[实用新型]一种天然气水合物孔隙率及渗透系数测定装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及了一种天然气水合物孔隙率及渗透系数测定装置，尤其涉及一种天然气水合物分解过程中天然气水合物孔隙率及渗透系数测定装置。

背景技术

天然气水合物是由水和天然气在高压和低温条件下形成的类冰的、非化学计量的、笼形结晶化合物。天然气水合物是一种洁净的能源，被誉称为21世纪新能源。其中，甲烷的能源密度（在标准状况下每单位岩石体积中的甲烷体积）很大，是煤和黑色页岩的10倍，天然气的2.5倍。

天然气水合物在自然界广泛分布在大陆、岛屿的斜坡地带、活动和被动大陆边缘的隆起处、极地大陆架以及海洋和一些内陆湖的深水环境。天然气水合物的形成条件：低温，温度一般低于10℃；高压，压力一般高于10MPa；充足的天然气（烃类，以甲烷为主）气体来源；有利的水合物赋存空间。天然气水合物形成的气体来源主要是：存在于深部的有机质受热解作用所产生的气体并向上运移；微生物降解沉积物中有机质而产生的气体；火山作用产生的气体；大气溶解。根据对以上条件的分析和探测，天然气水合物主要分布于高纬度陆地（冻土带)和海底。据统计，90％海域均含有天然气水合物，分布于各大洋边缘海域的陆坡、陆隆以及盆地与部分内陆海，在特殊环境中，则可以在海底表面富集。

从天然气水合物沉积层中采收天然气会使海底沉积层强度降低，增加海床的不稳定性，可能引起地质塌陷，海底滑坡等灾害。如何经济高效，安全的开采天然气水合物，同时又不会引起海底滑坡与沉积层坍塌等地质灾害，需要深入研究水合物沉积物的力学特性，特别是研究水合物储层在开采过程中及开采后孔隙率及渗透率的变化。

发明内容

本实用新型的目的是提出一种天然气水合物孔隙率及渗透系数测定装置，操作简单，能实时、快速、准确的测定天然气水合物分解过程中孔隙率及渗透率的变化，所测得的数据为以后研究天然气水合物开采后海底的稳定性及海底地质灾害的防治等问题提供基础数据。

本实用新型提供的一种天然气水合物孔隙率及渗透系数测定装置它包括由夹持釜上部和夹持釜下部组成的夹持釜、施压活塞 、柔性可缩密封套、进气进水孔、排气排水孔、围压施加孔，其中柔性可缩密封套置于夹持釜内部，夹持釜上部和夹持釜下部插接在一起，并通过密封圈密封，夹持釜、施压活塞和柔性可缩密封套三者中心位于同一条直线；施压活塞中心位置设有进气孔、进水孔；夹持釜上部设置有连通柔性密封套和夹持釜的排气、排水孔；夹持釜底部设置有连通柔性密封套和夹持釜的进气孔、进水口；夹持釜底部设置有连通柔性密封套和夹持釜的排气排水孔；夹持釜底部设置有围压施加孔；围压施加孔、排气排水孔均设置有电磁阀控制其开闭。

本实用新型提供的一种天然气水合物孔隙率及渗透系数测定装置具有以下优点：将天然气水合物三轴试验压力室与天然气水合物反应釜有机的组合在一起，避免了水合物试样在制作、装样过程中的分解，实现了天然气水合物沉积物样品孔隙率和渗透率实时测量，填补了国内水合物沉积物孔隙率和渗透率实时测量设备的空白。

附图说明

图1是本实用新型天然气水合物孔隙率及渗透系数测定装置的示意图。

图2是本实用新型天然气水合物孔隙率及渗透系数测定装置的装置试验组装示意图。

图中各标记如下：1施压活塞承压板、2夹持釜上部、3密封圈、4夹持釜下部、5围压施加孔、6下部进气进水孔、7下部排气排水孔、8柔性可缩密封套、9上部排气排水孔、10活塞、11活塞腔、12上部进气进水孔、13上部进气进水嘴、14上部压力砧、15下部进气进水嘴、16下部压力砧。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进一步详细说明：

一种天然气水合物孔隙率及渗透系数测定装置具体实施步骤如下：

1）、制作具有制定孔隙率的天然气水合物试样。将按照一定孔隙率 制作的天然气水合物丕样套入柔性可缩密封套中（其中丕样的制作方法已在同一发明人的其他专利中详细提到），装入夹持釜中；然后将夹持釜放到试验机压力室内，此时应注意将夹持釜上下进气进水孔与试验机上下压力砧上的孔对正；密封压力室，连接围压施加孔5电磁阀；坯样的上下两个端面通具有一定压差的实验气体，同时，通过控制试样局部温度 使制作好的坯样中的冰粉刚好完全融化，动态的试样局部温度使试样温度维持在；待气体在坯样中充分溶解，调节温度和压力，根据实验要求设置此时的实验条件位于相平衡曲线的水合物稳定存在区域生成水合物，关闭13上部进气进水嘴和15下部进气进水嘴，保持温度压力条件稳定，完成试样的制作；