原位致裂含气储层裂隙实时无损观测及两相渗流试验系统技术方案

本发明专利技术公开了一种原位致裂含气储层裂隙实时无损观测及两相渗流试验系统，包括应力加载系统、高压电脉冲致裂操作系统、水气两相渗流系统和原位CT扫描系统；所述应力加载系统包括压力室、轴压加载模块和围压加载模块；所述高压电脉冲致裂操作系统包括高压电脉冲发生模块、高压电脉冲信号监测模块和保护模块；所述水气两相渗流系统包括水气压力加载模块和流量数据采集模块；所述原位CT扫描系统包括射线源、平板探测器、CT扫描检测机构。通过模拟不同地应力、不同电压等条件下的电脉冲作用煤体试验，模拟多物理场耦合作用下的高压电脉冲致裂煤体物理试验，能进行高压电脉冲原位增透含气储层两相渗流试验，并实时无损观测。并实时无损观测。并实时无损观测。

【技术实现步骤摘要】
原位致裂含气储层裂隙实时无损观测及两相渗流试验系统


[0001]本专利技术涉及用于煤层气(矿井瓦斯)开采领域，具体涉及一种高压电脉冲原位致裂含气储层裂隙实时无损观测及两相渗流试验系统。

技术介绍

[0002]高压电脉冲破碎岩石技术，作为新兴的储层增透技术，近几十年内迅速在油气开采和矿物加工、煤层气开采等领域得到广泛的应用。高压电脉冲的致裂作用是利用放电过程中产生的冲击波以及等离子体通道中产生的高温引起的力学效应对固体进行破碎。在煤层增透
，高压电脉冲煤层增透技术相较于以往的煤层增透技术具有耗能少、效率高等一系列的优势。目前，高压电脉冲技术在增加煤层渗透性方面的现场应用中取得了一定的效果，但是高压电脉冲致裂煤层增渗的基础理论研究仍处于探索阶段。
[0003]水气两相渗流是开采煤层气过程中常发生的情况。煤层气开采过程中，由于排水降压诱导的煤岩体孔隙通道中的煤层气解吸和扩散，煤层气通过渗透作用在裂隙岩体中由高势能往低势能方向运移。地下水的排出使煤层压力降低，煤岩体中被吸附的气体开始从微孔隙表面分离解吸，解吸气浓度在解吸面附近高于裂隙中煤本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种原位致裂含气储层裂隙实时无损观测及两相渗流试验系统，其特征在于：包括应力加载系统、高压电脉冲致裂操作系统、水气两相渗流系统和原位CT扫描系统；所述应力加载系统包括压力室(2)、轴压加载模块和围压加载模块；所述压力室(2)采用圆管结构，在压力室(2)内居中安装有试件(1)；所述轴压加载模块包含轴压泵(3)，以及在试件(1)的上下两端对称设置并依次相连的第一滑杆(6)、第二滑杆(7)、第三滑杆(8)、第四滑杆(9)、第五滑杆(10)、油缸(4)、轴压管道(5)，第二滑杆(7)与压力室(2)滑动配合，第一滑杆(6)、第三滑杆(8)、第四滑杆(9)的直径均小于第二滑杆(7)的直径，第五滑杆(10)伸入各自对应的油缸(4)内，所述油缸(4)的侧壁上开设有轴压通道(4a)，所述轴压管道(5)的一端与轴压泵(3)相连，另一端通过轴压通道(4a)接入对应油缸(4)内，并通过所有滑杆为试件(1)提供上下相等的轴压；所述围压加载模块包含围压泵(11)、隔离胶套(12)和两个围压管道(13)，所述压力室(2)侧壁上上下对称地开设有两个围压通道(2a)，围压管道(13)的一端与围压泵(11)相连，另一端通过对应的围压通道(2a)接入试件(1)内腔为试件(1)四周提供围压，隔离胶套(12)包裹在两个第一滑杆(6)与试件(1)外，且隔离胶套(12)与第一滑杆(6)之间设置有密封圈(14)，以防止液压油通过隔离胶套(12)上下端浸入试件(1)中；所述高压电脉冲致裂操作系统包括高压电脉冲发生模块、高压电脉冲信号监测模块和保护模块；所述高压电脉冲发生模块包含高压脉冲电源(15)、高压电容器(16)、高压电脉冲开关(17)、第一导线节段(18)、第二导线节段(19)、第三导线节段(20)、电极针(21)和导气导液导电螺栓(22)；高压脉冲电源(15)通过第一导线节段(18)为高压电容器(16)充电，所述试件(1)的上下两端均配备有电极针(21)和导气导液导电螺栓(22)，电极针(21)的一端抵在试件(1)上，另一端依次同轴穿过第一滑杆(6)、第二滑杆(7)、第三滑杆(8)后，插入第四滑杆(9)的盲孔中，所述导气导液导电螺栓(22)的一端与电极针(21)相连，另一端横向穿到第四滑杆(9)外，其中上方的导气导液导电螺栓(22)通过第二导线节段(19)与高压电容器(16)的正极相连，下方的导气导液导电螺栓(22)通过第三导线节段(20)与高压电容器(16)的负极相连，所述第二导线节段(19)上串联有高压电脉冲开关(17)；所述高压电脉冲信号监测模块包括罗氏线圈(24)、高压探头(25)和示波器(26)，罗氏线圈(24)套在第三导线节段(20)上，高压探头(25)串联在第三导线节段(20)上，罗氏线圈(24)与高压探头(25)的监测信号通过信号传输线连接到示波器(26)；所述保护模块包括电磁屏蔽场(27)，用于将高压电脉冲致裂操作系统产生的高能量静电、原位CT扫描系统产生的X射线隔绝在电磁屏蔽场(27)中；所述水气两相渗流系统包括水气压力加载模块和流量数据采集模块，所述水气压力加载模块包括气罐(28)、水压泵(29)、气体管道(30)、水压管道(31)、水气管道(32)和水气收集容器(34)，所述电极针(21)的直径小于所穿过滑杆的内径形成水气通道，且两个水气通道均紧贴试件(1)，导气导液导电螺栓(22)为空心杆结构，且位于上方的导气导液导电螺栓(22)的内侧端与水气通道连通，外侧端通过水气管道(32)与水气收集容器(34)相连，位于下方的导气导液导电螺栓(22)的内侧端与水气通道连通，外侧端分别设置有进气口和进水口，其中进气口通过气体管道(30)与气罐(28)的出气口相连，进水口通过水压管道(31)与水压泵(29)的出水口相连；所述流量数据采集模块包括安装在气体管道(30)上的气体流量计(35)、安装在水压管道(31)上的液...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋长宝，吴家耀，曾越，张东明，邓博知，杨博文，孙奇，杨阳，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：