一种多层叠置煤层气藏开采层间干扰机制模拟装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种多层叠置煤层气藏开采层间干扰机制模拟装置，包括：流体流入系统、岩心夹持系统、外部温度控制系统及流体流出计量系统；本实用新型专利技术可以解决以下四方面技术问题：1)模拟不同压力储层合采压力动态变化；2)模拟水饱和度对各煤层气层供气能力影响；3)模拟渗透率对煤层气层供气能力影响；4)分析各煤层气层解吸-扩散-渗流耦合机制对各煤层气层供气能力影响。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

Multilayer interlayer coal bed gas reservoir exploitation interlayer interference mechanism simulation device

The utility model discloses a multi-layer stack of coal seam gas reservoir interlayer interference mechanism simulation device: fluid flow into the system, core clamping system, external temperature control system and flow metering system; the utility model can solve the technical problems of the following four aspects: 1) simulation of different pressure reservoir production dynamic pressure change; 2) simulation of influence of water saturation on the coalbed gas supply capacity; 3) effects of simulated permeability of coal seam gas supply capacity; 4) analysis of the coal seam gas desorption diffusion seepage coupling mechanism of every coal seam gas supply capacity influence.

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种多层叠置煤层气藏开采层间干扰机制模拟装置。
技术介绍
经过近30年努力，中国煤层气产业初步步入规模化生产，在阜新盆地、心水盆地、鄂尔多斯盆地东缘等实现了商业化开采，2011年地面煤层气产量23亿立方米。然而，也存在一些问题，比如沁水盆地、鄂尔多斯盆地东缘均以开发上主煤层为主，开启下主煤层后煤层气井产量一般反倒下降，因此对于不同煤组煤层气合采开采相互干扰机理认识不清。另一方面，寻找接替煤层气开发基地也是煤层气产业稳定发展另一个重要方面，南方多煤层区勘探井发现具有较高煤层气产气能力，然而对于多大30多层煤层气层群如何高效开发煤层气，需要我们查明产层干扰机制。因此，总的来说，多层叠置的煤层气藏开采层间干扰机制研究，对于我们解放深部煤层气资源，需找接替煤层气能源基地意义重大。另一方面，针对目前常规油气领域，很多油田都采用大套合采的方式，然而由于部分地区垂向非均值强、层间矛盾大的生产井不利，亦缺乏有效分析多层合排能量驱动方式及其对生产曲线影响的理论和相应实验方法。现有的技术方案体现在两方面，一是:理论研究获得的经验公式或者模型，如秦勇等(2008，2011，2012)，张士奇等(1996)，鲜波等(2007)，周延军等(2011)。二是，数值模拟分析方法，如傅雪海等(2012)对南方多层煤层气藏合排压力干扰进行了数值分析，，又如一些商业性软件，如ARI公司C0MET3，FastCBM, CBMRS1.0、Eclipse等等，可对多层叠置煤层气藏合采排采可进行模拟，然而这些软件仅将合排看成是单层叠加，尚未能考虑多层之间相互干扰。综上，可以 看出，目前对于多层叠置煤层气藏合层开发干扰机制及数值模拟分析取得了一些成果，然而缺乏相应实验分析装置，对多层干扰机制深刻认识，导致机理研究、数值模拟分析很难于现场实践结合。因此，迫切需要开发一套这样的装置，填补这块研究空白。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足提供一种多层叠置煤层气藏开采层间干扰机制模拟装置。本技术的技术方案如下:一种多层叠置煤层气藏开采层间干扰机制模拟装置，包括:流体流入系统、岩心夹持系统、外部温度控制系统及流体流出计量系统；其中，流体流入系统包括:气瓶⑴、水箱⑵、气体控制阀门(31)、液体控制阀门(32)、增压泵(4)、气压力计(5)、水压力计￠);岩心夹持系统包括:样品室(7)，样品密封胶套(8)，围压系统(9);外部温度控制系统包括:水浴开关(13)，温度调节阀(14)，温度显示器(15)，侧部附加支架(16);岩心夹持器支架(17);水浴开关(13)控制水浴装置，水浴装置用于模拟地下温度条件；流体流出计量系统包括:流出控制阀门(33)，气液分离装置(10)，气体流量计(11)，液体流量计(12)；通过耐腐蚀管线(18)将气瓶(I)、水箱(2)连接，增压泵(4)与气压力计(5)和水压力计(6)连接；岩心夹持系统出口通过耐腐蚀管线(18)与流出控制阀门(33)连接，再连接到气液分离装置(10)，从气液分离装置出口通过管线分别连接到气体流量计(11)和液体流量计(12)。本技术可以解决以下四方面技术问题:1)模拟不同压力储层合采压力动态变化；2)模拟水饱和度对各煤层气层供气能力影响；3)模拟渗透率对煤层气层供气能力影响；4)分析各煤层气层解吸-扩散-渗流耦合机制对各煤层气层供气能力影响。附图说明图1为本技术多层叠置煤层气藏开采层间干扰机制模拟装置结构示意图；I气瓶，2水箱，3控制阀门，4增压泵，5气压力计，6水压力计，7样品室，8样品密封胶套，9围压系统，10气液分离装置，11气体流量计，12液体流量计，13水浴开关，14温度调节阀，15温度显示器，16侧部附加支架，17岩心夹持器支架，18耐腐蚀管线。具体实施方式以下结合具体实施例，对本技术进行详细说明。参考图1，多层叠置煤层气藏开采层间干扰机制模拟装置包括:流体流入系统、岩心夹持系统、外部温度控制系统及流体流出计量系统，其中，流体流入系统包括:气瓶1、水箱2、气体控制阀门31、液体控制阀门32、增压泵4、气压力计5、水压力计6 ;气瓶I中的气体主要以甲烷气体为主，可单独采用CH4,也可根据研究目的配置不同成分气体CH4+N2+C02坐寸ο岩心夹持系统包括:样品室7，样品密封胶套8，围压系统9，样品密封胶套8将需要测试煤样密封好，防止提供围压油进入污染样品，围压系统9模拟煤样在地下受周围的压力，即通过此系统给岩心加围压；外部温度控制系统包括:水浴开关13，温度调节阀14，温度显示器15，侧部附加支架16 ;可单独打开的岩心夹持器支架17 ;水浴开关13控制水浴装置，水浴装置用于模拟地下温度条件。流体流出计量系统包括:流出控制阀门33，气液分离装置10，气体流量计11，液体流量计12 ；实验时先将长圆柱型煤心使用样品密封胶套8密封好，放入样品室7，放入围压系统9，将此安装好的岩心夹持系统放到外部温度控制系统里，将岩心夹持系统放到可单独打开的岩心夹持器支架17，该支架采用两片半圆合页方式，放到合页内之后，将其合上利用上端带螺纹孔用螺纹钉固定，再将岩心夹持系统入口和出口分别通过侧部附加支架16引出耐腐蚀管线将岩心夹持系统固定好；分别使用耐腐蚀管线18将气瓶1、水箱2连接，然后连接两通控制阀门，再从增压泵4通过管线与气压力计5和水压力计6连接，再通过管线连接到岩心夹持系统入口 ；将岩心夹持系统出口通过耐腐蚀管线18与流出控制阀门33连接，再连接到气液分离装置10，从气液分离装置出口通过管线分别连接到气体流量计11和液体流量计12。将样品密封套8封好，装入样品室7内，放入围压系统9，将此放置外部温度系统里，使用支架16和17固定好；进一步使用管线一端连接气瓶I和水箱2，一端连接增压泵4，再从增压泵4弓I出管线连接气压力计5和水压力计6，从两个压力计连出管线接至岩心夹持系统入口，然后从岩心夹持系统出口通过管线与流出控制阀门33连接，流出控制阀门33另一端连接气液分离装置10，从气液分离装置10出口通过管线分别连接到气体流量计11和液体流量计12。根据实验目的，模拟原位地层条件下样品所处的温度、压力等环境，实验主要通过调节增压泵设置气体、水压力，通过外部温度控制系统中打开水浴开关设置温度，并利用岩心夹持系统中围压系统提供围压；根据设置围压，缓慢通过围压系统9增至预设压力值，待稳定后分别打开气体控制阀门31、液体控制阀门32和增压泵4，将气瓶I中气体和水箱2中的水按照预设置的气体压力和水压力通入岩心夹持系统，待到平衡后(> 24小时)，打开流出控制阀门33和气液分离装置10，进行流出气、水的计量，在此过程中须实时记录时间、围压、气和水压力、气和水流量。应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本技术所附权利要求的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多层叠置煤层气藏开采层间干扰机制模拟装置，其特征在于，包括：流体流入系统、岩心夹持系统、外部温度控制系统及流体流出计量系统；其中，流体流入系统包括：气瓶(1)、水箱(2)、气体控制阀门(31)、液体控制阀门(32)、增压泵(4)、气压力计(5)、水压力计(6)；岩心夹持系统包括：样品室(7)，样品密封胶套(8)，围压系统(9)；外部温度控制系统包括：水浴开关(13)，温度调节阀(14)，温度显示器(15)，侧部附加支架(16)；岩心夹持器支架(17)；水浴开关(13)控制水浴装置，水浴装置用于模拟地下温度条件；流体流出计量系统包括：流出控制阀门(33)，气液分离装置(10)，气体流量计(11)，液体流量计(12)；通过耐腐蚀管线(18)将气瓶(1)、水箱(2)连接，增压泵(4)与气压力计(5)和水压力计(6)连接；岩心夹持系统出口通过耐腐蚀管线(18)与流出控制阀门(33)连接，再连接到气液分离装置(10)，从气液分离装置出口通过管线分别连接到气体流量计(11)和液体流量计(12)。

【技术特征摘要】
1.一种多层叠置煤层气藏开采层间干扰机制模拟装置，其特征在于，包括:流体流入系统、岩心夹持系统、外部温度控制系统及流体流出计量系统； 其中，流体流入系统包括:气瓶⑴、水箱⑵、气体控制阀门(31)、液体控制阀门(32)、增压泵(4)、气压力计(5)、水压力计￠);岩心夹持系统包括:样品室(7)，样品密封胶套(8)，围压系统(9);外部温度控制系统包括:水浴开关(13)，温度调节阀(14)，温度显示器(15)，侧部附加支架(16);岩心夹持器支架(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：申建，秦勇，傅雪海，韦重韬，吴财芳，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：实用新型
国别省市：