【技术实现步骤摘要】
一种地质储层径向流模拟系统
本技术涉及地质领域，特别涉及一种模拟地层水合物分解后的地层覆压条件下的径向渗流模型系统。
技术介绍
本世纪以来，全世界都认识到天然气水合物是一种替代常规化石燃料的清洁能源。全球已发现水合物矿藏点超过200处，以目前的能源消费趋势，仅开采15％的水合物就可供全球使用200年之久。但是，其自身形成的稳定温压条件，决定了其开采方式的特殊性，另外其开采过程中对与环境的影响还有待进一步的评估。因此，目前对水合物开采的研究除少数国家和地区进行过单井或单一井组的试开采以外，绝大部分研究还处于实验室物理模拟和数值模拟的阶段。目前为了对这种储量巨大的能源进行开发利用，研究人员提出了很多方法：①注热法：利用注入热水、蒸汽或者热盐水将水合物加热到平衡温度之上分解；②降压法：将水合物藏的压力降低到平衡分解压力以下；③化学剂法：注入化学药剂，比如甲醇或者乙二醇以改变水合物平衡生成条件。目前国内外在实验内研究热力法开采甲烷水合物的研究仅限于一维长岩心夹持器、二维垂直井模拟。然而水合物开发与常规油气无异，同样是一个三维渗流场压力不断降低的过程。为了更加真实有效的了解掌握水合物的合成、分解以及开采过程中不同开发方式、不同开发井组条件下的储层物性、温度、压力、产量变化规律等影响试采的重要敏感参数，需要一个多功能三维水合物开采实验模拟，以在三维尺度上全面研究水合物的产生和分解行为。而现在研制领域缺少一种能够全方位加工该套天然气水合物开发模拟实验装置，以对我国陆域冻土区钻探岩心在室内研究合成、分解天然气水合物机理，以及为掌握陆域水合物试采过程中在不同开发方式、不同开...
【技术保护点】
1.一种地质储层径向流模拟系统，其特征在于，包括：径向模拟腔，包括两端开口用于填充海底水合物储层泥质粉砂多孔介质的圆柱腔体，分别通过螺栓固定封闭圆柱腔体两端开口的上盖板和下盖板，下盖板与圆柱腔体接触的一面设置有凸出且与圆柱腔体内径相同的挤压台，上盖板的圆心处设置有贯穿孔；空心模拟井筒，用于模拟开采井，包括由所述贯穿孔处插入圆柱腔体内的井筒，将井筒限制在上盖板处的弹簧压盖；所述井筒伸入圆柱腔体内的侧壁上设置有与外部相通的通孔，所述弹簧压盖包括一端为开口端另一端为封闭端的管体，管体利用开口端套在井筒伸出圆柱腔体的一端后由螺栓将开口端固定在上盖板上，在管体的封闭端设置有供井筒伸出的通孔，在管体的内部安装有套在井筒外的弹簧，和通过螺纹拧在井筒上的调节螺帽，调节螺帽利用与封闭端的相对位置来调节弹簧的弹力大小；囊式覆压加载套，用于模拟施加至多孔介质上的地层覆压，包括一端封闭的橡胶套，提高橡胶套密封性能的压圈及扶正圈，及测量橡胶套位移的位移传感器；橡胶套通过螺纹拧在下盖板的挤压台上，与下盖板之间形成一个封闭空间，位移传感器穿过下盖板后伸入该封闭空间；稳压供液供气单元，包括并联后与圆柱腔体连接的供液装...
【技术特征摘要】
1.一种地质储层径向流模拟系统，其特征在于，包括：径向模拟腔，包括两端开口用于填充海底水合物储层泥质粉砂多孔介质的圆柱腔体，分别通过螺栓固定封闭圆柱腔体两端开口的上盖板和下盖板，下盖板与圆柱腔体接触的一面设置有凸出且与圆柱腔体内径相同的挤压台，上盖板的圆心处设置有贯穿孔；空心模拟井筒，用于模拟开采井，包括由所述贯穿孔处插入圆柱腔体内的井筒，将井筒限制在上盖板处的弹簧压盖；所述井筒伸入圆柱腔体内的侧壁上设置有与外部相通的通孔，所述弹簧压盖包括一端为开口端另一端为封闭端的管体，管体利用开口端套在井筒伸出圆柱腔体的一端后由螺栓将开口端固定在上盖板上，在管体的封闭端设置有供井筒伸出的通孔，在管体的内部安装有套在井筒外的弹簧，和通过螺纹拧在井筒上的调节螺帽，调节螺帽利用与封闭端的相对位置来调节弹簧的弹力大小；囊式覆压加载套，用于模拟施加至多孔介质上的地层覆压，包括一端封闭的橡胶套，提高橡胶套密封性能的压圈及扶正圈，及测量橡胶套位移的位移传感器；橡胶套通过螺纹拧在下盖板的挤压台上，与下盖板之间形成一个封闭空间，位移传感器穿过下盖板后伸入该封闭空间；稳压供液供气单元，包括并联后与圆柱腔体连接的供液装置和供气装置，用于分别向圆柱腔体内注入气体和液体以形成水合物或在水合物分解后通过注入液体或气体模拟地层覆压条件下的渗流情况；计量装置，用于连接井筒以接收并计量排出的水合物，包括对液体进行分离并计量的固液分离装置，和对气体进行分离并计量的气液分离装置；参数测量系统，用于测量多孔介质在不同模拟实验中数据，包括测量压力的囊式测压器、测量温度的温度传感器和测量电阻的电极，在上盖板上设置有多个通孔，所述囊式测压器、所述温度传感器、所述电机同时安装在一个通孔中或分散安装在不同的通孔中；数据采集处理单元，包括带有数据处理软件的控制系统，在控制实验过程的同时对不同的实验过程实现数据采集、分析和结果输出。2.根据权利要求1所述的地质储层径向流模拟系统，其特征在于，在所述弹簧压盖内部还安装有密封所述井筒与所述上盖板之间连接缝的固定件，固定件包括套在所述井筒外利用螺栓固定的压套，和安装在连接缝内的密封圈，固定件固定后对密封圈进行挤压密封。3.根据权利要求1所述的地质储层径向流模拟系统，其特征在于，在所述圆柱腔体的侧面设置有分别与加装多孔介质的空间和所述囊式覆压加载套的封闭空间相通的围压注入孔；在围压注入孔与多孔介质之间设置有隔离泥沙的过滤器。4.根据权利要求1所述的地质储层径向流模拟系统，其特征在于，在所述井筒的外圆周设置有隔绝多孔介质进入的防砂网；在所述圆柱腔体的内圆周和所述井筒的外圆周处分别设置有用于分散液体渗透路径的陶粒渗透层。5.根据权利要求1所述的地质储层径向流模拟系统，其特征在于，所述供液装置包括通过两个缸实现单缸独立作业、双缸分别独立作业和双缸联动作业的双缸恒速恒压泵，和安装在双缸恒速恒压泵与所述圆柱腔体之间的压力调节活塞；所述压力调节活塞包括两端开口的空心容器，在所述空心容器的两端通过外螺纹分别拧有上盖和下盖，且在所述空心容器的两端口的内部分别安装有密封堵头，在所述密封堵头远离所述空心容器的一面设置有向外凸出的连接台，在所述上盖和所述下盖上设置有供所述连接台穿过的通孔，在所述连接台上设置有轴向贯穿孔；在空心容器的内部安装有可沿轴向移动并将空心容器内部隔离成两个独立空腔的隔板；其中一个空腔与所述双缸恒速恒压泵连通，另一个空腔与所述圆柱腔体连通，与所述径向模拟腔连通的空腔内注满满足水合物生成的溶液，其在另一个空腔内蒸馏水或煤油的推动下注入所述圆柱腔体内。6.根据权利要求1所述的地质储层径向流模拟系统，其特征在于，所述供气装置包括产生压力气体的空气压缩机，对所述空气压缩机产生的气体进行增压的气体增压泵，存储增压后低压气体的低压储罐，存储增压后高压气体的高压储罐，根据实验要求选择低压储罐或高压储罐向所述圆柱腔体内输入指定压力的压力调节阀，控制单一气体输出流量大小和控制混合气液流量的流量控制器；在压力调节阀之前的气路上安装有气体润湿装置，所述气体润湿装置为装有液体的耐压容器。7.根据权利要求1所述的地质储层径向流模拟系统，其特征在于，所述稳压供液供气单元还包括能够自动调节气、液输入量的流量控制器，所述流量控制器包括并联连接输出气体的调节气罐和输出液体的调节液罐，控制调节气罐和调节液罐输出至所述圆柱腔体内气液量的控制阀，为调节气罐和调节液罐分别提供气体和液体的储罐和提供压力的压力泵，检测压力的传感器，控制各部件运行的PLC单元；所述调节气罐内部由滑动活塞间隔成气室A和液室A，所述调节液罐的内部由滑动活塞间隔成气室B和液室B，气室A和液室A分别通过管路与压力调节阀并联连接；气室B和液室B分别通过管路与压力泵并联连接，传感器获取各处的压力并输出至PLC单元，PLC单元根据所述圆柱腔体内压力值的变化调整压力调节阀使输入所述圆柱腔体内的气液维持稳定。8.根据权利要求7所述的地质储层径向流模拟系统，其特征在于，所述压力调节阀包括阀体，通过螺栓固定在阀体上的阀盖，在阀盖内设置有一端大一端小的贯穿形漏斗状活塞腔且开口大的一端靠近阀体，活塞腔内安装有同样形状的漏斗形活塞，活塞的轴心线上设置有同轴的双贯穿通道，在阀盖的活塞腔小端出口处安装有带通道的阀帽，在阀帽的通道内活动安装有与活塞的双贯穿通道出口对应的密封圈，在阀帽的侧边设置有与通道相通以对密封圈施压的压力通道，阀盖上设置有与活塞腔相通的溢流通道，在阀体与活塞腔相对的位置处设置有分别与所述调节气罐和所述调节液罐连通的容纳腔，容纳腔的开口直径小于相邻活塞端的直径，在...
【专利技术属性】
技术研发人员：陆程，孙晓晓，李占钊，马超，王静丽，耿澜涛，张渴为，
申请(专利权)人：广州海洋地质调查局，
类型：新型
国别省市：广东,44
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。