[发明专利]多应力场下多类型储层中天然气水合物生成与分解监测装置及方法

权利要求书

1.多应力场下多类型储层中天然气水合物生成与分解监测装置，其特征在于：包括

样品合成室:所述样品合成室上开设有可视化视窗，其内放置有模块化的多类型沉积物，并与外部的液体回路与气体回路连接，通过井筒模块与分解模块相连接；

多应力应变控制系统：包括设置于所述合成室轴向或径向的应力加载系统；为所述样品合成室提供多应力场和孔隙压力的气体增压模块、液体增压模块、气液增压模块；所述气体增压模块、液体增压模块、气液增压模块分别通过管路与所述样品合成室连接，还包括用于测量储层应变的应变测量模块，所述应变测量模块安装于所述样品合成室内；

温度控制系统：包括低温水浴组及水浴传输管，通过水浴传输管将所述低温水浴组与所述样品合成室连接，对样品合成室进行多层位的温度控制；

数据采集及监测系统：包括设置于所述样品合成室内的各种物性探头、温度测量模块、压力测量模块、应变测量模块及多物性测量模块组，所述物性探头与多物性测量模块组通过导线连接，所述多物性测量模块组接收并处理所述物性探头采集的信号，所述温度测量模块安装于所述样品合成室内，监测所述样品合成室的温度，所述压力测量模块包括设置于气体回路上的若干个压力传感器，监测整个装置的压力，所述应变测量模块安装于所述样品合成室内，监测所述样品合成室内模块化的多类型沉积物的储层应变。

2.根据权利要求1所述的多应力场下多类型储层中天然气水合物生成与分解监测装置，其特征在于：采用高清图像采集器对所述可视化视窗的光透成像进行采集，所述高清图像采集器为高清摄像系统。

3.根据权利要求1所述的多应力场下多类型储层中天然气水合物生成与分解监测装置，其特征在于：所述模块化的多类型沉积物是通过将不同类型沉积物装入半透膜密封袋而形成。

4.根据权利要求1所述的多应力场下多类型储层中天然气水合物生成与分解监测装置，其特征在于：所述多物性测量模块组包括电阻测量模块、介电常数测量模块、核磁共振成像模块和超声成像模块，分别通过导线与所述样品合成室内对应的物性探头连接。

5.根据权利要求1所述的多应力场下多类型储层中天然气水合物生成与分解监测装置，其特征在于：所述气体增压模块包括气体增压泵和真空泵，所述气体增压泵与所述真空泵接入气体回路中，控制所述水合物生成与分解监测装置的气体压力。

6.根据权利要求1所述的多应力场下多类型储层中天然气水合物生成与分解监测装置，其特征在于：所述液体增压模块包括水泵、平流泵和手动泵，所述水泵、平流泵和手动泵接入液体回路中，控制所述水合物生成与分解监测装置的液体压力。

7.根据权利要求1所述的多应力场下多类型储层中天然气水合物生成与分解监测装置，其特征在于：所述气液增压模块包括缓冲罐和恒速恒压泵，所述缓冲罐与恒速恒压泵均接于气体回路与液体回路的交汇处，控制进入所述样品合成室的流体压力。

8.根据权利要求1所述的多应力场下多类型储层中天然气水合物生成与分解监测装置，其特征在于：所述分解模块包括可视化的气液固分离罐和气体质量流量控制计，所述井筒模块包括垂直井模块、水平井模块、定向井模块中的任意一种，或任意两者或三者的组合。

9.根据权利要求1所述的多应力场下多类型储层中天然气水合物生成与分解监测装置，其特征在于：所述储层包括盖层、产层及底层，所述盖层包括低渗非成岩饱气盖层、低渗非成岩饱水盖层、低渗非成岩气水混合盖层、低渗非成岩含水合物气水盖层、低渗成岩盖层，所述产层包括含水合物沉积物气饱和产层，含水合物沉积物水饱和产层，含水合物沉积物气水混合产层，所述底层包括底水盖层、底气盖层和底水气盖层。

10.一种多应力场下多类型储层中水合物生成与分解监测方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：样品生成和分解:样品合成室通过多应力应变控制系统和温度控制系统对样品合成的温度、应力场和孔隙压力进行控制，多类型沉积物模块按照需求填装样品室，用于合成多种类型的产层、盖层和底层，模拟真实水合物的赋存情况；通过井筒模块模拟多类型储层的水合物分解过程。

步骤二：数据采集及监测：通过温度测量模块、压力测量模块、应变测量模块、电阻测量模块、介电常数测量模块、核磁共振成像模块、光透成像模块、超声成像模块对生成和分解过程进行监测,并采集样品合成和分解过程中的数据和图像。

步骤三：生成与分解特性分析：结合采集的数据，结合物性参数和成像变化，对多应力场下多类型储层中的天然气水生成和分解进行分析，阐释不同应力场和不同储层类型对水合物生成和分解的影响。