[实用新型]煤层气直井单相流阶段合理排采速度模拟装置

说明书

煤层气直井单相流阶段合理排采速度模拟装置包括煤样夹持系统、地层压力模拟系统、供液系统、用于模拟排采过程中的压降及对产液量进行测试的排采控制模拟系统、流体压力传播模拟系统和信息采集分析与控制系统，煤样夹持系统与地层压力模拟系统、供液系统、排采控制模拟系统和流体压力传播模拟系统之间分别通过管路连接，地层压力模拟系统、供液系统、排采控制模拟系统和流体压力传播模拟系统分别通过数据线和信息采集分析与控制系统连接。本实用新型能对不同煤储层渗透率、不同应力状态下排采过程合理性进行评价模拟，得出不同煤储层条件下单相流阶段合理的排采工作制度，能够最大化的提高煤层气直井排采效率和其产气量。

技术领域

本实用新型属于煤层气排采技术领域，涉及一种煤层气直井单相流阶段合理排采速度模拟装置。

背景技术

地面煤层气井主要是通过“排水-降压”使煤层气解吸产出的。煤层气直井排采时，随着煤储层中水的产出，煤基质所受的有效应力增加，导致煤层中的裂隙变窄甚至部分发生闭合，宏观表征就是煤层渗透率的下降。随着排采的进行，水压不断由近井筒地带向远远处传播，形成了一定的压力梯度。在未达到气体解吸压力前这段时间的排采称为单相水流阶段。

单相水流阶段排采时，若动液面下降速度太快，近井地带的压力下降过快，压降漏斗相对陡峭，渗透率下降过快，阻力梯度增加过大，进而影响了远端的水向近井地带的流动。若排采速度过慢，排采时间相对延长，无疑增加了排采成本。为了得出不同情况下煤层气直井单相水流阶段合理的排采工作制度，国内煤层气工作者基于渗流力学理论，结合现场实际生产资料，构建了单相水流阶段合理排采工作制度的数学模型，但该模型是一种平均降液速度的数学模型，对整个单相水流阶段的排采具有一定的指导性，但针对单相水流整个阶段如何排采指导具有一定的局限性。一些学者根据现场煤层气井的实际生产资料，提出了应用米产水指数、初始产水速度、典型日产水量等指标来对煤层气井排水阶段动液面合理降速进行约束，更多是基于一种统计学的观点进行的分析，分析结果对指导某一地区具有一定的适用性，但对于其他没有煤层气生产资料的地区，指导意义有限。煤储层压力、临界解吸压力、煤储层渗透率、煤层所受应力、煤层含水性的多少、煤岩力学性质等都对煤层气井排采过程渗透率变化有影响，当这些条件发生变化时，都会对单相流阶段水压传递距离有影响，到底煤层气直井在单相水流阶段什么样的排采速率才是合理的呢，目前现场更多是基于理论分析加经验相结合的方法进行排采，科学性受限，不能对不同煤储层渗透率、不同应力状态下排采过程合理性进行评价模拟，无法得出不同煤储层条件下单相流阶段合理的排采工作制度，不能最大化的提高煤层气直井排采效率和其产气量。

实用新型内容

本实用新型为了解决现有技术中的不足之处，提供了一种煤层气直井单相流阶段合理排采速度模拟装置，能对不同煤储层渗透率、不同应力状态下排采过程合理性进行评价模拟，得出不同煤储层条件下单相流阶段合理的排采工作制度，能够最大化的提高煤层气直井排采效率和其产气量。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：煤层气直井单相流阶段合理排采速度模拟装置包括煤样夹持系统、用于提供煤样在轴向及侧向上的压力的地层压力模拟系统、用于模拟煤层中液体状态的供液系统、用于模拟排采过程中的压降及对产液量进行测试的排采控制模拟系统、用于模拟流体在煤层中的压力传播的流体压力传播模拟系统和用于采集分析数据和控制阀门的信息采集分析与控制系统，煤样夹持系统与地层压力模拟系统、供液系统、排采控制模拟系统和流体压力传播模拟系统之间分别通过管路连接，地层压力模拟系统、供液系统、排采控制模拟系统和流体压力传播模拟系统分别通过数据线和信息采集分析与控制系统连接。

煤样夹持系统包括固定箱体和若干个互相串联连接的煤样罐，固定箱体的前侧壁上沿左右水平方向向内凸出设置有前支撑台，固定箱体的后侧壁上沿左右水平方向向内凸出设置有后支撑台，前支撑台和后支撑台上均沿左右水平方向设有开口朝向内侧的燕尾槽；