一种煤层气井越流补给量及参数动态变化测试方法技术

一种煤层气井越流补给量及参数动态变化测试方法，包括以下步骤：一、制作所需的岩芯单元，确定实验方案；二、组装一种煤层气井越流补给量及参数动态变化测试装置，其包括气液环境模拟系统、越流补给测试系统、高性能计算机和回收系统；三、检查气密性；四、设置气液环境模拟系统的初始状态；五、将各个岩芯单元排列组合放入越流补给测试系统中；六、进行越流补给测试，高性能计算机收集测试数据并进行处理分析，判断越流补给是否发生；七、通过回收系统对实验废物进行回收。本发明专利技术能较真实的还原原位储层条件，并能够实时监测越流补给发生的条件及不同状态下越流补给量的变化，为越流补给量变化规律研究提供理论依据。变化规律研究提供理论依据。变化规律研究提供理论依据。

【技术实现步骤摘要】
一种煤层气井越流补给量及参数动态变化测试方法


[0001]本专利技术涉及煤层气排采实验
，具体的说，涉及一种煤层气井越流补给量及参数动态变化测试方法。

技术介绍

[0002]煤层气主要以吸附态赋存于煤储层中，现今地面煤层气开发常采用排水降压法将煤层中吸附态的甲烷气体转变为游离气与水一起排采至地面。排采是在三维空间进行的，围岩与煤层属性差异，导致排采时可能存在越流补给。煤储层地应力状态、渗透率、围岩封闭性能及含水性等差异及动态变化，导致排采时越流补给量发生变化，影响产气量。
[0003]目前常采用测试岩心孔隙度、渗透率的方法，应用渗流理论构建煤层间越流补给判识数学模型，结合水文地质条件、储层参数来判识是否有越流补给，并通过煤层气井的实际排采数据进行验证。由于岩芯在采取过程中受到扰动、机械破碎等影响致使所采岩心无法较真实地反映出原位状态下地层的真实情况，同时受实验条件制约往往无法实时测定越流补给整个过程的动态变化，对越流补给的认识及其影响存在一定的局限性。或者采用数值模拟软件来模拟越流补给情况，模拟参数设置能否较客观真实反映现场实际，以及人的主观性最后可能导致模拟结果千差万别，无法较客观真实反映实际情况。因此，亟需研制一种煤层气井越流补给量及参数动态变化测试方法，能够在较为真实还原原位储层条件的基础上，实时监测不同储层参数下排采时层间越流补给量及参数动态变化情况，以期为不同储层地质条件下排采时越流补给能否发生做出准确判断，从而指导煤层气开发。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种煤层气井越流补给量及参数动态变化测试方法，本专利技术能较真实的还原原位储层条件，并能较准确判断出储层渗透率、储层地应力状态、补给流入条件等情况下排采时能否发生越流补给，能够实时监测越流补给发生的条件及不同状态下越流补给量的变化，为越流补给量变化规律研究提供理论依据。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种煤层气井越流补给量及参数动态变化测试方法，包括以下步骤：一、制作所需的岩芯单元，确定实验方案；二、组装一种煤层气井越流补给量及参数动态变化测试装置，该煤层气井越流补给量及参数动态变化测试装置包括气液环境模拟系统、越流补给测试系统、高性能计算机和回收系统；三、检查该煤层气井越流补给量及参数动态变化测试装置的气密性；四、设置气液环境模拟系统的初始状态；五、将各个岩芯单元排列组合放入越流补给测试系统中，模拟真实的储层状态，调试高性能计算机，使高性能计算机开始实时记录；六、通过气液环境模拟系统和越流补给测试系统进行越流补给测试，高性能计算
机收集测试数据并进行处理分析，判断越流补给是否发生；七、实验结束后，通过回收系统对实验废物进行回收。
[0006]该煤层气井越流补给量及参数动态变化测试装置还包括上层输送通道、下层输送通道和气液回收管路，上层输送通道和下层输送通道均沿左右方向水平设置，气液回收管路竖向设置在上层输送通道和下层输送通道的左侧，气液回收管路的下端封堵，越流补给测试系统设置在上层输送通道和下层输送通道之间，气液环境模拟系统的气液输出端分别与上层输送通道和下层输送通道的右端连接，上层输送通道和下层输送通道的左端均连接在气液回收管路上，气液回收管路的上端与回收系统的气液进入端连接，高性能计算机分别与气液环境模拟系统和越流补给测试系统信号连接。
[0007]上层输送通道的左端部设置有第一截止阀，下层输送通道的左端部设置有第二截止阀，气液回收管路的中部设置有第三截止阀。
[0008]气液环境模拟系统包括第一气液输送系统和第二气液输送系统，第一气液输送系统和第二气液输送系统的气液输出端分别对应与上层输送通道和下层输送通道的左端连接；第一气液输送系统包括第一高压甲烷气瓶、第一水罐、第一两相流输送管路、第一恒速恒压泵和第二恒速恒压泵，第一高压甲烷气瓶的出气端连接有第一气体输送管路，第一水罐的出液端连接有第一液体输送管路，第一液体输送管路的出液端和第一气体输送管路的出气端通过三通与第一两相流输送管路的气液进入端连接，第一两相流输送管路的气液输出端与上层输送通道的右端连接，第一恒速恒压泵设置在第一气体输送管路上，第二恒速恒压泵设置在第一液体输送管路上；第二气液输送系统包括第二高压甲烷气瓶、第二水罐、第二两相流输送管路、第三恒速恒压泵和第四恒速恒压泵，第二高压甲烷气瓶的出气端连接有第二气体输送管路，第二水罐的出液端连接有第二液体输送管路，第二液体输送管路的出液端和第二气体输送管路的出气端通过三通与第二两相流输送管路的气液进入端连接，第二两相流输送管路的气液输出端与下层输送通道的右端连接，第三恒速恒压泵设置在第二气体输送管路上，第四恒速恒压泵设置在第四液体输送管路上，高性能计算机分别与第一恒速恒压泵、第二恒速恒压泵、第三恒速恒压泵和第四恒速恒压泵信号连接。
[0009]越流补给测试系统包括若干个煤层间储层通道，上层输送通道、下层输送通道、气液回收管路和煤层间储层通道均为圆形管道，各个煤层间储层通道左右间隔设置且竖向连接在上层输送通道和下层输送通道之间以模拟合层排采的煤层气井井身结构，每个煤层间储层通道内均设置有N层上下间隔的托举层，各层托举层将相应的煤层间储层通道内腔分隔为N+1个舱室，每层托举层均包括若干块托板，各块托板圆周阵列设置在相应的煤层间储层通道内壁上，各个舱室内均设置有支撑在相应各块托板上的岩芯单元，岩芯单元的顶部和底部均设置有质量流量控制器，质量流量控制器通过信号电缆连接有显示器，每个煤层间储层通道的前侧部均设置有可拆卸的侧板，每个煤层间储层通道的四周在相应的各个舱室位置均安装有施加围压在相应一个岩芯单元四侧面上的围压模拟系统，高性能计算机分别与各个质量流量控制器、各个显示器和各个围压模拟系统信号连接。
[0010]位于相应的煤层间储层通道右侧的某一个围压模拟系统包括围压泵和四根压力传动杆，围压泵通过支架设置在相应的煤层间储层通道的右侧且与相应的舱室左右对应，
四根压力传动杆均沿左右方向水平设置且上下间隔设置在围压泵与相应的煤层间储层通道之间，四根压力传动杆的左端贯穿相应的煤层间储层通道的右侧壁伸入到相应的舱室内，四根压力传动杆的左端均固定安装有压块，压块沿前后方向水平设置，压块的左侧面上设置有应力传感器，四块压块上下叠压设置，四块压块的左侧面紧压覆盖相应的岩芯单元的右侧面，围压泵与四根压力传动杆的右端均通过液压管路连接，液压管路上设置有压力截止阀，高性能计算机分别与围压泵和应力传感器信号连接。
[0011]回收系统包括气液分离器、液体收集罐和气体收集瓶，气液回收管路的上端与气液分离器的气液进入端通过第三两相流输送管路连接，气液分离器的出液端与液体收集罐的进液端通过液体收集管路连接，气液分离器的出气端与气体收集瓶的进气端通过气体收集管路连接。
[0012]步骤（一）具体为：实验开始前，先制作出所需的岩芯单元，岩芯单元包括煤层间所存在的所有可能的储层岩性：泥岩、砂质泥岩、粉砂岩、细粒砂岩、中粒砂岩、粗粒砂岩、页岩和灰岩，再确定实验所需的气体、液体种类及储本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种煤层气井越流补给量及参数动态变化测试方法，其特征在于：包括以下步骤：一、制作所需的岩芯单元，确定实验方案；二、组装一种煤层气井越流补给量及参数动态变化测试装置，该煤层气井越流补给量及参数动态变化测试装置包括气液环境模拟系统、越流补给测试系统、高性能计算机和回收系统；三、检查该煤层气井越流补给量及参数动态变化测试装置的气密性；四、设置气液环境模拟系统的初始状态；五、将各个岩芯单元排列组合放入越流补给测试系统中，模拟真实的储层状态，调试高性能计算机，使高性能计算机开始实时记录；六、通过气液环境模拟系统和越流补给测试系统进行越流补给测试，高性能计算机收集测试数据并进行处理分析，判断越流补给是否发生；七、实验结束后，通过回收系统对实验废物进行回收。2.根据权利要求1所述的煤层气井越流补给量及参数动态变化测试方法，其特征在于：该煤层气井越流补给量及参数动态变化测试装置还包括上层输送通道、下层输送通道和气液回收管路，上层输送通道和下层输送通道均沿左右方向水平设置，气液回收管路竖向设置在上层输送通道和下层输送通道的左侧，气液回收管路的下端封堵，越流补给测试系统设置在上层输送通道和下层输送通道之间，气液环境模拟系统的气液输出端分别与上层输送通道和下层输送通道的右端连接，上层输送通道和下层输送通道的左端均连接在气液回收管路上，气液回收管路的上端与回收系统的气液进入端连接，高性能计算机分别与气液环境模拟系统和越流补给测试系统信号连接。3.根据权利要求2所述的煤层气井越流补给量及参数动态变化测试方法，其特征在于：上层输送通道的左端部设置有第一截止阀，下层输送通道的左端部设置有第二截止阀，气液回收管路的中部设置有第三截止阀。4.根据权利要求3所述的煤层气井越流补给量及参数动态变化测试方法，其特征在于：气液环境模拟系统包括第一气液输送系统和第二气液输送系统，第一气液输送系统和第二气液输送系统的气液输出端分别对应与上层输送通道和下层输送通道的左端连接；第一气液输送系统包括第一高压甲烷气瓶、第一水罐、第一两相流输送管路、第一恒速恒压泵和第二恒速恒压泵，第一高压甲烷气瓶的出气端连接有第一气体输送管路，第一水罐的出液端连接有第一液体输送管路，第一液体输送管路的出液端和第一气体输送管路的出气端通过三通与第一两相流输送管路的气液进入端连接，第一两相流输送管路的气液输出端与上层输送通道的右端连接，第一恒速恒压泵设置在第一气体输送管路上，第二恒速恒压泵设置在第一液体输送管路上；第二气液输送系统包括第二高压甲烷气瓶、第二水罐、第二两相流输送管路、第三恒速恒压泵和第四恒速恒压泵，第二高压甲烷气瓶的出气端连接有第二气体输送管路，第二水罐的出液端连接有第二液体输送管路，第二液体输送管路的出液端和第二气体输送管路的出气端通过三通与第二两相流输送管路的气液进入端连接，第二两相流输送管路的气液输出端与下层输送通道的右端连接，第三恒速恒压泵设置在第二气体输送管路上，第四恒速恒压泵设置在第四液体输送管路上，高性能计算机分别与第一恒速恒压泵、第二恒速恒压泵、第三恒速恒压泵和第四恒速恒压泵信号连接。
5.根据权利要求4所述的煤层气井越流补给量及参数动态变化测试方法，其特征在于：越流补给测试系统包括若干个煤层间储层通道，上层输送通道、下层输送通道、气液回收管路和煤层间储层通道均为圆形管道，各个煤层间储层通道左右间隔设置且竖向连接在上层输送通道和下层输送通道之间以模拟合层排采的煤层气井井身结构，每个煤层间储层通道内均设置有N层上下间隔的托举层，各层托举层将相应的煤层间储层通道内腔分隔为N+1个舱室，每层托举层均包括若干块托板，各块托板圆周阵列设置在相应的煤层间储层通道内壁上，各个舱室内均设置有支撑在相应各块托板上的岩芯单元，岩芯单元的顶部和底部均设置有质量流量控制器，质量流量控制器通过信号电缆连接有显示器，每个煤层间储层通道的前侧部均设置有可拆卸的侧板，每个煤层间储层通道的四周在相应的各个舱室位置均安装有施加围压在相应一个岩芯单元四侧面上的围压模拟系统，高性能计算机分别与各个质量流量控制器、各个显示器和各个围压模拟系统信号连接。6.根据权利要求5所述的煤层气井越流补给量及参数动态变化测试方法，其特征在于：位于相应的煤层间储层通道右侧的某一个围压模拟系统包括围压泵和四根压力传动杆，围压泵通过支架设置在相应的煤层间储层通道的右侧且与相应的舱室左右对应，四根压力传动杆均沿左右方向水平设置且上下间隔设置在围压泵与相应的煤层间储层通道之间，四根压力传动杆的左端贯穿相应的煤层间储层通道的右侧壁伸入到相应的舱室内，四根压力传动杆的左端均固定安装有压块，压块沿前后方向水平设置，压块的...

【专利技术属性】
技术研发人员：倪小明，郭盛强，闫晋，李俊峰，苏二磊，王保玉，何庆宏，赵彦伟，米百超，
申请(专利权)人：山西蓝焰煤层气集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：