專利名稱：一種多層疊置煤層氣藏開采層間干擾機制模擬裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種多層疊置煤層氣藏開采層間干擾機制模擬裝置。
背景技術(shù)：
經(jīng)過近30年努力，中國煤層氣產(chǎn)業(yè)初步步入規(guī)?；a(chǎn)，在阜新盆地、心水盆地、鄂爾多斯盆地東緣等實現(xiàn)了商業(yè)化開采，2011年地面煤層氣產(chǎn)量23億立方米。然而，也存在一些問題，比如沁水盆地、鄂爾多斯盆地東緣均以開發(fā)上主煤層為主，開啟下主煤層后煤層氣井產(chǎn)量一般反倒下降，因此對于不同煤組煤層氣合采開采相互干擾機理認識不清。另一方面，尋找接替煤層氣開發(fā)基地也是煤層氣產(chǎn)業(yè)穩(wěn)定發(fā)展另一個重要方面，南方多煤層區(qū)勘探井發(fā)現(xiàn)具有較高煤層氣產(chǎn)氣能力，然而對于多大30多層煤層氣層群如何高效開發(fā)煤層氣，需要我們查明產(chǎn)層干擾機制。因此，總的來說，多層疊置的煤層氣藏開采層間干擾機制研究，對于我們解放深部煤層氣資源，需找接替煤層氣能源基地意義重大。另一方面，針對目前常規(guī)油氣領(lǐng)域，很多油田都采用大套合采的方式，然而由于部分地區(qū)垂向非均值強、層間矛盾大的生產(chǎn)井不利，亦缺乏有效分析多層合排能量驅(qū)動方式及其對生產(chǎn)曲線影響的理論和相應(yīng)實驗方法。現(xiàn)有的技術(shù)方案體現(xiàn)在兩方面，一是:理論研究獲得的經(jīng)驗公式或者模型，如秦勇等(2008，2011，2012)，張士奇等(1996)，鮮波等(2007)，周延軍等(2011)。二是，數(shù)值模擬分析方法，如傅雪海等(2012)對南方多層煤層氣藏合排壓力干擾進行了數(shù)值分析，，又如一些商業(yè)性軟件，如ARI公司C0MET3，F(xiàn)astCBM, CBMRS1.0、Eclipse等等，可對多層疊置煤層氣藏合采排采可進行模擬，然而這些軟件僅將合排看成是單層疊加，尚未能考慮多層之間相互干擾。綜上，可以 看出，目前對于多層疊置煤層氣藏合層開發(fā)干擾機制及數(shù)值模擬分析取得了一些成果，然而缺乏相應(yīng)實驗分析裝置，對多層干擾機制深刻認識，導致機理研究、數(shù)值模擬分析很難于現(xiàn)場實踐結(jié)合。因此，迫切需要開發(fā)一套這樣的裝置，填補這塊研究空白。

實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足提供一種多層疊置煤層氣藏開采層間干擾機制模擬裝置。本實用新型的技術(shù)方案如下:一種多層疊置煤層氣藏開采層間干擾機制模擬裝置，包括:流體流入系統(tǒng)、巖心夾持系統(tǒng)、外部溫度控制系統(tǒng)及流體流出計量系統(tǒng)；其中，流體流入系統(tǒng)包括:氣瓶⑴、水箱⑵、氣體控制閥門(31)、液體控制閥門
(32)、增壓泵(4)、氣壓力計(5)、水壓力計￠);巖心夾持系統(tǒng)包括:樣品室(7)，樣品密封膠套(8)，圍壓系統(tǒng)(9);外部溫度控制系統(tǒng)包括:水浴開關(guān)(13)，溫度調(diào)節(jié)閥(14)，溫度顯示器(15)，側(cè)部附加支架(16);巖心夾持器支架(17);水浴開關(guān)(13)控制水浴裝置，水浴裝置用于模擬地下溫度條件；流體流出計量系統(tǒng)包括:流出控制閥門(33)，氣液分離裝置(10)，氣體流量計(11)，液體流量計(12)；通過耐腐蝕管線(18)將氣瓶(I)、水箱(2)連接，增壓泵(4)與氣壓力計(5)和水壓力計(6)連接；巖心夾持系統(tǒng)出口通過耐腐蝕管線(18)與流出控制閥門(33)連接，再連接到氣液分離裝置(10)，從氣液分離裝置出口通過管線分別連接到氣體流量計(11)和液體流量計(12)。本實用新型可以解決以下四方面技術(shù)問題:1)模擬不同壓力儲層合采壓力動態(tài)變化；2)模擬水飽和度對各煤層氣層供氣能力影響；3)模擬滲透率對煤層氣層供氣能力影響；4)分析各煤層氣層解吸-擴散-滲流耦合機制對各煤層氣層供氣能力影響。

圖1為本實用新型多層疊置煤層氣藏開采層間干擾機制模擬裝置結(jié)構(gòu)示意圖；I氣瓶，2水箱，3控制閥門，4增壓泵，5氣壓力計，6水壓力計，7樣品室，8樣品密封膠套，9圍壓系統(tǒng)，10氣液分離裝置，11氣體流量計，12液體流量計，13水浴開關(guān)，14溫度調(diào)節(jié)閥，15溫度顯示器，16側(cè)部附加支架，17巖心夾持器支架，18耐腐蝕管線。
具體實施方式
以下結(jié)合具體實施例，對本實用新型進行詳細說明。參考圖1，多層疊置煤層氣藏開采層間干擾機制模擬裝置包括:流體流入系統(tǒng)、巖心夾持系統(tǒng)、外部溫度控制系統(tǒng)及流體流出計量系統(tǒng)，其中，流體流入系統(tǒng)包括:氣瓶1、水箱2、氣體控制閥門31、液體控制閥門32、增壓泵4、氣壓力計5、水壓力計6 ;氣瓶I中的氣體主要以甲烷氣體為主，可單獨采用CH4,也可根據(jù)研究目的配置不同成分氣體CH4+N2+C02
坐寸ο巖心夾持系統(tǒng)包括:樣品室7，樣品密封膠套8，圍壓系統(tǒng)9，樣品密封膠套8將需要測試煤樣密封好，防止提供圍壓油進入污染樣品，圍壓系統(tǒng)9模擬煤樣在地下受周圍的壓力，即通過此系統(tǒng)給巖心加圍壓；外部溫度控制系統(tǒng)包括:水浴開關(guān)13，溫度調(diào)節(jié)閥14，溫度顯示器15，側(cè)部附加支架16 ;可單獨打開的巖心夾持器支架17 ;水浴開關(guān)13控制水浴裝置，水浴裝置用于模擬地下溫度條件。流體流出計量系統(tǒng)包括:流出控制閥門33，氣液分離裝置10，氣體流量計11，液體流量計12 ；實驗時先將長圓柱型煤心使用樣品密封膠套8密封好，放入樣品室7，放入圍壓系統(tǒng)9，將此安裝好的巖心夾持系統(tǒng)放到外部溫度控制系統(tǒng)里，將巖心夾持系統(tǒng)放到可單獨打開的巖心夾持器支架17，該支架采用兩片半圓合頁方式，放到合頁內(nèi)之后，將其合上利用上端帶螺紋孔用螺紋釘固定，再將巖心夾持系統(tǒng)入口和出口分別通過側(cè)部附加支架16引出耐腐蝕管線將巖心夾持系統(tǒng)固定好；分別使用耐腐蝕管線18將氣瓶1、水箱2連接，然后連接兩通控制閥門，再從增壓泵4通過管線與氣壓力計5和水壓力計6連接，再通過管線連接到巖心夾持系統(tǒng)入口 ；將巖心夾持系統(tǒng)出口通過耐腐蝕管線18與流出控制閥門33連接，再連接到氣液分離裝置10，從氣液分離裝置出口通過管線分別連接到氣體流量計11和液體流量計12。將樣品密封套8封好，裝入樣品室7內(nèi)，放入圍壓系統(tǒng)9，將此放置外部溫度系統(tǒng)里，使用支架16和17固定好；進一步使用管線一端連接氣瓶I和水箱2，一端連接增壓泵4，再從增壓泵4弓I出管線連接氣壓力計5和水壓力計6，從兩個壓力計連出管線接至巖心夾持系統(tǒng)入口，然后從巖心夾持系統(tǒng)出口通過管線與流出控制閥門33連接，流出控制閥門33另一端連接氣液分離裝置10，從氣液分離裝置10出口通過管線分別連接到氣體流量計11和液體流量計12。根據(jù)實驗?zāi)康?，模擬原位地層條件下樣品所處的溫度、壓力等環(huán)境，實驗主要通過調(diào)節(jié)增壓泵設(shè)置氣體、水壓力，通過外部溫度控制系統(tǒng)中打開水浴開關(guān)設(shè)置溫度，并利用巖心夾持系統(tǒng)中圍壓系統(tǒng)提供圍壓；根據(jù)設(shè)置圍壓，緩慢通過圍壓系統(tǒng)9增至預(yù)設(shè)壓力值，待穩(wěn)定后分別打開氣體控制閥門31、液體控制閥門32和增壓泵4，將氣瓶I中氣體和水箱2中的水按照預(yù)設(shè)置的氣體壓力和水壓力通入巖心夾持系統(tǒng)，待到平衡后(> 24小時)，打開流出控制閥門33和氣液分離裝置10，進行流出氣、水的計量，在此過程中須實時記錄時間、圍壓、氣和水壓力、氣和水流量。應(yīng)當理解的是，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進或變換，而所有這些改進和變換都應(yīng)屬于本實用新型所附權(quán)利要求的保護范圍。
權(quán)利要求1.一種多層疊置煤層氣藏開采層間干擾機制模擬裝置，其特征在于，包括:流體流入系統(tǒng)、巖心夾持系統(tǒng)、外部溫度控制系統(tǒng)及流體流出計量系統(tǒng)； 其中，流體流入系統(tǒng)包括:氣瓶⑴、水箱⑵、氣體控制閥門(31)、液體控制閥門(32)、增壓泵(4)、氣壓力計(5)、水壓力計￠);巖心夾持系統(tǒng)包括:樣品室(7)，樣品密封膠套(8)，圍壓系統(tǒng)(9);外部溫度控制系統(tǒng)包括:水浴開關(guān)(13)，溫度調(diào)節(jié)閥(14)，溫度顯示器(15)，側(cè)部附加支架(16);巖心夾持器支架(17);水浴開關(guān)(13)控制水浴裝置，水浴裝置用于模擬地下溫度條件；流體流出計量系統(tǒng)包括:流出控制閥門(33)，氣液分離裝置(10)，氣體流量計(11)，液體流量計(12)； 通過耐腐蝕管線(18)將氣瓶(I)、水箱(2)連接，增壓泵(4)與氣壓力計(5)和水壓力計(6)連接；巖心夾持系統(tǒng)出口通過耐腐蝕管線(18)與流出控制閥門(33)連接，再連接到氣液分離裝置(10)，從氣液分離裝置出口通過管線分別連接到氣體流量計(11)和液體流量 計(12)。
專利摘要本實用新型公開了一種多層疊置煤層氣藏開采層間干擾機制模擬裝置，包括流體流入系統(tǒng)、巖心夾持系統(tǒng)、外部溫度控制系統(tǒng)及流體流出計量系統(tǒng)；本實用新型可以解決以下四方面技術(shù)問題1)模擬不同壓力儲層合采壓力動態(tài)變化；2)模擬水飽和度對各煤層氣層供氣能力影響；3)模擬滲透率對煤層氣層供氣能力影響；4)分析各煤層氣層解吸-擴散-滲流耦合機制對各煤層氣層供氣能力影響。
文檔編號E21B49/00GK203081436SQ201320108330
公開日2013年7月24日 申請日期2013年2月6日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月6日
發(fā)明者申建, 秦勇, 傅雪海, 韋重韜, 吳財芳 申請人:中國礦業(yè)大學