本发明专利技术适用于天然气开采技术领域，尤其涉及一种天然气水合物增产缝导流能力测试装置及方法，所述装置包括：注气单元、注液单元、温控单元、裂缝导流仪、出口控制单元和数据处理单元，所述注气单元和注液单元均与裂缝导流仪连接，裂缝导流仪设置在温控单元内，裂缝导流仪为线性流导流室，出口控制单元与裂缝导流仪连接，数据处理单元与注气单元、注液单元、温控单元、裂缝导流仪和出口控制单元连接，用于进行数据采集和数据处理。本发明专利技术具有真实模拟天然气水合物储层改造增产缝的特点，在保证水合物不分解情况下，可施加不同闭合压力进行气测和液测增产缝导流能力，能研究水合物分解过程中增产缝导流能力演化规律，优选天然气水合物储层裂缝支撑方案。储层裂缝支撑方案。储层裂缝支撑方案。
【技术实现步骤摘要】
一种天然气水合物增产缝导流能力测试装置及方法
[0001]本专利技术属于天然气开采
，尤其涉及一种天然气水合物增产缝导流能力测试装置及方法。
技术介绍
[0002]我国海域水合物资源量巨大，有望成为重要的清洁接替能源，其安全高效开发对保障国家能源安全具有至关重要的意义。目前，海域水合物试采取得了重要突破，但单井日产气量低，距商业化开采要求差距较大，迫切需要增产技术。水力割缝、水力压裂等储层改造被认为是海域水合物降压开采的必要辅助增产手段，现有室内实验和数值模拟研究表明，水力压裂和水力割缝技术能在水合物储层构建高渗的人工裂缝通道。人工裂缝通道的存在能增大泄压面积、改善储层渗流条件，进而扩大水合物分解阵面、提高天然气水合物分解速率，实现水合物的增产。天然气水合物储层改造后，人工增产裂缝通道作为水合物分解气快速渗流的通道，其导流能力的变化关系着储层改造增产效果。因此，进行天然气水合物储层改造增产缝导流能力的测试和研究，对于天然气水合物储层改造具有重要的指导意义。
[0003]目前，国内外对页岩气、煤层气等非常规油气储层中压裂支撑裂缝导流能力开展了大量研究，并专利技术了多种裂缝导流能力检测设备及方法，但对于天然气水合物藏仍不适用。天然气水合物储层改造增产缝导流能力测试有其特殊性：
[0004]第一，测试装置需满足水合物稳定存在的条件，水合物赋存于低温高压环境下，现有的裂缝导流能力测试装置不能满足低温高压条件，无法进行天然气水合物的原位生成，也不能保证裂缝导流能力检测过程中天然气水合物不分解；
[0005]第二，测试装置需同时具备定量注气、定量定压注液、气液分离和出口检测气体流量的功能，定量注气、定量定压注液可以用以水合物合成、导流能力测试，气液可以方便检测水合物分解过程中产气/产水量，出口检测气体流量用于计算裂缝导流能力、水合物分解量、水合物剩余量等，现有的裂缝导流能力检测装置无法同时满足这些功能；
[0006]第三，增产缝导流能力测试过程中需对导流室内温压和进入导流室流体温度进行调控，为保证导流能力测试过程中水合物不分解，导流室内温压应位于水合物相平衡条件之上，进入导流室流体温度应与导流室温度基本一致，而在现在导流能力测试方法中还未考虑导流室温压和注入流体温度的影响。
[0007]总之，现有导流能力测试装置和方法不能应用于天然气水合物储层改造方面研究。因此，需开发一种适用天然气水合物藏的天然气水合物增产缝导流能力测试装置和方法。
技术实现思路
[0008]本专利技术实施例的目的在于提供一种天然气水合物增产缝导流能力测试装置，旨在解决
技术介绍
中提出的问题。
[0009]本专利技术实施例是这样实现的，一种天然气水合物增产缝导流能力测试装置，所述装置包括：注气单元、注液单元、温控单元、裂缝导流仪、出口控制单元和数据处理单元，所述注气单元和注液单元均与裂缝导流仪连接，注气单元用于向裂缝导流仪注入合成水合物所需的CH4气体，并控制注入CH4气体的流量和压力，注液单元用于向裂缝导流仪注入用于合成水合物的水及饱和沉积物，并控制注入液体的流量和压力，裂缝导流仪设置在温控单元内，温控单元用于控制裂缝导流仪和注入流体的温度，裂缝导流仪为线性流导流室，用于模拟改造后水合物储层支撑裂缝参数，出口控制单元与裂缝导流仪连接，用于收集开采气体并检测气体流量、液体流量以及相应的气体及液体的输出压力，数据处理单元与注气单元、注液单元、温控单元、裂缝导流仪和出口控制单元连接，用于进行数据采集和数据处理。
[0010]优选的，所述注气单元包括CH4气瓶、第一截止阀、减压阀、第一压力传感器、气体质量流量控制器和第二截止阀，CH4气瓶、第一截止阀、减压阀、第一压力传感器、气体质量流量控制器和第二截止阀依次串联连接。
[0011]优选的，所述注液单元包括第一天平、第一烧杯、恒压恒流泵、第三截止阀、第二压力传感器、搅拌活塞罐、第四截止阀和第五截止阀，第一烧杯置于第一天平上，恒压恒流泵通过管道与第一烧杯连接，恒压恒流泵、第三截止阀、第二压力传感器和第五截止阀串联，搅拌活塞罐与第四截止阀串联后与第五截止阀并联。
[0012]优选的，所述裂缝导流仪包括注入流体预冷器、第一温度传感器、裂缝导流室、闭合压力液压加载机、位移传感器、差压传感器、第二温度传感器、第三压力传感器和第四压力传感器，注入流体预冷器、第一温度传感器、闭合压力液压加载机、位移传感器、差压传感器、第二温度传感器、第三压力传感器和第四压力传感器均与裂缝导流室连接，闭合压力液压加载机用于向裂缝导流室加压。
[0013]优选的，所述裂缝导流室内设置有制冷腔和导流室腔体，导流室腔体两端分别滑动设置有上部活塞和下部活塞，闭合压力液压加载机安装在上部活塞与下部活塞相互远离的一侧，上部活塞和下部活塞之间为支撑剂充填层，支撑剂充填层与上部活塞之间为上部沉积物，支撑剂充填层与下部活塞之间为下部沉积物。
[0014]优选的，所述出口控制单元包括第五压力传感器、背压阀、气液分离器、第二烧杯、第二天平、干燥器、第六截止阀、第一质量流量计、第七截止阀、第二质量流量计和储气罐，储气罐与第一质量流量计和第二质量流量计连接，第一质量流量计和第二质量流量计分别通过第六截止阀和第七截止阀与干燥器连接，干燥器依次通过背压阀和气液分离器与裂缝导流仪连接，第二烧杯置于第二天平上，气液分离器通过管道与第二烧杯连接。
[0015]本专利技术实施例的另一目的在于提供一种天然气水合物增产缝导流能力测试方法，其特征在于，所述方法包括：
[0016]沉积物制样：将混有一定质量水的原位水合物储层沉积物或配置沉积物装填至模具中，分层施加载荷压缩沉积物，压制出得到下部沉积物；
[0017]装填样品：将制好的沉积物样品放入裂缝导流室，使沉积物样品平整，并向沉积物样品上部倒入一定量的支撑剂充填层，用刮刀将支撑剂充填层刮平，之后在支撑剂充填层上方装填另一块上部沉积物。
[0018]连接设备：装填裂缝导流室内的上部活塞，连接好裂缝导流室各个接头；通过闭合压力液压加载机施加1.0MPa的闭合压力，使下部沉积物和上部沉积物、支撑剂充填层、上部
活塞和下部活塞紧密相贴，注入CH4气体，检查系统气密性；
[0019]水合物合成：通过CH4气瓶、减压阀、气体质量流量控制器定量注入CH4气体，待压力到达设定值时，停止注入气体，关闭所有阀门，开启低温水浴设备和注入流体预冷循环泵，对裂缝导流室进行降温，直至裂缝导流室达到设定温度；实时监测裂缝导流室温压变化，待裂缝导流室温压变化不超过预设值时，视为水合物生成结束；
[0020]导流能力测试：导流能力测试包括气测导流能力、液测导流能力和水合物分解过程中气测导流能力；
[0021]拆卸并清洗仪器：实验结束后拆卸仪器，并清洗所有容器和管线，保持设备清洁。
[0022]优选的，导流能力测试的过程，具体包括：
[0023]气测导流能力：设置背压阀，使背压为水合物合成后压力，控制闭合压力液压加载机，设置不同闭合压力，向裂本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种天然气水合物增产缝导流能力测试装置，其特征在于，所述装置包括：注气单元、注液单元、温控单元、裂缝导流仪、出口控制单元和数据处理单元，所述注气单元和注液单元均与裂缝导流仪连接，注气单元用于向裂缝导流仪注入合成水合物所需的CH4气体，并控制注入CH4气体的流量和压力，注液单元用于向裂缝导流仪注入用于合成水合物的水及饱和沉积物，并控制注入液体的流量和压力，裂缝导流仪设置在温控单元内，温控单元用于控制裂缝导流仪和注入流体的温度，裂缝导流仪为线性流导流室，用于模拟改造后水合物储层支撑裂缝参数，出口控制单元与裂缝导流仪连接，用于收集开采气体并检测气体流量、液体流量以及相应的气体及液体的输出压力，数据处理单元与注气单元、注液单元、温控单元、裂缝导流仪和出口控制单元连接，用于进行数据采集和数据处理。2.根据权利要求1所述的天然气水合物增产缝导流能力测试装置，其特征在于，所述注气单元包括CH4气瓶、第一截止阀、减压阀、第一压力传感器、气体质量流量控制器和第二截止阀，CH4气瓶、第一截止阀、减压阀、第一压力传感器、气体质量流量控制器和第二截止阀依次串联连接。3.根据权利要求1所述的天然气水合物增产缝导流能力测试装置，其特征在于，所述注液单元包括第一天平、第一烧杯、恒压恒流泵、第三截止阀、第二压力传感器、搅拌活塞罐、第四截止阀和第五截止阀，第一烧杯置于第一天平上，恒压恒流泵通过管道与第一烧杯连接，恒压恒流泵、第三截止阀、第二压力传感器和第五截止阀串联，搅拌活塞罐与第四截止阀串联后与第五截止阀并联。4.根据权利要求1所述的天然气水合物增产缝导流能力测试装置，其特征在于，所述裂缝导流仪包括注入流体预冷器、第一温度传感器、裂缝导流室、闭合压力液压加载机、位移传感器、差压传感器、第二温度传感器、第三压力传感器和第四压力传感器，注入流体预冷器、第一温度传感器、闭合压力液压加载机、位移传感器、差压传感器、第二温度传感器、第三压力传感器和第四压力传感器均与裂缝导流室连接，闭合压力液压加载机用于向裂缝导流室加压。5.根据权利要求4所述的天然气水合物增产缝导流能力测试装置，其特征在于，所述裂缝导流室内设置有制冷腔和导流室腔体，导流室腔体两端分别滑动设置有上部活塞和下部活塞，闭合压力液压加载机安装在上部活塞与下部活塞相互远离的一侧，上部活塞和下部活塞之间为支撑剂充填层，支撑剂充填层与上部活塞之间为上部沉积物，支撑剂充填层与下部活塞之间为下部沉积物。6.根据权利要求1所述的天然气水合物增产缝导流能力测试装置，其特征在于，所述出口控制单元包括第五压力传感器、背压阀、气液分离器、第二烧杯、第二天平、干燥器、第六截止阀、第一质量流量计、第七截止阀、第二质量流量计和储气罐，储气罐与第一质量流量计和第二质量流量计连接，第一质量流量计和第二质量流量计...
【专利技术属性】
技术研发人员：张国彪，孙友宏，李冰，沈奕锋，齐赟，单恒丰，
申请(专利权)人：中国地质大学北京，
类型：发明
国别省市：
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