[发明专利]低渗煤层酸化增透的核磁共振实验系统及实验方法

说明书

本发明公开了一种低渗煤层酸化增透的核磁共振实验系统，包括设置于低场核磁共振仪内的煤样夹持器，低场核磁共振仪的线圈连接有工控计算机；煤样夹持器通过连接管路连接有高温高压装置，煤样夹持器通过气液总管连接有抽真空装置、吸附气罐装置、气密性检查气罐装置以及酸液混合箱，酸液混合箱内设有搅拌装置；酸液混合箱连接有乙酸注入装置、氢氟酸注入装置和盐酸注入装置；煤样夹持器进口处的气液总管连接有注水装置。本发明中煤样湿度可以调节，三种酸液流量配比可以调节，通过多次试验可以针对特定试验煤样得到实现最佳增透效果的煤样湿度及三种酸液的具体流量配比，为低渗煤层中煤的酸化增透提供最佳方案。

技术领域

本发明涉及低渗煤层增透技术领域。

背景技术

煤是一种孔径结构复杂多样的多孔物质。煤储层中的孔和裂隙为煤层气的富集和运移提供了有力支持，在很大程度上影响了煤层气在煤体中吸附和解吸，是瓦斯抽采消突的基础。

我国煤储层普遍具有低孔低渗的特征，导致煤层气开采难度较大，所以提高煤储层的渗透率的技术极其重要。

现有研究中，煤体的湿度与粉尘防治、降低爆炸风险相关，缺少煤体湿度与增透性能的关联性的研究。申请人通过本发明在业内首次提出，在其他技术条件相同的情况下，煤体湿度的不同也会造成增透性能的不同（因酸液在不同湿度的煤体中的先进速度以及被煤吸收反应的速度也不相同）。因而，有必要提出能够研究控制湿度条件下的煤样增透实验系统和实验方法。

对于煤储层的增透众多学者提出了不同的酸化方法和配比，单一的酸种难以适应我国各地多种多样的煤样的增透需求，难以使各种煤样的增透性能都得到最大化。

为此，本发明提出三种酸混合使用，通过调节不同的酸液比例来适应我国绝大多数低渗煤层中煤样的增透需求，实现增透性能的最大化。三种酸分别为38%（质量百分比）浓度盐酸、40%（质量百分比）浓度氢氟酸、99%（质量百分比）浓度乙酸。

随着技术的不断发展设备的不断更新，低场核磁共振技术已成为研究煤体孔裂隙的主力军。但随着煤矿掘进深度的增加，井下气体瓦斯压力不断增加，传统的低场核磁共振仪已经不能模拟真实的高温高压下的矿井条件，遂需进一步改进。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低渗煤层酸化增透的核磁共振实验系统，能够得到实现最佳增透效果的煤样湿度及三种酸液的具体流量配比，为具体地层中煤的酸化增透提供最佳方案。

为实现上述目的，本发明的低渗煤层酸化增透的核磁共振实验系统包括用于盛装试验煤样的煤样夹持器，

煤样夹持器设置于低场核磁共振仪内，低场核磁共振仪的线圈设置于煤样夹持器处，低场核磁共振仪的线圈连接有工控计算机；

煤样夹持器通过连接管路连接有用于在煤样夹持器内产生围压和高温的高温高压装置，煤样夹持器通过气液总管连接有用于抽真空的抽真空装置、用于瓦斯吸附的吸附气罐装置、用于气密性检查的气密性检查气罐装置以及用于向煤样夹持器中注入酸液的酸液混合箱，酸液混合箱内设有搅拌装置；

酸液混合箱出口处的气液总管上设有酸液总阀门和酸液总流量计；

酸液混合箱连接有用于向煤样夹持器中注入乙酸的乙酸注入装置、用于向煤样夹持器中注入氢氟酸的氢氟酸注入装置以及用于向煤样夹持器中注入盐酸的盐酸注入装置；

煤样夹持器进口处的气液总管上设有第八阀门和第四压力表；第八阀门与煤样夹持器之间的气液总管连接有用于调节煤样湿度的注水装置。

注水装置包括储水罐，储水罐连接有注水管，注水管与气液总管相连接；注水管上设有第一注液泵、第一阀门和第一压力表；第一注液泵为计量泵；

乙酸注入装置包括存储有质量浓度为99%的乙酸的乙酸罐，乙酸罐连接有第二注液泵，第二注液泵连接有乙酸管路，乙酸管路连接酸液混合箱；乙酸管路上设有第二阀门和第二流量计；