[发明专利]煤岩割理压缩系数测试装置、确定方法及系统

说明书

本发明提供了一种煤岩割理压缩系数测试装置、确定方法及系统，装置包括：脉冲发生器，上游气体仓，岩心夹持器，温度控制器，温控箱，下游气体仓，氦气罐以及平流泵；脉冲发生器的出口通过上游气体仓连接到岩心夹持器入口，下游气体仓的一端的出口连接岩心夹持器的出口，下游气体仓的另一端的出口连接出口截止阀，平流泵通过高压管线连接岩心夹持器的外仓，脉冲发生器的出口还通过管线连接到下游气体仓的另一端的出口，岩心夹持器设置于温控箱内，温度控制器与温控箱连接控制温控箱温度，氦气罐通过氦气截止阀连接到脉冲发生器的入口。本发明实现不同条件下煤岩割理压缩系数测试，减少实验测试时间，建立准确的割理压缩系数计算模型，提高测试精度。

技术领域

本发明涉及煤层气开发中煤岩实验分析技术领域，具体的讲是一种煤岩割理压缩系数测试装置、确定方法及系统。

背景技术

随着国内能源结构的升级和环保要求的提高，天然气消费在能源消费中所占比例逐年提高，我国是拥有丰富煤炭资源而天然气资源相对紧缺的国家，煤层气产业能够充分挖掘天然气资源、提高非再生资源利用率，又能够降低煤矿开采过程中瓦斯泄露、瓦斯爆炸等安全事故率，是目前国家大力支持的新兴非常规能源行业。煤岩是具有极强应力敏感性的双重孔隙介质，割理压缩系数是决定应力敏感性强弱的关键因素之一，准确掌握煤岩割理压缩系数对于差异化制定煤层气井排采方案、科学编制煤层气田开发方案都有重要意义。

国内煤层气开发已经有十多年的历史，由于起步晚、开发时间短，煤层气勘探开发基础理论研究方面相对薄弱，特别是在煤岩性质方面的研究不够深入，室内实验是掌握煤岩性质最直接的手段，但由于缺少针对煤岩特点的实验装置和测试方法，没能在煤层气生产开发中发挥应有的指导作用。

现有技术中，没有关于煤岩割理岩石系数的测试标准，现有技术中基于煤岩火柴棍模型建立不同有效围压下煤岩渗透率变化规律与割理压缩系数的数学关系，并提出了割理压缩系数测试方法，现有技术的方法存在以下问题：1、模型中没有考虑煤岩基质弹性变形引起的割理宽度变化，理论模型不够准确；2、该方法采用稳态法测定渗透率随有效围压变化，由于国内部分煤气田的煤层渗透率小于0.1mD(渗透率普遍低于国外2～3个数量级)，因此实验过程中流体达到稳流状态的时间长、流量测量的误差大；3、实验时无法研究正、反向不同流向对煤岩割理压缩系数的影响，人为变动岩心方向难以保证实验条件完全一致，极易增加实验误差；4、无法模拟不同温度对煤岩割理压缩系数的影响。

发明内容

为解决煤岩割理压缩系数测试中存在的问题，缩短割理压缩系数的测试时间，本发明实施例提供了一种煤岩割理压缩系数测试装置，包括：脉冲发生器，上游气体仓，岩心夹持器，温度控制器，温控箱，下游气体仓，氦气罐以及平流泵；其中，

脉冲发生器的出口通过上游气体仓连接到岩心夹持器入口，所述下游气体仓的一端的出口连接岩心夹持器的出口，下游气体仓的另一端的出口连接一出口截止阀，平流泵通过高压管线连接岩心夹持器的外仓，脉冲发生器的出口还通过管线连接到下游气体仓的另一端的出口，所述岩心夹持器设置于温控箱内，温度控制器与温控箱连接控制温控箱温度，氦气罐通过氦气截止阀连接到所述脉冲发生器的入口。

本发明实施例中，煤岩割理压缩系数测试装置还包括：围压传感器、上游压力传感器以及下游压力传感器；

所述的上游压力传感器连接到上游压力仓，所述的下游压力传感器连接到下游压力仓，所述围压传感器设置于平流泵与岩心夹持器的外仓之间。

本发明实施例中，煤岩割理压缩系数测试装置还包括：

脉冲发生器截止阀，设置于所述脉冲发生器与上游气体仓之间；

上游压力截止阀，设置于所述上游气体仓与岩心夹持器的之间；

下游压力截止阀，设置于所述岩心夹持器与下游气体仓之间；

围压截止阀，设所述置于围压传感器与平流泵之间；