[发明专利]模拟深部煤层气开采压力震荡的装置及方法

说明书

本发明公开了一种模拟深部煤层气开采压力震荡模拟装置及方法，该装置包括：箱体，所述箱体底部设有排液管，气源，所述气源通过注气管与所述箱体连接，水源，所述水源通过排水管与所述箱体连接，所述排水管上设有分支管；测量系统，所述测量系统包括压力测量件以及液位计。本发明公开了一种能够模拟煤层气开发过程中煤层压力震荡的装置，该装置结构简单、可靠性较高，利用该装置，可以较好的模拟煤层开采过程中压力震荡对井筒以及地层环境的影响，为煤层的实际开发提供可靠的数据支持；同时本发明提供的模拟方法能够准确地模拟井筒及地层受到的压力震荡。

技术领域

本发明涉及煤层气开发技术领域，特别是一种模拟深部煤层气开采时的压力震荡装置及利用该装置进行煤层压力震荡模拟的方法。

背景技术

煤层气是一种新型的清洁能源，它是煤层本身自生自储式的非常规天然气。我国煤层气资源丰富，是继俄罗斯、加拿大之后的第三大煤层气储藏国。中国的深部煤层气资源量占比最大，埋深在1000m以下的深部煤层气资源量可达22.45×10¹²m³，占总资源量的61.2％。美国Pinsons盆地，加拿大Alberta盆地和澳大利亚Cooper盆地深部煤层气的先导试验开发为我国深部煤层气产业的提供了理论支持。近年来，我国深部煤层气主要勘探试验区在沁水(埋深1100～1300m)、鄂尔多斯东缘(埋深1300～2500m)、滇东黔西、准噶尔(埋深1000～2583m)等地区。其中，鄂尔多斯盆地东北缘上古生界石炭二叠系本溪组、太原组和山西组是我国深部煤层气勘探开发的主要层系。

在深部煤层气的开采中，利用气体在井筒中举升时，其温度压力降低，产生的凝析水下落沉积于井底，当沉积的凝析水达到一定高度时，凝析水液柱高度产生的压力大于煤岩破裂压力，压裂储层，增大气井产量，之后液体从压裂缝向下进入储层，液柱的高度下降，当液柱压力不足以维持煤岩压裂缝的张开，压裂裂缝会瞬间闭合，这时因为压裂裂缝的闭合会在井底产生水击压力，水击压力造成的压力震荡会在井筒内传递，井筒内液体因压力震荡会喷出井筒。整个过程的循环往复可以实现煤层改造，提高气井产量，了解深部煤层气开发过程中的压力震荡情况有助于了解井下工况，同时还能为深部煤层气的的开发提供有力的技术与数据支持。因此，目前急需一种能够模拟深部煤层气开采时产生压力震荡的装置及模拟该过程的方法。

发明内容

为解决现有技术条件的不足，本发明提出一种能够模拟煤层气开发过程中煤层压力震荡的装置。该装置结构简单，易于操作，可靠性较高。

一种煤层气开采压力震荡的模拟装置，包括：

箱体，所述箱体底部设有排液管，

气源，所述气源通过注气管与所述箱体连接，

水源，所述水源通过排水管与所述箱体连接，所述排水管上设有分支管；

测量系统，所述测量系统包括压力测量件以及液位计。

本发明的一种实施方式在于，所述箱体底部设有第一压力测量件，所述箱体顶部设有第二压力测量件。

本发明的一种实施方式在于，所述液位计为超声液位探测器，所述超声波液位探测器设于所述箱体的顶盖上。

本发明的一种实施方式在于，所述气源设有增压装置。

本发明的一种实施方式在于，所述测量系统还包括流量计，所述流量计设于所述分支管上。

本发明的一种实施方式在于，所述排水管主体竖直设置，且所述排水管的高度不小于20m，且所述箱体的内径为所述排水管内径的5-10倍。

本发明的一种实施方式在于，所述注气管连接所述箱体的上部。

本发明的一种实施方式在于，所述模拟装置还包括控制终端，所述控制终端与所述测量系统电连接。