[发明专利]一种煤层气注入压降测试的室内模拟装置

说明书

技术领域

本发明涉及采油气工程技术领域，尤其是一种煤层气注入压降测试的室内模拟装置。

背景技术

煤层气是一种高效清洁非常规天然气资源，目前国内外积极进行煤层气资源开发以缓解能源危机，并在保护环境的前提下进行能源可持续化发展。我国煤层气大规模商业性开发迫在眉睫。合理高效开发煤层资源，必须依赖于煤层气的动态监测，而煤层气井测试技术是煤层气藏开发方案制定和调整的动态数据的主要来源，堪称为煤层气藏工程师的眼镜。然而由于煤层气属于非常规气藏，因此使得常规油气藏的测试手段很难准确的应用于煤层气藏。注入压降测试是目前煤层气井测试的主要手段之一，但是注入压降测试基本原理是基于常规油气藏的测试理论，对于煤层气这种非常规天然气是否适用以及精度如何，目前并没有严格论证和确切的数据说明。因此本发明建立了一套可以用于注入压降测试机理研究的室内模拟装置，用于对注入压降测试方法的检验和优化。

发明内容

针对现有煤层气测试技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种结构简单、有利于提高注入压降精度和资料评价准确性的煤层气注入压降测试的室内模拟装置。

为实现上述目的，本发明一种煤层气注入压降测试的室内模拟装置，包括煤层模拟装置、注入系统、注入压降的数据测试系统及数据采集系统，注入系统以设定排量在设定时间内向煤层模拟装置中注水，使注入系统的注入井筒和煤层模拟装置中产生高于煤层模拟装置原始压力的压力区，注入停止后使注水压力与煤层模拟装置原始内压逐渐趋于平衡，在注入阶段和压降阶段均采用数据测试系统测量注入井筒中压力随时间的变化，并由数据采集系统进行记录和分析，以得到各阶段煤层模拟装置中的响应参数。

进一步，所述煤层模拟装置包括外壳、设置在外壳内用于模拟气体压缩性的多个空心橡胶球，在外壳的内壁上还设置有用于模拟地层弹性的橡胶弹性体。

进一步，所述注入井筒的顶部通过水管连接注入泵、水箱，在水管上还设置有流量测试仪。

进一步，所述注入压降的数据测试系统包括若干个压力测试传感器，该压力测试传感器设置在所述注入井筒内。

进一步，所述各个压力测试传感器与所述注入井筒中心轴的距离不等，以使得每个所述压力测试传感器测量出不同方位的压力数据。

进一步，所述数据采集系统包括信号经放大器、A/D转换器和计算机。

进一步，所述注入井筒的管壁上设置有卸压孔。

本发明提出煤层气注入压降测试的室内模拟装置，利于更好的实施和认识注入压降测试，认识注入压降测试的机理，有利于提高注入压降的精度和资料评价的准确性。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为若干个压力测试传感器的分布示意图；

图3为测试数据结果图。

具体实施方式

如图1至图3所示，一种煤层气注入压降测试的室内模拟装置，包括煤层模拟装置、注入系统、注入压降的数据测试系统及数据采集系统，煤层模拟装置包括外壳1、设置在外壳1内用于模拟气体压缩性的多个空心橡胶球2，在外壳1的内壁上还设置有用于模拟地层弹性的橡胶弹性体3。注入系统包括注入井筒4、注入泵5、水箱6，注入井筒4的顶部通过水管连接注入泵5、水箱6，在水管上还设置有流量测试仪7。

注入井筒4的内部设置有压力测试段8，在压力测试段8内设置有注入压降的数据测试系统，注入压降的数据测试系统包括若干个压力测试传感器9，各个压力测试传感器9与注入井筒4中心轴的距离不等，以使得每个压力测试传感器9测量出不同方位的压力数据。数据测试系统测量的数据经由数据采集系统进行采集、分析，数据采集系统包括信号经放大器10、A/D转换器11和计算机12。

本发明煤层气注入压降测试的室内模拟装置工作时，先根据需要模拟测试的地区选择与其地层弹性相当的橡胶弹性体3，以提高模拟质量，得到更加准确的数据。设定注入系统的注水排量和时间，控制注入泵5以恒定的排量向注入井筒4中注水，使得注入井筒4和煤层模拟装置中产生高于煤层模拟装置原始内压的压力分布区，注入停止后，空心橡胶球2和橡胶弹性体3将受压而变形，以使得注水压力与煤层模拟装置原始内压逐渐趋于平衡，在注入阶段和压降阶段均采用数据测试系统测量注入井筒4中压力随时间的变化，并由数据采集系统进行记录和分析，以得到各阶段煤层模拟装置中的响应参数。试验完成后可通过注入井筒4的管壁上的有卸压孔13进行卸压。

本发明中通过采用多个空心橡胶球2来模拟气体压缩性，通过采用橡胶弹性体3来模拟地层弹性，能有效、方便的模拟出各个地区的地层及地层中煤层气的情况，并且本发明中通过设置多个压力测试传感器9、各个压力测试传感器9分布在不同的方位，其随时测量注入和压降阶段的数据，以模拟测得各阶段煤层的响应参数，测得的数据通过数据采集系统存储分析，数据经过信号经放大器10、A/D转换器11后存储到计算机12上，经过分析可得到储层参数，以利于实际应用中提高注入压降的数据精度和资料评价的准确性。