一种煤层气储层双层合采高温高压排采动态评价系统技术方案

本发明专利技术公开了一种煤层气储层双层合采高温高压排采动态评价系统，包括煤层气入口合注出口合采的高温高压排采动态评价仪和入口分注出口合采的高温高压排采动态评价仪；该高温高压排采动态评价仪由驱替模块、岩心夹持模块、底水模拟模块、围压和回压模块、抽真空模块、计量模块、温控及数据采集模块构成。本发明专利技术提供的两套实验设备专门评价煤层气双层合采的可行性、合理性、科学性与效用性，模拟评价各自储层内临界解吸压力、储层压差、供液变化、渗透率差异、产气动液面差异对双层合采条件下排采参数的影响，模拟评价双层合采时对以上参数的影响，进而优化双层合采排采方案，提升直井单井产量，提高采收率，促进煤层气快速、高效、安全开发。

【技术实现步骤摘要】
一种煤层气储层双层合采高温高压排采动态评价系统
本专利技术属于煤层气勘探与开发
，尤其涉及一种煤层气储层双层合采高温高压排采动态评价系统。
技术介绍
2012年国家出台的《煤层气(煤矿瓦斯)开发利用“十二五”规划》指出，到2015年我国煤层气新增探明储量1.0X1012m3，产量将达到300X 108m3，其中地面钻采160X 108m3，建设沁水盆地、鄂尔多斯盆地东缘煤层气产业化基地。但我国煤层气存在地质赋存条件异常复杂、资源探明率低、开发难度大等特点，使得开采煤层气对开采技术要求极高。目前我国煤层气存在两大主要问题:采收率低和利用率低，严重制约了煤层气高效合理开发利用，为了提高煤层气采收率国内外研究人员开展了很多研究工作，提出了分层压裂、水平井及羽状井技术，合理的排采制度等相关技术，但目前井下采收率只有23%左右，而美国煤层气的平均采收率为50%。煤层气双层合采技术能够降低单井投资，较大提升煤层气直井单井产量，提高煤层采收率。目前国内对于同一区块相邻煤层合层排采理论技术，几乎没有学者进行过细致而系统的研究，人们往往照搬天然气理论，但天然气和煤层气的赋存状态之间存在根本差异，二者产气机理明显不同，导致开发煤层气时开采效果往往不尽如人意。合采能否实现“1+1”大于等于2，即两层煤合层排采的产气量是否大于等于单层排采产气量之和？双层合采时，各自储层渗透率差异、各个分层内供液能力变化、各个分层压力梯度是如何变化的？煤层的临界解吸压力、储层压差、煤层埋深差、供液能力、压力梯度及煤储层渗透率对双层合采有什么影响？双层合采时，各个分层参数是如何变化的？这些都仅仅在理论上分析过，而没有通过实验验证。双层合采时，各自储层渗透率差异、各个分层内供液能力变化、各个分层压力梯度是如何变化的？分别对排采参数的影响程度如何？该如何调节各个参数来优化排采工作制度，达到最大采收率的目的。目前国内外没有专门的实验设备模拟评价双层合采的实验设备，导致矿场实践与理论不符合。
技术实现思路
本专利技术的目的在于利用一种煤层气储层双层合采高温高压排采动态评价系统，旨在解决目前国内外没有专门的实验设备模拟评价双层合采的实验设备，通过设备模拟评价各自储层内临界解吸压力、储层压差、供液变化、渗透率差异、产气动液面差异在双层合采时对排采参数的影响，优化双层合采排采参数，降低单井投资，提升煤层气井单井产量，提高双层合采排水采气制度效率，实现“ 1+1 ”大于等于2之功效，提高煤层气采收率，促进煤层气快速、高效、安全开发的问题。本专利技术的目的在于提供一种煤层气储层双层合采高温高压排采动态评价系统，所述煤层气储层双层合采高温高压排采动态评价系统包括用于煤层气入口合注出口合采的高温高压排采动态评价仪和入口分注出口合采的高温高压排采动态评价仪；所述入口合注出口合采高温高压排采动态评价仪和入口分注出口合采的高温高压排采动态评价仪分别包括:驱替模块，用于模拟矿场双层合采实际排水采气时，提供岩样饱和、流动驱替动力及模拟3#煤层、15#煤层不同的供液能力；岩心夹持模块，与所述驱替模块、底水模拟模块、围压和回压模块、抽真空模块、计量模块、温控及数据采集模块连接，用于采用源自3#煤层、15#煤层的真实岩样模拟不同渗透率、不同压力梯度、不同临界解析压力、不同产液面高度对双层合采时排水采气参数的影响，并模拟在既定排采方案下，各个分层压力梯度、产液面、渗透率的变化情况；底水模拟模块，与所述岩心夹持模块连接，用于模拟煤层气气井排水采气过程中，各个煤层底部含水情况；围压和回压模块,与所述岩心夹持模块连接，用于模拟矿场排水米气时储层围岩所受围压变化和矿场排水采气时井底流压及动液面变化情况；抽真空模块，与所述岩心夹持模块连接，用于将岩心夹持模块中岩心抽成真空使得甲烷气体充分和岩样充分接触吸附并用地层水饱和模拟储层底水环境；计量模块，与所述岩心夹持模块连接，用于模拟矿场气井分离计量装置；温控及数据采集模块，用于模拟储层内部实际温度并将岩心夹持模块进、出口压力、岩心不同位置压力分布情况、各个分层不同围压压力、各分层不同回压压力、不同分层内流体流速、压力梯度分布、计量系统得到的产水量、产气量通过传感器及数据采集面板及时自动记录下来。进一步，所述入口合注出口合采高温高压排采动态评价仪设置一个驱替模块，所述驱替模块主要由甲烷驱替泵、单向阀门、甲烷活塞容器、地层水驱替泵、地层水活塞容器、六通阀、3#煤层岩心进口端压力传感器、15#煤层岩心进口端压力传感器构成，具体结构为:甲烷驱替泵经管线连接单向阀门，单向阀连接甲烷活塞容器，甲烷活塞容器经管线与单向阀连接六通阀和3#煤层岩心进口端压力传感器、15#煤层岩心进口端压力传感器后与岩心夹持模块进口连接；地层水驱替泵经管线连接单向阀门，单向阀连接地层水活塞容器，地层水活塞容器经管线和单向阀连接六通阀和岩心夹持模块相连接。进一步，所述入口分注出口合采的高温高压排采动态评价仪设置有两个结构相同的驱替模块，所述驱替模块主要由甲烷驱替泵、单向阀门、甲烷活塞容器、3#煤层地层水驱替泵、3#煤层地层水活塞容器、15#煤层地层水驱替泵、15#煤层地层水活塞容器、三通、六通阀、3#煤层岩心进口端压力传感器、15#煤层岩心进口端压力传感器构成，具体结构为:甲烷驱替泵经管线连接单向阀门，单向阀连接甲烷活塞容器，甲烷活塞容器经管线与单向阀连接六通阀和3#煤层岩心进口端压力传感器、15#煤层岩心进口端压力传感器后分别与3#煤层、15#煤层岩心夹持模块进口连接;3#煤层地层水驱替泵经管线连接单向阀门，单向阀连接3#煤层地层水活塞容器，3#煤层地层水活塞容器经管线和单向阀连接六通阀和3#煤层岩心夹持模块进口端相连接；15#煤层地层水驱替泵经管线连接单向阀门，单向阀连接15#煤层地层水活塞容器，15#煤层地层水活塞容器经管线和单向阀连接三通后与15#煤层岩心夹持模块进口端相连接。进一步,所述岩心夹持模块还包括:3#煤层岩样夹持器、15#煤层岩样夹持器、钢筒、胶套、底水进水孔、底水水槽、进口端杂质滤网、出口端粉尘过滤器、岩样内部监测压力传感器；两个岩心夹持器结构相同,夹持器中间是一个岩心室,岩心室下端连接底水水槽，底水水槽下部有一个底水孔，底水孔连接胶套，胶套将整个岩心室包裹起来，胶套外部是钢筒，钢筒和胶套之间充满液压油；岩心室前端连接进口端杂质滤网，后端连接出口端粉尘过滤器；岩心室中间分布着岩样内部压力传感器进一步，所述底水模拟模块还包括:3#煤层岩样底水注入泵、15#煤层岩样底水注入栗、3#煤层地层水活塞各器、15#煤层地层水活塞各器、3#煤层底水控制/、通阀、15#煤层底水控制六通阀、3#煤层底水压力传感器、15#煤层底水压力传感器；3#煤层岩样底水注入泵经管线连接3#煤层地层水活塞容器，3#煤层地层水活塞容器连接3#煤层底水控制六通阀，3#煤层底水控制六通阀与3#煤层岩心夹持器的三个底水进水孔、3#煤层底水压力传感器连接；15#煤层岩样底水注入泵经管线连接15#煤层地层水活塞容器，15#煤层地层水活塞容器连接15#煤层底水控制六通阀，15#煤层底水控制六通阀与15#煤层岩心夹持器的三个底水进水孔、15#煤层底水压力传感器连接。进一步，所述围压和回压模块统称为压力控制系统本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种煤层气储层双层合采高温高压排采动态评价系统，其特征在于，所述煤层气储层双层合采高温高压排采动态评价系统包括用于煤层气入口合注出口合采的高温高压排采动态评价仪和入口分注出口合采的高温高压排采动态评价仪；所述入口合注出口合采高温高压排采动态评价仪和入口分注出口合采的高温高压排采动态评价仪分别包括：驱替模块，用于模拟矿场双层合采实际排水采气时，提供岩样饱和、流动驱替动力及模拟3#煤层、15#煤层不同的供液能力；岩心夹持模块，与所述驱替模块连接，用于采用源自3#煤层、15#煤层的真实岩样模拟不同渗透率、不同压力梯度、不同临界解析压力、不同产液面高度对双层合采时排水采气参数的影响，并模拟在既定排采方案下，各个分层压力梯度、产液面、渗透率的变化情况；底水模拟模块，与所述岩心夹持模块连接，用于模拟煤层气气井排水采气过程中，各个煤层底部含水情况；围压和回压模块，与所述岩心夹持模块连接，用于模拟矿场排水采气时储层围岩所受围压变化和矿场排水采气时井底流压及动液面变化情况；抽真空模块，与所述岩心夹持模块连接，用于将岩心夹持模块中岩心抽成真空使得甲烷气体充分和岩样充分接触吸附并用地层水饱和模拟储层底水环境；计量模块，与所述岩心夹持模块连接，用于模拟矿场气井分离计量装置；温控及数据采集模块，用于模拟储层内部实际温度并将岩心夹持模块进、出口压力、岩心不同位置压力分布情况、各个分层不同围压压力、各分层不同回压压力、不同分层内流体流速、压力梯度分布、计量系统得到的产水量、产气量通过传感器及数据采集面板及时自动记录下来。...

【技术特征摘要】
1.一种煤层气储层双层合采高温高压排采动态评价系统，其特征在于，所述煤层气储层双层合采高温高压排采动态评价系统包括用于煤层气入口合注出口合采的高温高压排采动态评价仪和入口分注出口合采的高温高压排采动态评价仪； 所述入口合注出口合采高温高压排采动态评价仪和入口分注出口合采的高温高压排采动态评价仪分别包括: 驱替模块，用于模拟矿场双层合采实际排水采气时，提供岩样饱和、流动驱替动力及模拟3#煤层、15#煤层不同的供液能力； 岩心夹持模块，与所述驱替模块连接，用于采用源自3#煤层、15#煤层的真实岩样模拟不同渗透率、不同压力梯度、不同临界解析压力、不同产液面高度对双层合采时排水采气参数的影响，并模拟在既定排采方案下，各个分层压力梯度、产液面、渗透率的变化情况；底水模拟模块，与所述 岩心夹持模块连接，用于模拟煤层气气井排水采气过程中，各个煤层底部含水情况； 围压和回压模块，与所述岩心夹持模块连接，用于模拟矿场排水采气时储层围岩所受围压变化和矿场排水采气时井底流压及动液面变化情况； 抽真空模块，与所述岩心夹持模块连接，用于将岩心夹持模块中岩心抽成真空使得甲烷气体充分和岩样充分接触吸附并用地层水饱和模拟储层底水环境； 计量模块，与所述岩心夹持模块连接，用于模拟矿场气井分离计量装置； 温控及数据采集模块，用于模拟储层内部实际温度并将岩心夹持模块进、出口压力、岩心不同位置压力分布情况、各个分层不同围压压力、各分层不同回压压力、不同分层内流体流速、压力梯度分布、计量系统得到的产水量、产气量通过传感器及数据采集面板及时自动记录下来。2.如权利要求1所述的煤层气储层双层合采高温高压排采动态评价系统，其特征在于，所述入口合注出口合采高温高压排采动态评价仪设置有一个驱替模块，所述驱替模块主要由甲烷驱替泵、单向阀门、甲烷活塞容器、地层水驱替泵、地层水活塞容器、六通阀、3#煤层岩心进口端压力传感器、15#煤层岩心进口端压力传感器构成，具体结构为: 甲烷驱替泵经管线连接单向阀门，单向阀连接甲烷活塞容器，甲烷活塞容器经管线与单向阀连接六通阀和3#煤层岩心进口端压力传感器、15#煤层岩心进口端压力传感器后与岩心夹持模块进口连接；地层水驱替泵经管线连接单向阀门，单向阀连接地层水活塞容器，地层水活塞容器经管线和单向阀连接六通阀和岩心夹持模块相连接。3.如权利要求1所述的煤层气储层双层合采高温高压排采动态评价系统，其特征在于，所述入口分注出口合采的高温高压排采动态评价仪设置有两个结构相同的驱替模块，所述驱替模块主要由甲烷驱替泵、单向阀门、甲烷活塞容器、3#煤层地层水驱替泵、3#煤层地层水活塞容器、15#煤层地层水驱替泵、15#煤层地层水活塞容器、三通、六通阀、3#煤层岩心进口端压力传感器、15#煤层岩心进口端压力传感器构成，具体结构为: 甲烷驱替泵经管线连接单向阀门，单向阀连接甲烷活塞容器，甲烷活塞容器经管线与单向阀连接六通阀和3#煤层岩心进口端压力传感器、15#煤层岩心进口端压力传感器后分别与3#煤层、15#煤层岩心夹持模块进口连接；3#煤层地层水驱替泵经管线连接单向阀门，单向阀连接3#煤层地层水活塞容器，3#煤层地层水活塞容器经管线和单向阀连接六通阀和3#煤层岩心夹持模块进口端相连接；15#煤层地层水驱替泵经管线连接单向阀门，单向阀连接15#煤层地层水活塞容器，15#煤层地层水活塞容器经管线和单向阀连接三通后与15#煤层岩心夹持模块进口端...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭小龙，王铭伟，杜志敏，贾春生，莫非，刘勇，谭聪，朱苏阳，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：