[发明专利]一种模拟水合物开采过程中储层参数多维监测装置

说明书

本发明公开了一种模拟水合物开采过程中储层参数多维监测装置，属于天然气水合物领域，包括反应釜、监测系统、供气系统、控温系统和数据采集系统；本发明一种模拟水合物开采过程中储层参数多维监测装置，可以监测水合物分解时三维空间储层参数变化，即利用实验装置对水合物开采过程的随机特性进行模拟研究，以得到开采点及周围区域的热导率、温度、压力、电阻率、孔隙度、含水合物饱和度变化情况。通过统计分析和空间相关性分析之后得到反映全研究区的三维的参数(热导率、温度、压力、电阻率、孔隙度、含天然气水合物饱和度)的分布情况，为天然气水合物资源勘探和开采提供必要的参数和依据。

技术领域

本发明属于天然气水合物领域，具体涉及一种模拟水合物开采过程中储层参数多维监测装置。

背景技术

天然气水合物是由水和一些相对较小的气体分子(如甲烷气体、二氧化碳等)在理想的温度和压强下结合而成的非计量晶状固体物质。据估计全球天然气水合物中有机碳的含量是现今己探明的化石能源中碳含量的两倍，而且燃烧后几乎不产生任何污染环境的物质。因此，高效、安全地对其进行商业开采已成为热点。自然界发现的水合物大部分存在于海底未固结的松散沉积物中，水合物开采过程的实质就是使水合物分解产生天然气，相应的储层温度、压力、孔隙度和渗透率都会发生变化，因而会有可能引发一系列的地质问题。

松散沉积物中水合物的生成与分解过程的研究有利于揭示沉积物中水合物形成机理、水合物与沉积物颗粒间接触机制。研究分析水合物分解(开采)过程中开采点及其周围区域的热导率、温度、压力、电阻率、孔隙度、含水合物饱和度变化情况，对水合物的进一步勘探和开采有重要意义。在现阶段的研究中，一直都是针对水合物进行一维方向上的热导率、温度、压力、电阻率、孔隙度、含水合物饱和度的测量，但是一维方向并不能反映在水合物开采过程中开采点整个区域的状态变化，因此无法预测水合物在开采过程中周围储层参数的变化，也就无法为天然气水合物的大规模勘探和开采提供必要的参数和依据。

发明内容

针对现有技术中存在的上述技术问题，本发明提出了一种模拟水合物开采过程中储层参数多维监测装置，设计合理，克服了现有技术的不足，具有良好的效果。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种模拟水合物开采过程中储层参数多维监测装置，包括反应釜、监测系统、供气系统、控温系统和数据采集系统；

反应釜的表面均匀分布有26根毛细管路，其与反应釜的腔体内部相通；反应釜的顶端设置有直通管，其上部伸出反应釜外一段长度，连接有第一压力表；其内部中空，用于流经气体或液体；其底端深入反应釜的内部至腔体中心处；直通管连接有平流泵，平流泵连接有液体容器；

监测系统，包括27套热—TDR探针、27套温度传感器、27套压力传感器和27套电阻率测量单元；其中，在反应釜的腔体中心处安装1套热—TDR探针、1套温度传感器、1套压力传感器和1套电阻率测量单元；其余26套热—TDR探针、温度传感器、压力传感器和电阻率测量单元分别安装在26根毛细管路的末端中心轴线处；即总共有27个监测点，对每一根毛细管路按照自上而下，由左向右进行编号，编号为Mi，其中i＝1,2,...,26，反应釜中心检测点标号为C；

供气系统，被配置为用于为水合物形成提供稳定的可计量的气源，包括甲烷气瓶、稳压阀、第二压力表和单向阀，甲烷气瓶、稳压阀、第二压力表、单向阀通过管路依次连接，单向阀通过管路分别连接至第一压力表和平流泵；

控温系统，包括步入式自动控温箱，反应釜通过反应釜支架置于步入式自动控温箱中；第一压力表、热—TDR探针、直通管、毛细管路、电阻率测量单元和毛细管路都置于步入式自动控温箱中；