[发明专利]模拟地下煤层气赋存解吸过程的可视化试验装置及方法

说明书

本发明涉及一种模拟地下煤层气赋存解吸过程的可视化试验装置，包括：可视化模拟子系统、注气控制子系统、恒压恒速泵、气水分离计量子系统；可视化模拟子系统用于可视化模拟地下煤层气赋存解吸过程的气水动态变化情况，注气控制子系统对可视化模拟子系统的注气增压与抽真空，恒压恒速泵用于向可视化模拟子系统注水或注外来液体，构建地下水动力场或外来工程流体影响的环境，气水分离计量子系统的气水分离计量装置用于对可视化模拟子系统排出的气水混合流体进行分离计量。本发明设计环境综合反映了地下初始温度场、水动力场以及外来工程流体等对地下煤层气赋存及解吸规律的影响，更为真实地再现了地下煤层排水降压开采过程中气水两相产出变化过程。

技术领域

本发明属于石油工程领域，具体地，涉及一种模拟地下煤层气赋存解吸过程的可视化试验装置及方法。

背景技术

地层条件下，煤层气储层为固—液—气三相耦合体系，其中煤层水充填于煤层割理及基质孔隙中，形成封闭的压力系统，而在承压水作用下煤层气主要以吸附状态赋存在基质孔隙中。此外，煤层初始含水饱和度普遍较高，煤层气开发主要采用排水降压工艺方式，通过排出地层水来促使煤层中的吸附气体解吸运移产出，此外，煤层气井增产改造过程中外来液体的注入是必不可少的，注入液体也会改变煤储层原有的赋存环境条件，从而会对煤岩吸附气体的能力产生影响。

通过检索，授权公告号为CN 102879290B的发明专利公开了一种煤岩解吸附试验方法，该方法可仿真模拟地层下的煤岩颗粒所含吸附气的吸附量及解吸速度；授权公告号为CN103115844B的发明专利公开了一种煤页岩等温吸附/解吸曲线的测定方法，用于测定不同地应力、不同温度等真实地层状态下煤页岩中气体吸附/解吸量及吸附/解吸等温曲线；授权公告号为CN104502224B的发明专利公开了一种饱和水条件下煤岩等温解吸曲线测定装置及方法，可以测定不同地应力、不同温度、饱和可流动水条件下的煤岩解吸等温曲线。

通过技术特征对比，本专利申请与上述公开专利文献具有较大不同，上述公开专利文献公开的装置与方法均无法真实还原初始煤层固—液—气三相耦合体系的承压水地质条件，难以实现煤层排水降压过程中产水、产气特征的直观量化分析。

发明内容

为克服现有实验技术的缺陷，本发明提供一种模拟地下煤层气赋存解吸过程的可视化试验装置及方法，该实验装置操作简单，方法易于实施，可视化再现地下煤储层中气、液赋存过程及排水降压过程中的流体变化规律，为科学指导煤层气现场排采实践提供实验基础。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

模拟地下煤层气赋存解吸过程的可视化试验装置，包括：可视化模拟子系统、注气控制子系统、恒压恒速泵、气水分离计量子系统；其中，可视化模拟子系统用于可视化模拟地下煤层气赋存解吸过程的气水动态变化情况，注气控制子系统对可视化模拟子系统的注气增压与抽真空，恒压恒速泵用于向可视化模拟子系统注水或注外来液体，构建地下水动力场或外来工程流体影响的环境，气水分离计量子系统的气水分离计量装置用于对可视化模拟子系统排出的气水混合流体进行分离计量。

相对于现有技术，本发明具有如下有益效果：

1、模拟地下煤层气赋存解吸过程的可视化试验装置设计环境综合反映了地下初始温度场、水动力场以及外来工程流体等对地下煤层气赋存及解吸规律的影响，可以开展地质或工程影响因素分析试验，更为真实地再现了地下煤层排水降压开采过程中气水两相产出变化过程。

2、模拟地下煤层气赋存解吸过程的可视化试验装置结构简单，数据采集可靠，数据处理科学，试验方法可更真实地反映地下煤层气藏赋存过程及排水降压过程中的流体变化规律，实现了试验过程的可视化监测和定量化计算。

附图说明

图1为模拟地下煤层气赋存解吸过程的可视化试验装置结构示意图；