一种储层条件下煤粉群的动力学特征测试系统及测试方法技术方案

本发明专利技术公开一种储层条件下煤粉群的动力学特征测试系统，包括煤粉液供给系统、压力测试系统、储层条件模拟系统、固液流速测量系统；还公开了储层条件下煤粉群的动力学特征的测试方法，包括、煤粉前处理过程、夹持器流体装载过程、煤粉流动过程、固液流速以及固相测粒径量过程。本发明专利技术能针对煤粉群运移的特点，测试煤粉群运移的动力学特征，测试过程科学，测试结果准确，为煤层气的有效开发创造了良好的条件。

A Kinetic Characteristic Testing System and Testing Method for Pulverized Coal Groups under Reservoir Conditions

【技术实现步骤摘要】
一种储层条件下煤粉群的动力学特征测试系统及测试方法
本专利技术属于石油天然气开采领域，涉及煤层气藏的开发领域，具体涉及储层条件下煤粉群的动力学特征测试系统及测试方法。
技术介绍
由于地质储量巨大，煤层气的有效开发可以改善我国能源结构并补充常规天然气在我国地域分布和供给量上的不足。由于煤层脆性较强，生产过程中易产生煤粉，容易在储层中形成液-固两相流动，并堵塞储层流动通道。因此，煤粉的运移机理以及动力学特征是进行煤层气开发设计的关键问题。目前关于煤粉动力学特征的研究国内外学者都做了大量工作，普遍根据单粒径颗粒受力分析和实验，推导研究煤粉的动力学特征。然而，煤粉运移过程是一个多粒径耦合传质过程，单一粒径的实验研究难以直接获得煤粉的动力学特征。因此，有学者提出了煤粉群的概念，通过煤粉群的运移实验研究其动力学特征。目前，煤粉群的动力学特征研究尚停留在理论方面，没有学者进行过研究，亦没有能够测量储层条件下煤粉群的动力学特征的方法。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种储层条件下煤粉群的动力学特征测试系统，适用于测量煤粉群在储层条件下的动力学特征，煤粉粒径分布对煤粉群运移动态的影响，本专利技术同时公开了采用该装置对储层条件下煤粉群的动力学特征进行测试的方法。为达到上述目的，本专利技术是采用以下技术方案实现的：本专利技术公开的储层条件下煤粉群的动力学特征测试系统，包括煤粉液供给系统、压力测试系统、储层条件模拟系统、固液流速测量系统；所述煤粉液供给系统具体包括煤粉液混合池、第一针型阀、混砂泵，所述压力测试系统包括压力传感器；所述储层条件模拟系统包括岩心夹持器、围压表、第二针型阀、围压泵；所述固液流量系统包括量筒；所述第一针型阀的入口端连通煤粉液混合池，所述混砂泵的入口端连通第一针型阀的出口端，所述混砂泵的出口端连通岩心夹持器，所述压力传感器位于混砂泵与岩心夹持器的连通管线上，所述围压泵的出口端连通第二针型阀的入口端，所述第二针型阀的出口端连通岩心夹持器，所述围压表位于第二针型阀与岩心夹持器的连通管线上，所述量筒连通岩心夹持器。进一步的，所述固液流量系统还包括激光粒度测试仪。优选的，所述煤粉液混合池与第一针型阀之间的连通管线、第一针型阀与混砂泵之间的连通管线、混砂泵与岩心夹持器之间的连通管线、围压泵与第二针型阀之间的连通管线、第二针型阀与岩心夹持器之间的连通管线均为耐压管线。本专利技术还公开一种测试方法，采用所述储层条件下煤粉群的动力学特征测试系统进行储层条件下煤粉群的动力学特征测试。优选的，所述测试方法包括以下过程：a、煤粉前处理过程；b、夹持器流体装载过程；c、煤粉流动过程d、固液流速以及固相测粒径量过程。优选的，所述煤粉前处理过程包括：取煤样粉碎，用振动筛获得不同粒径的煤粉样品。作为一种优选的，所述夹持器流体装载过程包括：将一定粒径的煤粉放入劈裂煤样中，打开第一针型阀和第二针型阀，在岩心加持器内通入盐水。作为另一种优选的，所述夹持器流体装载过程包括：从煤粉液混合池中将一定粒径的煤粉混合均匀，直接用混砂泵注入夹持器。优选的，所述煤粉流动过程为：通过混砂泵将不同流速的煤粉液混合池中盐水或煤粉液通入岩心夹持器中。优选的，所述固液流速以及固相测粒径量过程包括：通过量筒测试液相和固相的共同体积流速，液固分离后，测试固相的体积流速和粒径分布，再将岩心夹持器中捕集的煤粉冲出，称量煤粉质量。本专利技术能针对煤粉群运移的特点，测试煤粉群运移的动力学特征，测试过程科学，测试结果准确，为煤层气的有效开发创造了良好的条件。附图说明图1为本专利技术的结构示意图。图中：1-煤粉液混合池，21-第一针型阀，22-第二针型阀，3-混砂泵，41-压力表，42-围压表，5-围压泵，6-岩心夹持器，7-量筒。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本专利技术进行进一步详细说明。如图1所示，本专利技术公开的储层条件下煤粉群的动力学特征测试系统包括四个部分：煤粉液供给系统、压力测试系统、储层条件模拟系统、固液流速测量系统；具体的：煤粉液供给系统包括：煤粉液混合池1、第一针型阀21、混砂泵3以及相应的耐压管线。煤粉液混合池1为不锈钢制10L水槽，水槽中有混合搅拌装置，可以保持煤粉在水中处于均匀悬浮状态，煤粉液混合池1通过耐压管线连接第一针型阀21可以调节流速，关闭第一针型阀21可以关闭供液能力，第一针型阀21通过耐压管线连接混砂泵3。压力测试系统包括：压力传感器41以及相应的耐压管线。压力传感器41可以测量流入岩心夹持器6前的流体压力动态，压力传感器41通过耐压管线与岩心夹持器6相连。储层条件模拟系统包括：岩心夹持器6、围压表42、第二针型阀22、围压泵5以及相应的耐压管线。岩心夹持器6可以加持劈裂煤岩岩心，围压泵5提供岩心夹持器6的围压，围压泵5通过耐压管线与围压表42连接，围压表42测试岩心夹持器6的围压，岩心夹持器6通过普通管线与量筒7相连。固液流量系统包括：量筒7、激光粒度测试仪以及相应水槽。量筒7用于承接岩心夹持器6中流出的煤粉液(固+液混合流体)，承接出的流体通过激光粒度测试仪进行分析测试。本专利技术还公开了储层条件下煤粉群动力学特征测试方法，应用上述储层条件下煤粉群的动力学特征测试系统，整个测试过程分为四个部分完成，包括四个过程：煤粉前处理过程、夹持器流体装载过程、煤粉流动过程、固液流速以及固相测粒径量过程，具体步骤如下：一、煤粉前处理过程1、将取得的煤样粉碎，用振动筛获得不同粒径的煤粉样品。2、通过电子天平测量不同粒径煤粉的质量，按一定比例配置不同粒径分布的煤粉样品。二、夹持器流体装载过程1、将一定粒径的煤粉放入劈裂煤样中，将含有煤粉的劈裂煤样放入岩心夹持器6中，连接仪器设备；或直接将不含煤粉的劈裂煤样放入岩心加持器5中，连接设备。2、围压泵5改变岩心夹持器6的围压为一定数值，保持2小时后，通过盐水测试岩心夹持器6中劈裂煤样的渗透率。3、打开第一针型阀21和第二针型阀22，在岩心加持器内通入不同流速的盐水；或在煤粉液混合池1中将一定粒径的煤粉混合均匀，直接用混砂泵3注入夹持器6。三、煤粉流动过程1、通过混砂泵3将煤粉液混合池1中的盐水或是煤粉液以不同流速的条件通入岩心夹持器6。3、通过压力传感器41记录岩心夹持器6前端的压力，通过量筒7记录流入岩心夹持器的流量。四、固液流速以及固相测粒径量过程1、通过量筒7测试液相和固相的共同体积流速Vt。2、液固分离后，测试固相的体积流速Vc以及液相的体积流速Vw，记录煤粉开始运移、连续运移和开始沉降时刻的煤粉液流速。3、通过激光粒度仪测试固相的粒径分布。4、通过盐水测试实验后的岩心夹持器6中劈裂煤样的渗透率，并将劈裂煤样中捕集的煤粉取出，测量其质量。利用储层条件下煤粉群的动力学特征测试系统，我们还可以通过改变水的矿化度与酸碱度、系统的围压以及流动前端的压力来模拟这些因素对储层条件下煤粉群动力学特征的影响。测试的具体步骤如下：一、煤粉前处理过程1、将取得的煤样粉碎，用振动筛获得不同粒径的煤粉样品。2、通过电子天平测量不同粒径煤粉的质量，按一定比例配置不同粒径分布的煤粉样品。二、夹持器流体装载过程1、将一定粒径的煤粉放入劈裂煤样中，将含有煤粉的劈裂煤样放入岩心夹持器6中，连接仪器设备；或直接将不含煤粉的劈裂本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种储层条件下煤粉群的动力学特征测试系统，其特征在于，包括煤粉液供给系统、压力测试系统、储层条件模拟系统、固液流速测量系统；所述煤粉液供给系统具体包括煤粉液混合池、第一针型阀、混砂泵，所述压力测试系统包括压力传感器；所述储层条件模拟系统包括岩心夹持器、围压表、第二针型阀、围压泵；所述固液流量系统包括量筒；所述第一针型阀的入口端连通煤粉液混合池，所述混砂泵的入口端连通第一针型阀的出口端，所述混砂泵的出口端连通岩心夹持器，所述压力传感器位于混砂泵与岩心夹持器的连通管线上，所述围压泵的出口端连通第二针型阀的入口端，所述第二针型阀的出口端连通岩心夹持器，所述围压表位于第二针型阀与岩心夹持器的连通管线上，所述量筒连通岩心夹持器。

【技术特征摘要】
1.一种储层条件下煤粉群的动力学特征测试系统，其特征在于，包括煤粉液供给系统、压力测试系统、储层条件模拟系统、固液流速测量系统；所述煤粉液供给系统具体包括煤粉液混合池、第一针型阀、混砂泵，所述压力测试系统包括压力传感器；所述储层条件模拟系统包括岩心夹持器、围压表、第二针型阀、围压泵；所述固液流量系统包括量筒；所述第一针型阀的入口端连通煤粉液混合池，所述混砂泵的入口端连通第一针型阀的出口端，所述混砂泵的出口端连通岩心夹持器，所述压力传感器位于混砂泵与岩心夹持器的连通管线上，所述围压泵的出口端连通第二针型阀的入口端，所述第二针型阀的出口端连通岩心夹持器，所述围压表位于第二针型阀与岩心夹持器的连通管线上，所述量筒连通岩心夹持器。2.根据权利要求1所述的储层条件下煤粉群的动力学特征测试系统，其特征在于，所述固液流量系统还包括激光粒度测试仪。3.根据权利要求1或2所述的储层条件下煤粉群的动力学特征测试系统，其特征在于：所述煤粉液混合池与第一针型阀之间的连通管线、第一针型阀与混砂泵之间的连通管线、混砂泵与岩心夹持器之间的连通管线、围压泵与第二针型阀之间的连通管线、第二针型阀与岩心夹持器之间的连通管线均为耐压管线。4....

【专利技术属性】
技术研发人员：朱苏阳，彭小龙，杜志敏，李传亮，邓鹏，王超文，吴昊镪，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：四川,51