[实用新型]一种模拟天然气水合物生成并测量其物性参数的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种测量装置，特别是关于一种模拟天然气水合物生成并测量其物性参数的装置。

背景技术

天然气水合物广泛分布于大陆岛屿的斜坡地带、活动和被动大陆边缘的隆起处、极低大陆架海洋和深水环境中等。每立方米的天然气水合物可储存160～180m³的天然气，被誉为21世纪重要的后续能源。天然气水合物作为一种能源资源，对其的勘探开发受到了世界各国政府和研究机构的高度重视，并且对天然气水合物的研究也成为近年来的研究热点。了解天然气水合物在地层的资源量及其基本分布特征，对天然气资源的勘探开发具有重要的指导意义。由于天然气水合物的资源量与水合物层的面积、储层厚度、孔隙度，以及水合物的饱和度、水合物指数等参数密切相关；并且在自然条件下，天然气水合物因赋存环境的不同，这些参数常受到沉积物的物质组成、有机质丰度、地质结构、地温场、地热梯度、海洋温度压力随深度的变化等诸多因素的影响，因此，目前对天然气水合物资源量的评价方法尚未完善，对其资源量的估算多具有推测性，且估算的差异较大。

模拟天然气水合物的生成并对其生产过程中各项物性参数的测量是天然气水合物勘探开发的一项基础研究，其中对天然气水合物各项物性参数的测量成为有效性研究的关键。在模拟天然气水合物生成的实验中，常用的对天然气水合物各项物性参数进行检测的方法有光学法、声学法和电学法等。但是，目前采用上述方法进行测量的实验装置比较少。其中：美国地质调查局的实验装置GHASTLI探测手段较多，包括超声探测技术，但只能用于岩心样品，不能用于松散的沉积物中；青岛海洋地质研究所的实验装置安装有超声探测技术，并有光通过率的检测系统，但光通过率检测系统不能用于沉积物中水合物的检测；中国石油大学(华东)石工学院的实验装置也装有声速测量，其应用于传感器的电压为1000V，脉冲频率为2MPa，其电压和脉冲频率较高，跟地震测井的脉冲频率差别较大，虽然可以测量沉积物中水合物的声速，但合成的沉积物样品中水合物分布的均匀性未知。

发明内容

针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种模拟天然水合物生成并测量其物性参数的装置，该装置可对松散沉积物中天然气水合物在生成/分解过程中的物性参数变化进行测量，进而为天然气水合物资源的勘探及资源量估算提供准确的物性参数。

为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：一种模拟天然气水合物生成并测量其物性参数的装置，其特征在于：它包括一其内填充实验介质的高压反应釜，所述高压反应釜分别连接一高压天然气配气系统、一温度测量系统、一压力测量系统和一超声波声速测量系统，所述高压反应釜设置于一冷浴槽内，所述冷浴槽连接一制冷压缩机；所述高压反应釜顶部设置有一釜盖，所述釜盖上滑动插设有一手柄滑杆；所述超声波声速测量系统包括分别设置在所述高压反应釜内所述手柄滑杆底部和所述高压反应釜内底部的一超声波探头，两个所述超声波探头分别与一声电换能器连接，其中一所述声电换能器通过导线连接到一超声波信号发射接受仪的发射端，另一个所述声电换能器通过导线连接到所述超声波信号发射接受仪的接收端，所述超声波信号发射接受仪通过导线连接一示波器，所述示波器的输出端通过导线连接一计算机采集系统，所述计算机采集系统内预置有气体水合物声波采集分析模块。

所述高压反应釜的釜壁上部设置有一上进气口，底部设置有一下进气口和一排水口，所述排水口通过一其上设置有截止阀的排水管路连接到所述冷浴槽外部。

所述高压天然气配气系统包括一高压天然气配气瓶，所述高压天然气配气瓶的输出管路依次通过一截止阀和一减压阀并列连接一气体流量计和一六通阀，所述六通阀和所述输出管路之间还设置有一截止阀；所述气体流量计的输出端通过一截止阀连接所述六通阀；所述六通阀有三个输出端，其中一输出端通过一截止阀连接一真空泵，一输出端通过一截止阀连接大气，还有一输出端并列连接两截止阀，其中一所述截止阀的输出端连接到所述高压反应釜的所述上进气口，另一所述截止阀的输出端连接到所述高压反应釜的所述气口。

所述温度测量系统包括设置在所述高压反应釜内壁上的热电偶，所述热电偶的输出端通过一温度传感器连接一温度显示仪。

所述压力测量系统包括设置在所述高压反应釜内顶壁上的压力传感器，所述压力传感器的输出端连接一压力显示仪。