[发明专利]两步法制备天然气水合物岩样的实验装置及方法

摘要

本发明涉及一种两步法制备天然气水合物岩样的实验装置及方法；其技术方案是包括冷库、反应釜、围压泵、供气系统、计算机数据采集系统等，所有实验系统均处在低温冷库中，由冷库自带的温度控制系统调节冷库温度；围压泵输出端与反应釜相连；供气系统的输出端与反应釜相连；气体流量计、温度传感器与计算机采集系统相连，两步法制备天然气水合物岩样的方法，包括：第一步，在岩样中生成水合物，第二步，将甲烷气体压力降低至相平衡压力附近但略高于相平衡压力，使水合物重结晶。利用本发明解决了天然气水合物岩样的制备问题，可获得与实际水合物储层物理力学特性更加接近的水合物岩样，为天然气水合物资源的钻探和开发提供实验支撑。

主权项

1.一种两步法制备天然气水合物岩样的实验装置的使用方法，其特征是具体实验步骤如下：（1）在零度以下低温环境中根据实际地层的矿物组成和水合物饱和度用砂、土和粉末状蒸馏水冰块压制成岩样的骨架；（2）将岩样外侧包裹上岩样隔油套（24）置于反应釜（2）内；（3）打开围压泵（17），使反应釜（2）中充满耐低温流体并施加0.5MPa围压；（4）打开第二截止阀（10）、第三截止阀（13）和真空截断阀（9）对岩样孔隙进行抽真空；（5）打开第一截止阀（5），利用甲烷气瓶（3）对岩样进行供气，增加孔隙压力，同时利用围压泵（17）增加围压，利用与下压头（23）相连的伺服控制系统加轴压，始终保持围压大于气体压力0.5MPa，当压力达到设定值时，维持围压、轴压和气体压力不变；（6）缓慢增加冷库温度至0℃以上，保持围压、轴压和气体压力不变，甲烷与水生成水合物；（7）当气体流量计（6）累计读数不再发生变化时，维持24小时，水合物完全生成；（8）根据水合物相平衡曲线降低气体压力至水合物稳定临界压力以上0.1MPa，保持12小时，使水合物结晶形态由刚生成时的机械胶结变为晶格胶结，含水合物岩样制备完毕。