[发明专利]煤层生物气成藏过程模拟装置及实验方法

说明书

本发明属于煤层气开发领域，具体涉及一种煤层生物气成藏过程模拟装置及实验方法，该装置包括模拟煤层与菌液相互作用的生物气生成与储存系统，模拟控制煤层埋藏深度的压力控制与监测系统，模拟观测煤储层中产生的甲烷气体量、气体成分和同位素分析、甲烷菌活性测定的菌液循环及生物气检测系统，实现生物气生成与储存系统恒温控制的温度调控系统；所述压力控制与监测系统、温度调控系统、菌液循环及生物气检测系统分别与生物气生成与储存系统连接，压力控制与监测系统以及温度调控系统外接上位计算机。该装置及实验方法可探索生物气生成随着煤层抬升和下降的成藏过程，同时通过对煤层变压、控温、注入菌液，模拟煤层生物气的生成和赋存规律。

技术领域

本发明属于煤层气开发领域，具体涉及一种煤层生物气成藏过程模拟装置及实验方法。

背景技术

煤层气作为赋存在煤储层中以甲烷为主的气体，是一种洁净能源，其中生物成因气在煤层气开发利用中占有很大的比重，受到了越来越多的关注，潜在的经济效益巨大。通过煤层埋深、地温、产甲烷菌群和营养液等条件变化模拟煤层生物气的富集过程，可以揭示煤层生物气的成藏机理，对煤层生物气的资源勘查、评价和开发都有重要指导意义。同时，深入研究煤层生物气成藏过程，能够丰富煤层气富集模式，指导煤层气勘探和开发的最佳靶区优选。

发明内容

本发明提供了一种煤层生物气成藏过程模拟装置及实验方法，该装置及实验方法探索生物气生成随着煤层抬升和下降的成藏过程，同时通过对煤层变压、控温、注入菌液，模拟煤层生物气的生成和赋存规律。

本发明采用如下技术方案：

一种煤层生物气成藏过程模拟装置，包括：

模拟煤层与菌液相互作用的生物气生成与储存系统；

模拟控制煤层埋藏深度的压力控制与监测系统；

模拟观测煤储层中产生的甲烷气体量、气体成分和同位素分析、甲烷菌活性测定的菌 液循环及生物气检测系统；

实现生物气生成与储存系统恒温控制的温度调控系统；

所述压力控制与监测系统、温度调控系统、菌液循环及生物气检测系统分别与生物气 生成与储存系统连接，压力控制与监测系统以及温度调控系统外接上位计算机。

所述的生物气生成与储存系统包括顶部敞口的装样缸以及用于盖封装样缸的复合钢板，所述复合钢板上设有甲烷溢出气孔，气孔处连接有甲烷漏气报警器，压力控制与监测系统与复合钢板连接并对复合钢板产生垂直向下的压力；温度调控系统连接作用于装样缸的外表面；菌液循环及生物气检测系统与装样缸内腔连通。

所述的复合钢板为双层结构，包括下层带孔钢板和上层封盖钢板，带孔钢板上的孔为甲烷溢出气孔，上下两层钢板由若干钢柱平衡支撑。

所述的压力控制与监测系统包括加压钢板、加压油缸、压力控制系统和压力传感器，加压钢板垂直向下紧压复合钢板的封盖钢板，加压钢板由竖向行程的加压油缸驱动，加压油缸与压力控制系统连接，压力传感器与装样缸内腔连接，压力控制系统和压力传感器连接上位计算机。

所述的温度调控系统包括恒温控制箱、保温隔热层和温度控制系统，装样缸设于恒温控制箱内，恒温控制箱与装样缸之间设有保温隔热层，恒温控制箱与温度控制系统连接，温度控制系统连接上位计算机。