[实用新型]一种煤层气生产物理模拟装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种利用仿真手段对煤层气地面垂直井开发过程进行物理模拟的装置，具体指一种煤层气生产物理模拟装置。

背景技术

目前，我国进行煤层气产能预测和评价主要通过两种途径进行，一是生产实验井，一是储层数值模拟。

生产实验井是获得气井真实产能并进行评价的最准确的手段，但是由于生产实验井是一次性的，一口井只能试验一种工作制度，而且一旦工作制度制定不合理，将无法获取真实的产能，因此，利用开发试验井进行产能评价是一种非常昂贵的手段，而且不能尝试多种气井工作制度，获取有效的气井产能；储层数值模拟是最经济的产能预测和评价手段，但是数值模拟的前提是必须有真实生产数据进行历时拟合，构造最符合真实情况的储层模型，其存在的缺点是：(1)对新区块的煤层气产能无法进行评价，既便是有一定的生产试验数据，但这些数据是否具有代表性仍值得考虑；(2)储层模拟具有多解性，同样一套生产数据，可能会通过历史拟合产生不同储层模型，使数值模拟的准确性无法保证。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种煤层气生产物理模拟装置，该装置及模拟方法可通过地面对模拟实验进行分析，进而模拟出地层条件下的储层压力、瓦斯压力、气含量、水气饱和度及围压、井的工作制度、排水采气过程，有效提高煤层气井产能计算的准确度，同时优化气井排采工作制度，降低产能评价的风险和成本，保证煤层气安全高效的开发和利用。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：

一种煤层气生产物理模拟装置，包括若干样品仓、恒温水浴系统、水气计量系统和压力监测系统，压力监测系统接入有计算机，水气配置生产管路上连接有高压气瓶和高压水泵，高压水泵同时还接入围压模拟管路，通过高压气瓶和高压水泵实现煤气层围压条件，其特征在于：样品仓通过水气配置生产管路相互连接一起形成模拟系统，模拟系统周围设置恒温水浴系统，模拟系统的每个样品仓均接入围压模拟管路，围压模拟管路与样品仓端部的水气配置生产管路上设置压力监测系统，模拟系统末端的水气配置生产管路上连接有模拟井口，模拟井口另一端连接水气计量系统。

上述水气配置生产管路上设置有控制样品仓串联、并联的阀门；围压模拟管路上设置有控制高压水泵通断的阀门，模拟井口与高压水泵端头设置有控制模拟井口与高压水泵通断的阀门。

上述压力监测系统为设置在水气配置生产管路上与样品仓连接的压力表和设置在围压模拟管路上的压力表，模拟管路上的压力表还与样品仓连接。

上述样品仓包括一个外筒，外筒内设置有内套，内套前后端设置有压圈，外筒前后端螺纹连接有前端盖和后端盖，前端盖、后端盖和外筒上均设置有连接管，前端盖和后端盖内均设置有密封垫圈。

上述恒温水浴系统包括水浴，水浴连接有温控装置，温控装置还依次连接增压泵和加热器，增压泵和加热器的循环管道深入水浴。

上述水气计量系统包括分离器，分离器一侧设置有气体计量装置，另一侧设置有水计量装置，气体计量装置由一个集水气槽和锥形量瓶组成，锥形量瓶设置在集水气槽内部，锥形量瓶与分离器相连接；水计量装置由一个恒压水槽和量筒组成，量筒设置在恒压水槽内部与分离器相连接。

本实用新型相对于现有技术，具有如下优点和效果：

1、通过若干样品仓串联和并联实现模拟装置的充气、注水和生产三种状态，与样品仓连接的围压模拟管路在系统最大工作压力下不泄漏，使全部样品仓达到实际的煤层气储层的围压条件。

2、在水气配置生产管路末端安装模拟井口，通过模拟井口还可以模拟煤层气生产井产气时的井底压力状态，并且可通过调整阀控制模拟井口处的压力状态。

3、通过设置的压力监测系统能够满足系统最大压力条件，并且安装在水气配置生产管路上，能够实时显示节点压力，可以实现压力数据自动采集和远传到计算机进行处理。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是样品仓结构示意图。

图3是恒温水浴原理图。

图4是计量系统原理图。

图5是注气状态示意图。

图6是注水状态示意图。

图7是生产状态示意图。