[发明专利]煤样渗透率计算模拟试验装置及其试验方法

说明书

煤样渗透率计算模拟试验装置，包括试验台、加热模块、风干模块、切片模块、维压裂缝测试模块和维压渗透模块，试验台的上表面固定连接有台面框架，加热模块固定安装在试验台的上表面且位于台面框架内，试验台的上表面放置有呈长方体结构的煤样块，加热模块设置在煤样块的前后两侧，风干模块设置在试验台的上表面且位于台面框架左侧，风干模块朝向加热模块和煤样块吹风，切片模块安装在台面框架内上部且位于煤样块的正上方，维压裂缝测试模块安装在台面框架的右侧，维压渗透模块安装在台面框架的上侧。本发明设计科学，结构合理，通过模拟的方式研究加热风干条件下煤样块的内部裂缝情况，可以经济有效地探索不同高度的煤储层的裂缝变化规律。

技术领域

本发明涉及煤层渗透测试技术领域，具体的说，涉及一种煤样渗透率计算模拟试验装置及其试验方法。

背景技术

作为一种清洁能源，煤层气的开发利用既有利于解决煤矿安全问题，也有利于保障我国天然气供应、减少温室气体的排放。我国煤层气资源丰富，但迄今为止煤层气的勘探开发效果并不理想，煤储层较低的渗透率成为制约煤层气产出的重要因素。

煤层气开发过程中通常采用压裂的方式对煤储层进行改造，然而传统的压裂除了会造成水污染且可能诱发地震，更重要的，对于低煤阶等质地较软的煤储层，压裂对储层的改造效果较差。在加热煤岩的过程中我们发现，煤基质中易产生大量的微裂缝，尤其是低煤阶储层，随着加热大量水分脱除，储层收缩明显，从而产生大量的裂缝，储层渗透率得到显著改善。由于通过加热的方式改善煤储层目前尚缺少有效的探索，在井下进行实施实验不仅成本高且难以观察裂缝的扩展规律。

为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。

发明内容

本发明的目的是提供一种煤样渗透率计算模拟试验装置及其试验方法，本发明设计科学，结构合理，通过模拟的方式研究加热风干条件下煤样块的内部裂缝情况，通过施加不同的维压压力模拟不同高度的煤储层，可以经济有效地探索不同高度的煤储层的裂缝变化规律，为煤储层的改造提供一种直观、可定量的研究方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

煤样渗透率计算模拟试验装置，包括试验台、加热模块、风干模块、切片模块、维压裂缝测试模块和维压渗透模块，试验台的上表面固定连接有台面框架，加热模块固定安装在试验台的上表面且位于台面框架内，试验台的上表面放置有呈长方体结构的煤样块，加热模块设置在煤样块的前后两侧，风干模块设置在试验台的上表面且位于台面框架左侧，风干模块朝向加热模块和煤样块吹风，切片模块安装在台面框架内上部且位于煤样块的正上方，维压裂缝测试模块安装在台面框架的右侧，维压渗透模块安装在台面框架的上侧。

台面框架包括四根第一竖向支撑梁，四根第一竖向支撑梁的下端固定连接在试验台的上表面左侧部，左侧的两根第一竖向支撑梁的上端之间和右侧的两根第一竖向支撑梁的上端之间均固定连接有一块沿前后方向水平设置的第一连接板，两块第一连接板之间固定连接有一块沿左右方向水平设置的第一横向支板。

加热模块包括三排结构相同的加热组件，其中两排加热组件前后对称且沿左右方向竖向设置，另一排加热组件沿前后方向竖向设置且位于前后两排加热组件的左侧，煤样块位于三排加热组件所围成C型栅栏框的中间，每排加热组件均包括若干根加热电阻棒，各根加热电阻棒均竖向间隔固定安装在试验台的上表面上；

风干模块包括三个第一鼓风机，三个第一鼓风机沿前后方向排列固定安装在试验台的左侧部，前侧的第一鼓风机自左前向右后朝向前侧的各根加热电阻棒鼓风，中间的第一鼓风机自左向右朝向煤样块的左侧面鼓风，后侧的第一鼓风机自左后向右前朝向后侧的各根加热电阻棒鼓风。