[实用新型]天然气水合物储层水平井开采出砂模拟实验装置

说明书

本实用新型涉及一种天然气水合物储层水平井开采出砂模拟实验装置，包括主体反应系统、供气系统、供液系统、注入系统、观测系统、分离收集系统和温度控制系统，供气系统分别与注入系统和主体反应系统连接，供液系统分别与主体反应系统和注入系统连接，在分离收集系统与主体反应系统的连接管路上设有观测系统，温度控制系统与主体反应系统连接。能够模拟不同生产应力条件下天然气水合物储层水平井开采出砂过程，基于压力变化特征和砾石充填层中渗透率的变化，评价水合物储层水平井开采过程中砾石层的非均匀堵塞及携砂流体性质对堵塞程度的影响，为水合物储层水合物开采过程中挡砂介质的堵塞机理分析及水合物的安全高效开发提供参考。

技术领域

本实用新型涉及天然水合物模拟实验领域，特别是一种天然气水合物储层水平井开采出砂模拟实验装置。

背景技术

天然气水合物因其具有分布广、资源量大和无污染等优点被世界各国视为未来石油和天然气的战略性替代能源。在水合物开采过程中，相态变化和储层强度降低会导致储层出砂，严重制约水合物的高效开发。2007年在加拿大马更歇进行的水合物试采和2013年日本在南海海槽进行的水合物试采表明，储层出砂是困扰天然气水合物长效开采的关键问题。因此，要实现天然气水合物长期稳定的商业开采，必须攻克水合物储层的出砂难题。

在防砂设计及施工过程中，既要考虑充分释放天然气水合物储层的产能，提高产量，又要防止出现砂堵，影响开采进程。为了实现增产目的，通过水平井开发天然气水合物储层成为一个重要手段。水平井的井眼轨迹、防砂控砂筛管结构及挡砂介质性能决定了挡砂效果和增产效果，对于水合物储层水平井砾石充填防砂具有重要意义。然而，如何评价水合物储层水平井砾石充填防砂工艺的防砂效果、优选防砂控砂筛管及挡砂介质，对于防砂工艺成为目前亟待解决的关键问题。

此外，对于天然气水合物开采过程，通过控砂筛管进入井筒的主要为孔隙中的颗粒较小的游离砂还是水合物胶结的颗粒较小的骨架砂，以及它们在井筒中的运移规律仍需要进一步探究。控砂筛管如果能将水合物储层水平井开采过程模拟与砾石充填控砂筛管方式结合并设置辅助观测识别设备，则不仅能实现水合物储层水平井砾石充填防砂条件下开采过程的模拟及出砂特性的定量观测，还能够分析地层中主要的出砂位置及井筒中砂粒运移规律，探究天然气水合物水平井开采过程中地层的出砂规律、砂粒来源及井筒中砂粒运移特性，从而为水平井砾石充填参数及开采方案的设计提供参考。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术存在的上述缺陷，提出了一种天然气水合物储层水平井开采出砂模拟实验装置，能够模拟不同生产应力条件下天然气水合物储层水平井开采出砂过程，基于压力变化特征和砾石充填层中渗透率的变化，分析水合物储层出砂过程中挡砂介质的堵塞特征及应力状态、砾石充填层参数、控砂筛管类型以及携砂流体性质等因素对堵塞特性的影响影响规律，评价水合物储层水平井开采过程中砾石层的非均匀堵塞及携砂流体性质对堵塞程度的影响，可为水合物储层水合物开采过程中挡砂介质的堵塞机理分析及水合物的安全高效开发提供参考。

本实用新型的技术方案是：一种天然气水合物储层水平井开采出砂模拟实验装置，其中，包括主体反应系统、供气系统、供液系统、注入系统、观测系统、分离收集系统和温度控制系统，供气系统分别与注入系统和主体反应系统连接，供液系统分别与主体反应系统和注入系统连接，在分离收集系统与主体反应系统的连接管路上设有观测系统，温度控制系统与主体反应系统连接；