[发明专利]一种煤层气分段压裂水平井产能模拟测试装置及方法

说明书

本发明公开了一种煤层气分段压裂水平井产能模拟测试装置，包括承载台、动力加载机构、煤储层模拟机构、气体回收机构及数据采集装置，承载台包括承载机架、作业台及操控台，煤储层模拟机构与作业台连接，动力加载机构、气体回收机构及数据采集装置均与承载机架连接，并分别与煤储层模拟机构相互连接。其具体测试方法包括设备组装，设备预制，仿真模拟及数据汇总等四个步骤。本发明可有效对不同地质结构进行仿真模拟，从而有效实现精确计量压裂作业后产气量试验精度，同时还可有效提高检测试验作业的工作效率；从而为相似煤储层条件实际下产能预测提供相对精确的参考依据，可有效的提高煤层气开采矿区设计、开采工艺及开采活动精确性和可靠性。

技术领域

本发明涉及一种煤层气分段压裂水平井产能模拟测试装置及方法，属煤层气开采技术。

背景技术

直井和水平井是目前我国地面开发煤层气的两种主要井型。水平井具有卸压面积大、产气量高、能缩短产气时间、且工艺技术相对比较成熟等特点，这一特点决定在煤层气勘探开发程度较高的地区，其应用越来越广泛。而我国煤储层渗透性普遍较低，煤层埋深600米以浅且煤储层渗透率高于0.5mD的原生结构煤、碎裂煤发育区，煤层气多分支水平井技术得到较好的推广应用。但随着煤层气开发深度的增加，煤储层渗透率低于0.5mD时，多分支水平井井筒容易坍塌、后期维护困难、产气量更多依赖煤层本身渗透率的缺点完全暴露，投入/产出比较小，应用面越来越窄。分段压裂水平井因其钻井工艺相对简单、对煤层的适应性强、且分段压裂工具及工艺不复杂、供气范围广等特点，越来越引起了人们的重视。

除了受煤储层地质条件影响外，是否具有较大经济效益是决定其分段压裂水平井能否得到较大范围推广的重要因素，而准确预测煤层气分段压裂水平井的产能是较客观对其经济效益评价的基础。采用Comet 3.0、Eclipse、CoalGas、CMG等产能模拟软件进行模拟是目前最常用的产能预测方法。这些软件都是由国外的公司基于外国的煤储层地质条件开发的，主要是美国、澳大利亚等国。而美国、澳大利亚等国家的煤储层地质条件与我国煤储层地质条件存在较大差异，储层渗透率是影响煤层气井产能的重要参数，而美国、澳大利亚等国家煤储层渗透率一般是几毫达西甚至上百毫达西，而我国煤储层渗透率普遍小于1毫达西，数量级存在明显差异，导致我国煤层气科技工作者应用这些软件时，更多是基于现场历史产气数据进行的生产动态拟合，调整参数来进行产能预测，主观性较大，不能准确的反映客观事实。一些研究者通过构建产能数学模型来对煤层气井的产能进行预测，分段压裂段数、煤储层非均质性等差异可能导致其预测结果与实际存在一定的出入。

因此，亟需研制一种装置及相应的检测方法，能针对不同的分段压裂段数、煤储层组合等，模拟储层的各种条件，进行储层条件变化及分段压裂段数变化，对各段的产能进行测试，以便较准确测试出不同储层条件、分段压裂段数等条件下煤层气分段压裂井的产能，进而为煤层气水平井工艺实施提供决策依据。

发明内容

本发明目的就在于克服上述不足，提供一种煤层气分段压裂水平井产能模拟测试装置及方法。

为实现上述目的，本发明是通过以下技术方案来实现：

一种煤层气分段压裂水平井产能模拟测试装置，包括承载台、动力加载机构、煤储层模拟机构、气体回收机构及数据采集装置，其中承载台包括承载机架、作业台及操控台，其中承载机架为轴线与水平面垂直分布的框架结构，其上端面与作业台连接并同轴分布，侧表面与至少一个操控台相互连接，煤储层模拟机构通过至少三个定位夹具与作业台连接，其轴线与水平面平行分布，动力加载机构、气体回收机构及数据采集装置均与承载机架连接，并分别与煤储层模拟机构相互连接，且动力加载机构、气体回收机构间通过煤储层模拟机构连通，数据采集装置另设至少一个操控界面，且操控界面均与操控台上端面连接，且动力加载机构、煤储层模拟机构、气体回收机构均与数据采集装置电气连接。