本发明专利技术涉及一种模拟盐度对孔隙天然气水合物影响的实验装置，由显微镜1、摄像机2、计算机3、微模型4、热电偶17、双冷却室11、冷冻浴循环器12、水泵5、储水罐16、甲烷气瓶18、螺杆泵10组成，所述显微镜连接摄像机、计算机；所述双冷却室连接冷冻浴循环器，双冷却室外腔装有循环冷却液，内腔装有蒸馏水；所述微模型位于双冷却室内腔，热电偶位于蒸馏水中，微模型中心刻蚀有孔格网，用以模拟水合物沉积层，孔格网左右各分布2个与孔格网连通的圆孔，其中一个圆孔连接水泵、储水罐，另一个呈对角线分布的圆孔连接螺杆泵、甲烷气瓶。本发明专利技术原理可靠，操作简便，能真实模拟天然气水合物钻井工况，有效解决盐度使水合物生成量和稳定区降低的问题。
【技术实现步骤摘要】
一种模拟盐度对孔隙天然气水合物影响的实验装置
本专利技术涉及天然气水合物开采研究领域一种模拟盐度对孔隙天然气水合物影响的实验装置。
技术介绍
天然气水合物又称“可燃冰”，是天然气和水在低温高压条件下形成的一种非化学计量性笼状晶体物质，作为一种非常规天然气资源，主要分布于深海沉积物及陆地永久冻土带，据估计全球天然气水合物资源总量相当于传统化石燃料总储量的两倍，是继页岩气、煤层气、致密气后最具开采潜力的接替能源，在未来有可能成为全球能源结构的重要组成部分。现有天然气水合物开采工艺中，通过注入盐水进行开采是一种有效的方式，但是盐类属于水合物抑制剂，盐的存在降低了天然气水合物的稳定性，随着盐度的增加，诱导时间变长，水合物形成量降低，一旦水合物形成，周围的游离水盐度增加，抑制了水合物的进一步生成，水合物的存在区和稳定区厚度将变薄。因此，研究砂岩孔隙中天然气水合物的生成与分解，寻找合适的盐度是目前所要解决的根本问题和关键技术之一。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种模拟盐度对孔隙天然气水合物影响的实验装置，该装置原理可靠，操作简便，能真实模拟天然气水合物钻井工况，用以解决盐度使水合物生成量和稳定区降低的问题，使天然气水合物得到进一步开发，对钻井现场的生产提供指导意见。为达到以上技术目的，本专利技术采用以下技术方案。一种模拟盐度对孔隙天然气水合物影响的实验装置，由显微镜、摄像机、计算机、微模型、热电偶、双冷却室、冷冻浴循环器、水泵、储水罐、甲烷气瓶、螺杆泵组成。所述连有光源的显微镜连接摄像机，摄像机与计算机相连，显微镜用于实时观察水合物的变化，摄像机记录并将信号传输至计算机。所述双冷却室有外腔和内腔，双冷却室的底部分布外腔进口、内腔进口，顶部分布外腔出口和内腔出口，双冷却室连接冷冻浴循环器，外腔装有循环冷却液，内腔则装有蒸馏水。所述微模型位于双冷却室内腔，热电偶位于微模型下方的蒸馏水中。所述微模型为一长方体，微模型的中心刻蚀有孔格网，用以模拟水合物沉积层，孔格网左右各分布2个与孔格网连通的圆孔，其中一个圆孔通过塑料管连接水泵、储水罐，另一个呈对角线分布的圆孔通过钢管连接螺杆泵、甲烷气瓶。进一步的，所述显微镜与摄像机相连，通过视频的方式实时观察水合物的变化，摄像机记录并传输信号，在计算机得到水合物量与盐度的关系曲线图。进一步的，所述光源为光子LED灯，型号是冷光5500K，用于照亮模型的观察区域。进一步的，所述微模型位于双冷却室内腔中心，其长2.8cm,宽2.2cm，高1.7mm，圆孔孔径约为100μm，最大承压150bar。进一步的，所述塑料管为1/16英寸塑料管，钢管为1/8英寸钢管。进一步的，所述储水罐内装有盐水，盐水浓度分别为2%、3.5%或5%。进一步的，所述甲烷气瓶内装有甲烷气，其气体浓度为99.5%。进一步的，所述水泵通过闸阀与微模型的某一圆孔相连，螺杆泵通过闸阀与微模型的另一圆孔相连，两个圆孔呈对角线分布。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：（1）使用方便，模拟效果好；（2）能清楚地得到盐度对孔隙天然气水合物影响的变化规律；（3）本专利技术操作便捷，其模拟得到的结果与天然气水合物钻井实际工况相符。附图说明图1是本专利技术一种模拟盐度对孔隙天然气水合物影响的实验装置的结构示意图；图2是图1中微模型的平面示意图。图3是图1中双冷却室的剖面图。图4是盐度对水合物量影响的关系曲线图。图中：1.显微镜，2.摄像机，3.计算机，4.微模型，5.水泵，6、7、8、9、30.闸阀，10.螺杆泵，11.双冷却室，12.冷冻浴循环器，13.光源，14.塑料管，15.钢管，16储水罐，17.热电偶，18.甲烷气瓶，19、20、21、22.圆孔，23、24.外腔进口，25.内腔进口，26.外腔出口，27.内腔出口，28.外腔，29.内腔。具体实施方式下面根据附图和实例进一步说明本专利技术，以便于本
的技术人员理解本专利技术。但应该清楚，本专利技术不限于具体实施方式的范围，对本
的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本专利技术的精神和范围内，均在保护之列。见图1。一种模拟盐度对孔隙天然气水合物影响的实验装置，由显微镜1、摄像机2、计算机3、微模型4、热电偶17、双冷却室11、冷冻浴循环器12、水泵5、储水罐16、甲烷气瓶18、螺杆泵10组成，所述连有光源13的显微镜1连接摄像机2，摄像机与计算机3相连，显微镜用于实时观察水合物的变化，摄像机记录并将信号传输至计算机；所述双冷却室11有外腔28和内腔29，双冷却室的底部分布外腔进口（23、24）、内腔进口25，顶部分布外腔出口26和内腔出口27，双冷却室连接冷冻浴循环器12，外腔装有循环冷却液，内腔装有蒸馏水；所述微模型4位于双冷却室内腔，热电偶17位于微模型下方的蒸馏水中。见图2。所述微模型为一长方体，微模型的中心刻蚀有孔格网，用以模拟水合物沉积层，孔格网左右各分布2个与孔格网连通的圆孔（19、20、21、22），其中一个圆孔19通过塑料管14连接水泵5、储水罐16，另一个呈对角线分布的圆孔22通过钢管15连接螺杆泵10、甲烷气瓶18。见图3。循环冷却液通过进口23、24进入双冷却室11的外腔28中，通过出口26流出，蒸馏水通过进口25进入双冷却室11的内腔29中，通过出口27流出。实施例为了更清楚地理解本专利技术，以实施例为例做进一步的说明。利用上述装置模拟盐度对孔隙天然气水合物的影响，具体操作步骤如下：第一步：准备工作。模拟前，首先将微模型4连接到塑料管14，将其浸入内腔内，打开闸阀7、8、9，并将蒸馏水填充到覆盖微模型4的腔室中，储水罐16和甲烷气瓶18分别充满各自的流体，然后用盐水冲洗微模型，接着用水泵将微模型加压至40-50bar，关闭闸阀7、8、9，孔隙网络充满了液体。第二步：水合物的制备工作。将甲烷气加压至高于微模型压力10-15bar，并打开闸阀9，在甲烷气达到大约50%的饱和度后，将微模型加压并冷却至所获得的水合物形成条件，大部分为83bar和4.0°C。第三步：记录水合物的生成过程。在冷却期间，将摄像机设置为每隔一分钟拍摄一次，用来观察水合物的形成情况。第四步：水合物的分解。将微模型的压力降低到理论分解压力（30-50bar）之上大约3bar，随后以0.7bar的增量降低，对于每个间隔，首先记录5-20分钟，确定微模型中的流体行为，随后每隔一分钟拍摄一次图像，一旦压力在足够长的时间内稳定下来，温度会升至低于稳定条件的2°C，然后以0.1°C的增量进一步升高，直到水合物完全分解为止。第五步：不断提高盐溶液浓度，重复试验，比较不同情况下天然气水合物的变化，画出水合物量与盐度的关系曲线图。见图4。随着横坐标盐度的增加，在盐度为1.15%wt时，水合物开始缓慢生成，由图中可以看出，水合物饱本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种模拟盐度对孔隙天然气水合物影响的实验装置，由显微镜（1）、摄像机（2）、计算机（3）、微模型（4）、热电偶（17）、双冷却室（11）、冷冻浴循环器（12）、水泵（5）、储水罐（16）、甲烷气瓶（18）、螺杆泵（10）组成，其特征在于，所述连有光源（13）的显微镜（1）连接摄像机（2），摄像机与计算机（3）相连；所述双冷却室（11）有外腔（28）和内腔（29），双冷却室的底部分布外腔进口、内腔进口，顶部分布外腔出口和内腔出口，双冷却室连接冷冻浴循环器（12），外腔装有循环冷却液，内腔装有蒸馏水；所述微模型（4）位于双冷却室内腔，热电偶（17）位于微模型下方的蒸馏水中；所述微模型为一长方体，微模型的中心刻蚀有孔格网，用以模拟水合物沉积层，孔格网左右各分布2个与孔格网连通的圆孔，其中一个圆孔通过塑料管（14）连接水泵（5）、储水罐（16），另一个呈对角线分布的圆孔通过钢管（15）连接螺杆泵（10）、甲烷气瓶（18）。/n
【技术特征摘要】
1.一种模拟盐度对孔隙天然气水合物影响的实验装置，由显微镜（1）、摄像机（2）、计算机（3）、微模型（4）、热电偶（17）、双冷却室（11）、冷冻浴循环器（12）、水泵（5）、储水罐（16）、甲烷气瓶（18）、螺杆泵（10）组成，其特征在于，所述连有光源（13）的显微镜（1）连接摄像机（2），摄像机与计算机（3）相连；所述双冷却室（11）有外腔（28）和内腔（29），双冷却室的底部分布外腔进口、内腔进口，顶部分布外腔出口和内腔出口，双冷却室连接冷冻浴循环器（12），外腔装有循环冷却液，内腔装有蒸馏水；所述微模型（4）位于双冷却室内腔，热电偶（17）位于微模型下方的蒸馏水中；所述微模型为一长方体，微模型的中心刻蚀有孔格网，用以模拟水合物沉积层，孔格网左右各分布2个与孔格网连通的圆孔，其中一个圆孔通过塑料管（...
【专利技术属性】
技术研发人员：魏纳，王晓然，赵金洲，张烈辉，周守为，李清平，朱军龙，邱彤，
申请(专利权)人：西南石油大学，中国海洋石油集团有限公司，中海油研究总院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：四川;51
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