组装式水合物储层加固开采模拟反应釜和试验装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开一种组装式水合物储层加固开采模拟反应釜和试验装置，组装式水合物储层加固开采模拟反应釜包括釜体、上端盖、下端盖、井筒、传感器组件；釜体用于放置人工海水、甲烷或者二氧化碳气体、菌液以及胶结液，以在釜体内形成水合物储层，釜体包括多个釜体单元，多个釜体单元沿竖直方向依次堆叠，以围合形成反应腔；井筒为反应腔内水合物储层的分解提供降压和生产通道；传感器组件设于反应釜，用于获取加固

【技术实现步骤摘要】
组装式水合物储层加固开采模拟反应釜和试验装置


[0001]本技术涉及水合物研究
，特别涉及一种组装式水合物储层加固开采模拟反应釜和试验装置。

技术介绍

[0002]天然气水合物是一种高效、洁净和储量巨大的新型能源，天然气水合物的开发可以极大程度上缓解石油天然气等资源的匮乏和不足。水合物开采过程中，水合物沉积物强度降低，容易使埋藏于沉积物中的井筒、井口、管道设施和海上平台失去稳定性，甚至发生大面积的海底地层沉降及海底滑坡等地质灾害，而目前国内外试采中，水合物产气率仍然比较低，达不到商业开采水平。为了实现水合物藏的安全高效开采，非常有必要对含水合物储层做加固改造，以提高含水合物储层的强度及稳定性。
[0003]近几年，在岩土工程领域，微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)微生物技术作为一种新型绿色环保技术被应用于软土地基加固、边坡治理、防止沙土液化。但是目前通过微生物加固天然气水合物储层及储层力学性能评价的试验装置较少，并且，已有装置无法实时观测微生物加固开采天然气水合物储层过程中，储层压力场、温度场、变形场、水合物饱和度、矿物含量的分布及演化规律。
[0004]因此，为了更好地研究微生物加固开采过程对水合物储层模型物性参数的影响规律，以及对水合物开采过程中的影响，急需提供一种可实时观测微生物加固和开采天然气水合物储层过程中，水合物储层渗流场、温度场、变形场、水合物和矿物含量分布演化规律的反应釜；但是，目前使用的反应釜为固定尺寸，无法满足在反应釜不同尺寸的条件下水合物储层相关的反应。

技术实现思路
r/>[0005]本技术的主要目的是提出一种组装式水合物储层加固开采模拟反应釜，旨在提供一种组装式反应釜，以满足在釜体不同尺寸的条件下水合物储层相关的反应。
[0006]为实现上述目的，本技术提出的一种组装式水合物储层加固开采模拟反应釜，包括：
[0007]釜体，所述釜体包括多个釜体单元，多个所述釜体单元沿竖直方向依次堆叠，以围合形成反应腔，所述反应腔用于放置人工海水、甲烷或者二氧化碳气体、菌液以及胶结液，以在所述反应腔内形成水合物储层；
[0008]上端盖，所述上端盖盖设于所述釜体中位于最上方的釜体单元的上端，并开设有间隔设置的第一注入口和井筒外接口；
[0009]下端盖，所述下端盖盖设于所述釜体中位于最下方的釜体单元的下端，并开设有第二注入口；
[0010]井筒，所述井筒的一端由所述井筒外接口插入所述釜体的内部，且所述井筒具有连通所述反应腔的开采口，以为所述反应腔内水合物储层的分解提供降压和生产通道；
[0011]传感器组件，所述传感器组件设于所述釜体，用于获取加固
‑
分解过程中水合物储层的温度、压力、含水量、水合物饱和度、变形、强度、矿物组分的分布。
[0012]在本技术的一实施例中，所述上端盖与所述釜体中位于最上方的釜体单元之间设有第一密封圈。
[0013]在本技术的一实施例中，所述上端盖与所述釜体中位于最上方的釜体单元之间形成有第一环形槽，所述第一密封圈安装于所述第一环形槽内。
[0014]在本技术的一实施例中，所述下端盖与所述釜体中位于最下方的釜体单元之间设有第二密封圈。
[0015]在本技术的一实施例中，所述下端盖与所述釜体中位于最下方的釜体单元之间形成有第二环形槽，所述第二密封圈安装于所述第二环形槽内。
[0016]在本技术的一实施例中，相邻的两个所述釜体单元之间设有第三密封圈。
[0017]在本技术的一实施例中，相邻的两个所述釜体单元之间形成有第三环形槽，所述第三密封圈安装于所述第三环形槽内。
[0018]在本技术的一实施例中，所述井筒与所述井筒外接口之间设有密封胶圈；
[0019]且/或，所述传感器组件包括TDR探头，所述TDR探头设有多个，多个所述TDR探头沿釜体轴向间隔分布；
[0020]且/或，所述传感器组件包括电阻率探头，所述电阻率探头设有多个，多个所述电阻率探头沿釜体轴向间隔分布；
[0021]且/或，所述传感器组件包括压力传感器和温度传感器，所述压力传感器和所述温度传感器均设有多个，多个所述压力传感器和多个所述温度传感器均沿所述釜体的轴向间隔分布。
[0022]在本技术的一实施例中，所述组装式水合物储层加固开采模拟反应釜还包括恒温装置，所述恒温装置以无水乙醇为循环介质，用于调控所述反应腔内的温度。
[0023]本技术还提出一种试验装置，包括如上所述的组装式水合物储层加固开采模拟反应釜。
[0024]本技术的组装式水合物储层加固开采模拟反应釜，在使用过程中，可以将人工海水、甲烷或者二氧化碳气体、菌液以及胶结液加入釜体的反应腔内，以在反应腔内形成水合物储层，并且可以对水合物储层进行加固和分解，在此过程中，便可以通过传感器组件(例如位移传感器、TDR探头、电阻率探头、温度传感器、压力传感器等)来获取加固
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分解过程中水合物储层的温度、压力、含水量、水合物饱和度、变形、强度、矿物组分的分布，即可以获取并实时观测水合物储层的渗流场、温度场、变形场、水合物和矿物含量分布演化规律，从而研究水合物加固和开采过程中力学机理和产量变化规律，进一步预防潜在地质灾害，实现水合物的安全高效开采；其中，可以根据试验需要选择不同数量的釜体单元来组装形成釜体，便可以形成不同尺寸的釜体，从而满足在釜体不同尺寸的条件下水合物储层相关的反应。
附图说明
[0025]为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅
是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
[0026]图1为本技术组装式水合物储层加固开采模拟反应釜一实施例的剖视图；
[0027]图2为本技术组装式水合物储层加固开采模拟反应釜一实施例中釜体单元的剖视图；
[0028]图3为本技术组装式水合物储层加固开采模拟反应釜一实施例中釜体单元的俯视图；
[0029]图4为本技术组装式水合物储层加固开采模拟反应釜一实施例中上端盖的俯视图；
[0030]图5为本技术试验装置一实施例的结构示意图。
[0031]附图标号说明：
[0032][0033][0034]本技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0035]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0036]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种组装式水合物储层加固开采模拟反应釜，其特征在于，包括：釜体，所述釜体包括多个釜体单元，多个所述釜体单元沿竖直方向依次堆叠，以围合形成反应腔，所述反应腔用于放置人工海水、甲烷或者二氧化碳气体、菌液以及胶结液，以在所述反应腔内形成水合物储层；上端盖，所述上端盖盖设于所述釜体中位于最上方的釜体单元的上端，并开设有间隔设置的第一注入口和井筒外接口；下端盖，所述下端盖盖设于所述釜体中位于最下方的釜体单元的下端，并开设有第二注入口；井筒，所述井筒的一端由所述井筒外接口插入所述釜体的内部，且所述井筒具有连通所述反应腔的开采口，以为所述反应腔内水合物储层的分解提供降压和生产通道；传感器组件，所述传感器组件设于所述反应釜，用于获取加固
‑
分解过程中水合物储层的温度、压力、含水量、水合物饱和度、变形、强度、矿物组分的分布。2.如权利要求1所述的组装式水合物储层加固开采模拟反应釜，其特征在于，所述上端盖与所述釜体中位于最上方的釜体单元之间设有第一密封圈。3.如权利要求2所述的组装式水合物储层加固开采模拟反应釜，其特征在于，所述上端盖与所述釜体中位于最上方的釜体单元之间形成有第一环形槽，所述第一密封圈安装于所述第一环形槽内。4.如权利要求1所述的组装式水合物储层加固开采模拟反应釜，其特征在于，所述下端盖与所述釜体中位于最下方的釜体单元之间设有第二密封圈。5.如权利要求4所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王誉泽，杨明，杨建宇，朱金龙，陈永顺，
申请(专利权)人：南方科技大学，
类型：新型
国别省市：