【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于煤层气勘查开发领域，具体涉及一种模拟在煤层气排采中储层伤害的装置及方法。
技术介绍
1、随着煤层气勘查开发越来越深入，对于煤层气井下业务研究还缺乏相关模拟装置，尤其是在煤层气排采工作上，对于煤粉的运动规律，大部分还停留在理论研究上；缺乏相关的真实模拟储层环境的储层伤害的装置，不能清晰直观的了解压裂和排采时储层中煤粉伤害的规律。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种模拟在煤层气排采中储层伤害的装置及方法，能够真实还原储层环境并进行模拟，为压裂和排采中储层中煤粉伤害研究提供了相应装置和方法。
2、本专利技术所述一种模拟在煤层气排采中储层伤害的装置是采用以下技术方案实现的：一种模拟在煤层气排采中储层伤害的装置，包括扇形的钢化玻璃槽和透明材质制成并与钢化玻璃槽连通的模拟井筒；所述钢化玻璃槽顶部覆盖有扇形钢板，钢化玻璃槽顶部开口边缘与扇形钢板边缘的连接处用密封橡胶布密封连接；扇形钢板上方设有液压装置，液压装置的液压杆朝下设置并与扇形钢板顶部相连接；钢化玻璃槽的圆弧面一侧通过管路连接有第一甲烷储存罐，该管路上串接有第二开关和第一气体增压泵，钢化玻璃槽的圆弧面一侧还连接有第二压力表；扇形钢板上通过管路连接有第一水仓，该管路上还串接有第三开关和第一液体增压泵；
3、钢化玻璃槽的中心侧与竖直设置的模拟井筒相接，相接处开有多个储层排采出口；模拟井筒底部开有第一煤粉出口且出口处设有第一开关；模拟井筒顶部侧壁上连接有第一压力表，模拟井筒内设有模拟采油管，模拟采油管顶
4、钢化玻璃槽内填充有煤块和煤粉以及压裂砂。
5、本专利技术所述一种模拟在煤层气排采中储层伤害的方法是采用以下技术方案实现的：一种模拟在煤层气排采中储层伤害的方法，包括如下步骤：在钢化玻璃槽内按照需求，放入设定煤质的煤块，煤块之间留一定距离的缝隙，在煤块及缝隙上放置一定厚度的煤粉；在煤粉上放置中粒的压裂砂，在压裂砂上放置同样厚度的煤粉，在煤粉上放置设定好的煤块；在钢化玻璃槽顶部通过密封橡胶布连接扇形钢板，使得钢化玻璃槽密闭；然后通过第一液体增压泵往钢化玻璃槽内注水；再运用液压杆给扇形钢板压力，给出设置好的压力；此时钢化玻璃槽中水会被压到模拟井筒内，通过设置第二液体增压泵与第二气体增压泵的流量，使得三个压力p气+p液+p液柱=储层压力，保持平衡；所述p气、储层压力、p液分别为第一、第二、第三压力表测得的压力值，p液柱为模拟井筒内液面到储层排采出口顶部的高为h的液柱的压力，p液柱=ρgh；然后慢慢降低第二液体增压泵流量，慢慢使水通过储层排采出口排出；降低压力使得储层内(钢化玻璃槽内)水进入第二水仓；
6、当p气+p液+p液柱《储层压力时，开始开通第一气体增压泵，往钢化玻璃槽中压入甲烷气体，模拟水体中溶解气与游离气；此时在水力作用与气液两相作用下，煤粉开始迁移，有的会进入模拟井筒；
7、大的煤粉会沉积在模拟井筒底部，通过第一煤粉出口排出，进行烘干，筛分其粒度；
8、悬浮在水中的煤粉会排到第二水仓，沉积在第二水仓底部，通过第二煤粉出口排出。
9、进一步的，由于模拟井筒是透明材质，可以随时观测模拟井筒内的变化情况；由于钢化玻璃槽也是透明材质，随时观测煤粉的迁移情况。
10、进一步的，待实验结束后，把钢化玻璃槽打开，整体解剖砂体内的煤粉并进行分析。
11、本专利技术装置与方法，通过放置不同煤质，不同粉碎程度的煤粉，压裂砂体的大小，控制储层压力，储层液体溶解气含量等多方面，可以多样式，多角度的模拟煤储层压裂排采期间煤粉的运移。
12、储层伤害就是煤体在压裂后，充填压裂砂后，由于煤体被粉碎，在排采过程中，煤粉会逐渐在砂体中沉积下来，堵塞砂体造成储层伤害。本专利技术通过透明材质可以随时观测到储层的变化，进而了解储层伤害的发生过程，以便进一步了解及处理这一过程。
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1.一种模拟在煤层气排采中储层伤害的装置，其特征在于，包括扇形的钢化玻璃槽（1）和透明材质制成并与钢化玻璃槽（1）连通的模拟井筒（7）；所述钢化玻璃槽（1）顶部覆盖有扇形钢板（3），钢化玻璃槽（1）顶部开口边缘与扇形钢板（3）边缘的连接处用密封橡胶布（2）密封连接；扇形钢板（3）上方设有液压装置（4），液压装置（4）的液压杆（5）朝下设置并与扇形钢板（3）顶部相连接；钢化玻璃槽（1）的圆弧面一侧通过管路连接有第一甲烷储存罐（15），该管路上串接有第二开关（13）和第一气体增压泵（14），钢化玻璃槽（1）的圆弧面一侧还连接有第二压力表（31）；扇形钢板（3）上通过管路连接有第一水仓（18），该管路上还串接有第三开关（16）和第一液体增压泵（17）；
2.如权利要求1所述的一种模拟在煤层气排采中储层伤害的装置，其特征在于，钢化玻璃槽（1）的扇形弧度为40°。
3.如权利要求1或2所述的一种模拟在煤层气排采中储层伤害的装置，其特征在于，液压装置（4）的液压杆（5）为多个，均匀分布在扇形钢板（3）的顶部。
4.一种模拟在煤层气排采中储层伤害的方法，采用
5.如权利要求4所述的一种模拟在煤层气排采中储层伤害的方法，其特征在于，由于模拟井筒（7）是透明材质，能够随时观测模拟井筒（7）内的变化情况；由于钢化玻璃槽（1）也是透明材质，能够随时观测煤粉（11）的迁移情况。
6.如权利要求4或5所述的一种模拟在煤层气排采中储层伤害的方法，其特征在于，待实验结束后，把钢化玻璃槽（1）打开，整体解剖砂体内的煤粉（11）并进行分析。
...【技术特征摘要】
1.一种模拟在煤层气排采中储层伤害的装置，其特征在于，包括扇形的钢化玻璃槽（1）和透明材质制成并与钢化玻璃槽（1）连通的模拟井筒（7）；所述钢化玻璃槽（1）顶部覆盖有扇形钢板（3），钢化玻璃槽（1）顶部开口边缘与扇形钢板（3）边缘的连接处用密封橡胶布（2）密封连接；扇形钢板（3）上方设有液压装置（4），液压装置（4）的液压杆（5）朝下设置并与扇形钢板（3）顶部相连接；钢化玻璃槽（1）的圆弧面一侧通过管路连接有第一甲烷储存罐（15），该管路上串接有第二开关（13）和第一气体增压泵（14），钢化玻璃槽（1）的圆弧面一侧还连接有第二压力表（31）；扇形钢板（3）上通过管路连接有第一水仓（18），该管路上还串接有第三开关（16）和第一液体增压泵（17）；
2.如权利要求1所述的一种模拟在煤层气排采中储层伤害的装置，其特征在于，钢化玻璃槽（1）的扇形弧度为40°。
3.如权利要求1或2所述的一种模拟在煤层气排采中储层伤害的装置，其特征在于，液压装置（4）的液压杆（5）为多个，均匀分布在扇形钢板（3）的顶部。
4.一种模拟在煤层气排采中储层伤害的方法，采用权利要求1-3任一项所述一种模拟在煤层气排采中储层伤害的装置实现，其特征在于，包括如下步骤：在钢化玻璃槽（1）内按照需求，放入设定煤质的煤块（10），煤块（10）之间留一定距离的缝隙，在煤块（10）及缝隙...
【专利技术属性】
技术研发人员：焦鹏帅，姜伟，杨函，牛丽娜，赵晋斌，
申请(专利权)人：山西省煤炭地质勘查研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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