[实用新型]一种多孔介质中气水合物模拟实验用反应釜

说明书

技术领域

本实用新型属于油气勘探技术领域，特别涉及一种天然气水合物储层的勘探技术，具体为一种多孔介质中气水合物模拟实验用反应釜。

背景技术

天然气水合物是一种具有巨大潜力的能量资源，主要分布于陆地永久冻土带和大陆架边缘的海底沉积物中，其具有分布广、储量大、能量密度高、清洁等特点，对天然气水合物资源的勘探与开发引起了世界各国的广泛重视。

天然气水合物储层是一种特殊类型的储层，目前对其评价主要沿用油气评价理论与方法，即将天然气水合物作为流体来处理。实际上天然气水合物是以固态形式存在，而且其物理化学性质、赋存状态、成藏模式也与油气有较大差异。因此，在借鉴油气评价理论与方法的同时，需要针对天然气水合物的特性探索新的理论、技术和方法，以更有效地对天然气水合物储层进行识别、对水合物的赋存状态和饱和度进行评价，为制定和优化水合物开采方案提供理论和数据支撑。

地球物理测井是对天然气水合物储层进行定量评价的重要手段，利用地球物理测井技术可以在原位高压低温环境下对储层物理性质进行探测，数据可靠性较高，通过测井解释技术进一步可以获得岩石孔隙度、含水合物饱和度、储层厚度等参数，为天然气水合物储层的定量评价提供必要的信息。国内外对天然气水合物资源调查中大都实施了测井作业，由于天然气水合物的电学和声学性质与储层岩石其他组分之间的差异最为显著，目前对水合物饱和度的评价主要基于传统的电阻率测井响应和声波测井响应开展解释工作。如前所述，与油气储层相比天然气水合物储层具有其特殊性，因此在对测井响应进行解释之前需要构建适用于天然气水合物储层的测井解释模型。构建测井解释模型不仅需要建立理论模型，而且需要收集大量的测井数据资料以及岩石物理实验数据对理论模型进行验证和参数优化。

因此，大量地开展针对天然气水合物的岩石物理模拟实验，获取高质量的声学与电学实验测试数据，对于构建天然气水合物储层的声波与电法测井解释模型具有不可替代的重要意义，进而为声波与电法测井技术应用于天然气水合物储层精细评价提供模型基础。除此之外，在针对天然气水合物开展岩石物理模拟实验过程中，深入研究新的声学和电学测试系统和方法也为开发新的测井技术(包括测井仪器和相应的数据解释模型与方法)提供理论基础，同时也为探索天然气水合物生成/分解过程的动力学规律以及多孔介质内各相物质的空间分布状态变化规律提供有效的探测技术手段。

声学和电学测试技术的优点在于：激励信号与测量信号安全无辐射；测试过程为非侵入式，对被测体系干扰小；传感器制作成本较低而且可根据不同的测量需求灵活设计；电信号与声信号(声信号通常也转换为电信号)测量和处理所需的电路性能高、模块化、可靠性强，信号采集速度快；数据分析处理方法灵活多样且易于软件实现。

现有的天然气水合物模拟实验测试系统及测试方法中，所涉及到的声学和电学测试技术绝大多数采取各自独立实施的方式。申请号为2013102252657的专利公布了“天然气水合物沉积物动三轴力学-声学-电学同步测试的实验装置及方法”，但是其测试系统和方法有以下特点：利用了传统的电阻率测试技术，即仅获取了被测介质的电阻信息而忽视了容抗信息；仅使用一对电极作为传感器，测试的空间范围较窄；没有考虑电学传感器与声学传感器在测试空间的复合，导致声学传感器和电学传感器的测试对象(空间测试范围)不完全一致，从而导致两类传感器所获取的信息无法统一，无法对两类传感器的测量数据进行联合(融合)处理。

实用新型内容

本实用新型提供一种多孔介质内天然气水合物模拟实验用反应釜，用于多孔介质内天然气水合物模拟实验测试系统，可实现实验室环境下沉积物中天然气水合物生成分解过程的模拟、声学与电学参数联合测试的实施。利用此反应釜和系统以及对应的测试方法可以高效地开展天然气水合物相关的物理模拟实验，获取蕴含丰富信息的声学和电学测试参数数据，建立准确的天然气水合物饱和度计算模型，从而为探索天然气水合物生成/分解过程的动力学规律以及多孔介质内各相物质的空间分布状态变化规律提供有效的探测技术手段，同时也为开发新的测井技术(包括测井仪器和相应的数据解释模型与方法)提供理论基础。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：本实用新型的多孔介质中气水合物模拟实验用反应釜，同轴双筒结构，内筒同轴置于外筒内，外筒上端设置顶盖用于密封，反应釜底部安装滤网，反应釜内安装若干声学传感器、电学传感器和温度传感器，反应釜顶盖开两个孔，分别安装气体导管和引出传感器的连接导线，气体导管上安装阀门和压力传感器，反应釜底部开两个孔，分别连接气体导管和液体导管。