[实用新型]一种可视化煤层气逸散模拟装置

说明书

技术领域

本实用新型属于煤层气勘探开发技术领域，具体涉及一种可视化煤层气储层模拟装置，能够实现在实验条件下模拟不同类型的储层，利用形成压差而致使气体逸散的特点，通过气体测量计测量得到考虑逸散过程的煤层气藏采收率，为煤层气生产现场提供技术支撑。

背景技术

煤层气的逸散指煤层气以游离或溶解态从煤层中逸散到围岩的现象。虽然大多数煤层气藏呈欠饱和吸附状态，煤层中没有游离气，但煤岩的生烃量远大于其保存量，大部分煤层气发生了逸散。而煤矿开采过程中发现，原本不含气的围岩在采煤过程中出现了一定的含气现象。由于煤层本身并不具备游离气的圈闭条件，煤层气在开采过程中同样会发生逸散。

目前煤层气采收率计算方法中等温吸附曲线法倾向于研究气体的解吸特征，没有考虑煤层的地质及工程因素，物质平衡及数值模拟等方法可以较好地计算采收率，但所需的数据量大且难以系统分析采收率的影响因素。因此，亟须提出一些新的相对完善的煤层气采收率计算方法，用于分析不同阶段煤层气采收率的主要影响因素。

而煤层气在成藏的过程中，煤层的裂缝系统中都不能保存游离气，那在初始状态游离气比例低的煤层，降压解吸的开采过程中就有可能发生煤层气的逸散。开采过程中煤层气的逸散会影响煤层气采收率，目前对煤层气逸散的研究甚少。

实用新型内容

为了研究开采过程中煤层气的逸散对采收率的影响，分析煤层气逸散的影响因素，本实用新型提供了一种可视化煤层气逸散模拟装置，该装置通过测量实验过程中测试气的产量，可以得到逸散过程中的煤层气采收率的变化情况，为煤层气生产现场提供技术支撑。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种可视化煤层气储层模拟装置，包括煤层气储层模拟装置、煤层气源模拟装置和井筒模拟装置；所述的煤层气储层模拟装置包括一个透明的长方体玻璃箱，玻璃箱内从下到上依次设置有细砂饱和水层、中砂饱和水层、细砂不饱和水层和橡胶挡板层；细砂饱和水层模拟煤层，中砂饱和水层模拟煤层顶板，橡胶挡板层模拟致密气盖层，能起到良好的封隔作用。

所述的煤层气源模拟装置包括两个气瓶，两个气瓶分别通过管线连接到细砂饱和水层和细砂不饱和水层；进入到细砂饱和水层的气体模拟煤层气，进入到细砂不饱和水层的气体模拟致密气。

所述的井筒模拟装置设置于玻璃箱内部的一侧，煤层气储层模拟装置和井筒模拟装置紧密相接，井筒模拟装置均与细砂饱和水层、中砂饱和水层、细砂不饱和水层连通；井筒模拟装置内部设置有抽水泵，抽水泵的出水口通过管道连接水表；井筒模拟装置顶端通过管道连接气体测量计。抽水泵用于排水，水表用于计量水量的大小，气体测量计用于测量气体的体积。

优选的，所述的细砂饱和水层和细砂不饱和水层内部的管线均采用的是静脉注射管，静脉注射管上的出气口均设置有单向阀；采用静脉注射管，当外界压力下降时，气体可以从管中流出来，模拟解吸过程；采用气瓶与装有单向阀的管线连接，可控制气体的流动方向。

该装置的使用方法为：向井筒模拟装置内加入水，直至水到达橡胶挡板层与细砂不饱和水层的分隔线；打开两个气瓶，气体分别进入细砂饱和水层和细砂不饱和水层；打开气瓶的同时启动抽水泵开始向外抽水，观察玻璃箱内气体的流动情况，通过水表记录抽出水量；水位下降，细砂饱和水层、中砂饱和水层、细砂不饱和水层的压力下降，气体以不同路径扩散，最后进入井筒模拟装置，通过气体测量计测量得到考虑逸散过程的煤层气藏的采收率。

本实用新型提供的可视化煤层气逸散模拟装置，用不同粒度的砂模拟不同类型的储层，且用橡胶挡板模拟盖层，能起到良好的封隔作用。煤层气储层模拟装置中的设计可以确保实验时测试气流入井筒。气源模拟装置中进入到细砂饱和水层和细砂不饱和水层的气体，在抽水时形成的压差作用下以不同的路径向外扩散，模拟煤层气的解吸及逸散过程。煤层气与致密气进入井筒模拟装置，通过气体测量计测量得到测试气的产量，根据气体的产量数据可以分析煤层气的逸散对采收率的影响，根据水表得到抽出水量的大小可以分析煤层气逸散的影响因素。整套装置采用玻璃箱作为限制条件，实验时可以观察煤层气的逸散过程。

本实用新型所述的可视化煤层气逸散模拟装置需要满足以下几个条件：

（1）能够模拟煤层气开采现场地下不同类型的储层及储层含流体的情况；

（2）能够控制储层压力，形成压差，释放气体，模拟煤层气解吸过程；

（3）能够观察煤层气的逸散过程；

（4）能够实时记录压力下降的程度，即抽出水量的大小；

（5）能够自动实时计量考虑逸散过程的煤层气采收率。