分路的進(jìn)液端設(shè)置于恒流泵與恒流水閥之間，出液端設(shè)置于恒流水閥與進(jìn)水閥之間，增壓分路進(jìn)液端一側(cè)依次設(shè)置有增壓水閥和液體增壓泵；