天然气水合物分解区孔隙尺度流场响应实验装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及海洋天然气水合物资源开发工程技术领域，特别是一种基于显微粒子测速技术的天然气水合物分解区内孔隙尺度的流场分布与流体运移规律的定量测量实验装置及方法。包括注入系统、温度控制系统、压力控制系统、反应釜、数据采集与处理系统和出口计量组件，还包括粒子图像测速系统，反应釜分别与注入系统、出口计量组件、温度控制系统、压力控制系统连接，数据采集与处理系统与粒子图像测速系统连接。可以直观的表征水合物储层降压开采过程中多场、多相耦合作用下介观尺度的流场响应规律。律。律。

【技术实现步骤摘要】
天然气水合物分解区孔隙尺度流场响应实验装置及方法


[0001]本专利技术涉及海洋天然气水合物资源开发工程
，特别是一种基于显微粒子测速技术的天然气水合物分解区内孔隙尺度的流场分布与流体运移规律的定量测量实验装置及方法。

技术介绍

[0002]天然气水合物相比传统石油天然气等化石燃料，具有更高的能量效率值、更广的分布区域与更丰富的储量，是未来清洁能源的重点开发对象。然而在水合物开采机理方面仍然存在一些问题，特别是在水合物开采时沉积物与挡砂介质内的孔隙流动特征响应机制的研究仍不充分，不能较好的满足工程需求，制约了水合物商业化开发的推进。
[0003]水合物开采是一个复杂的耦合过程，涉及到传热、相变、流动等物理过程。在水合物储层降压开采过程中，孔隙中赋存的水合物发生相变分解，分解吸热造成温度场扰动的同时导致孔隙内流动通道的变形和多相渗流中含气率的上升，从而影响孔隙空间内的渗流强度与流场分布。水合物开发过程中孔隙中的流场响应不仅影响了水合物储层的开采速率，还影响着沉积物骨架颗粒的受力情况，对水合物开采安全性评价和产气效率评估至关重要。但是本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种天然气水合物分解区孔隙尺度流场响应实验装置，包括注入系统、温度控制系统、压力控制系统、反应釜、数据采集与处理系统和出口计量组件，其特征在于，还包括粒子图像测速系统，反应釜分别与注入系统、出口计量组件、温度控制系统、压力控制系统连接，数据采集与处理系统与粒子图像测速系统连接；所述反应釜包括耐压玻璃(14)和刻蚀模型(15)，耐压玻璃(14)置于反应釜的顶部和底部，形成可视化窗口，刻蚀模型(15)位于反应釜的密封腔体内，反应釜上开设有注入口(22)和流出口(23)，注入口(22)和流出口(23)分别与刻蚀模型(15)连接，所述注入系统包括液相注入系统和气相注入系统，其中液相注入系统包括依次通过管路连接的储液容器(1)、水浴振荡器(3)和注入泵(4)；所述粒子图像测速系统包括高速相机(10)、同步控制器(9)、激光发射器(16)、组合透镜(17)，激光发射器(16)和组合透镜(17)位于反应釜的下方，激光发射器(16)的发射端朝向组合透镜(17)，高速相机(10)位于刻蚀模型(15)的正上方，同步控制器(9)分别与激光发射器(16)、高速相机(10)电连接，高速相机(10)与数据采集与处理系统电连接。2.根据权利要求1所述的天然气水合物分解区孔隙尺度流场响应实验装置，其特征在于，所述气相注入系统包括依次通过管路连接的气瓶(5)和气体流量计(6)，液相注入系统和气相注入系统在混合注入管路处混合，并与反应釜的注入口(22)连接，混合注入管路上设置有注入压力传感器(13)。3.根据权利要求1所述的天然气水合物分解区孔隙尺度流场响应实验装置，其特征在于，所述温度控制系统包括制冷机(18)和循环液导管，反应釜内部内置有循环液入口与循环液出口，循环液入口和循环液出口分别通过循环液导管与制冷机(18)中的恒温箱连接。4.根据权利要求1所述的天然气水合物分解区孔隙尺度流场响应实验装置，其特征在于，所述压力控制系统包括围压泵(7)和围压传感器(8)，反应釜的釜体内上设有围压开口与围压排气口，围压泵(7)与围压开口连接，围压泵(7)与围压开口的连接管路上设有围压传感器(8)，围压排气口上设有排气阀。5.根据权利要求1所述的天然气水合物分解区孔隙尺度流场响应实验装置，其特征在于，所述数据采集与处理系统包括图像采集卡(11)和数据处理终端(12)，图像采集卡(11)分别与数据处理终端(12)、高速相机(10)电连接。6.根据权利要求1所述的天然气水合物分解区孔隙尺度流场响应实验装置，其特征在于，所述出口计量组件包括回压阀(19)、回压泵(20)和回收容器(21)，反应釜的流出口(23)通过...

【专利技术属性】
技术研发人员：綦民辉，李彦龙，吴能友，刘昌岭，陈强，李明忠，
申请(专利权)人：青岛海洋地质研究所，
类型：发明
国别省市：