[发明专利]一种煤层气多层合采气水两相渗流实验装置及测试方法

说明书

本发明属于煤层气地质与油气藏工程技术领域，具体涉及一种煤层气多层合采条件下气水两相渗流实验装置，并进一步公开基于该实验装置的测试方法，解决了现有煤层气合采模拟实验装置无法客观模拟地层条件下煤层气多层合采气水两相渗流过程的问题。本发明所述煤层气多层合采气水两相渗流实验装置，包括沿管路中气体流向依次设置的气体注入系统、抽真空系统、模型系统和计量系统。通过本发明所述的实验装置，可以有效模拟真实地层条件下煤层气多层合采的气水两相流动，实现层内渗流、层间窜流与沿程压力变化的实时监测，更符合地层条件和实际生产条件。

技术领域

本发明属于煤层气地质与油气藏工程技术领域，具体涉及一种煤层气多层合采气水两相渗流实验装置，并进一步公开基于该实验装置的测试方法。

背景技术

煤层气俗称“瓦斯”，是指储存在煤层中以甲烷为主要成分、以吸附在煤基质颗粒表面为主、部分游离于煤孔隙中或溶解于煤层水中的烃类气体。煤层气是煤的伴生矿产资源，属非常规天然气，是近一二十年在国际上崛起的洁净、优质能源和化工原料，煤层气的开发利用不仅有助于洁净能源的开发，并且能产生巨大的经济效益。

煤层气高效开采具有安全、环保、能源等多重效应，我国也致力于持续推进煤层气的勘探开发。我国聚煤盆地普遍发育多煤层，并且普遍存在煤层气藏低压、低渗与低含气饱和度的特点，导致煤层气井开发普遍存在单井产量低、经济效益差的情况。如不采取任何增产措施，不仅会使煤层气单井产量较低，而且煤层气开发井也将失去开采的价值。

煤层气多层合采是提高煤层气井单井产量的重要举措，多层合采技术是采用一口井同时打开多个气层进行合采的方式，该方式有助于提高煤层气的单井产量。然而，由于不同煤层间缺乏流体联系，以及发育叠置流体压力系统，导致在多层合采时极易发生层间干扰及储层动用程度不均衡等问题，严重者甚至会发生气体倒灌现象，不仅大大降低了煤层气产能，更严重阻碍了我国煤层气产业化进程。

合采物理模拟是揭示煤层气合采过程中流体传递行为的重要方法，有助于对煤层气合采过程给予一定的理论指导。目前，国内外对煤层气多层合采方面的研究，主要通过基础地质理论研究获得的经验公式或者模型进行；或者，利用COMET3，FastCBM，CBMRS1.0、Eclipse等商业性软件进行数值模拟；又或者，现有技术中已开发出多种有利于模拟煤层气多层合采层间干扰的实验装置。但是，无论是基于理论研究还是利用商业软件进行数值模拟，获得的结果均与实际开采过程相差甚远，很难与现场实践结合。而基于多层合采实验装置进行多层合采模拟的方式，虽然能够在一定程度上对实际开采工作给予一定的理论指导，但是多数已有的煤层气合采模拟实验装置普遍存在着模拟条件与实际地层条件差异明显，导致模拟结果可靠性差的问题；或者，由于无法完成气水两相渗流实验模拟与计量、以及无法模拟和监测可能出现的层间窜流现象的缺陷；或者，虽能够模拟和监测可能出现的层间干扰现象，但无法精确计量气体倒灌时煤层气倒灌的含量，难以指导实际煤层气多层合采等缺陷。这些缺陷均在很大程度上制约了煤层气多层合采评价的科学性，也影响了煤层气多层合采的产量。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于提供一种煤层气多层合采气水两相渗流实验装置，以解决现有技术中煤层气合采模拟实验装置无法客观模拟地层条件下煤层气多层合采气水两相渗流过程尤其解决无法精确计量气体倒灌时煤层气倒灌的含量的问题；

本发明所要解决的第二个技术问题在于提供一种煤层气多层合采气水两相渗流测试方法。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

一方面，本发明公开一种煤层气多层合采气水两相渗流实验装置，包括沿管路中气体流向依次设置的气体注入系统、模型系统和计量系统；

所述气体注入系统包括气源以及气体控压组件，气源用于提供注入岩心实验的介质气体；所述气体控压组件包括气体增压泵，经气源注入的介质气体通过气体增压泵增压至目标压力；