[发明专利]一种水合物储层井间电学动态监控模拟实验装置

说明书

本发明提供了一种水合物储层井间电学动态监控模拟实验装置，包括水合物电学参数动态监控模块(1)、沉积物物性参数测量模块(2)、孔隙水离子分析模块(3)、水合物合成与分解模块(4)、数据采集与监控模块(5)。本申请通过模拟海域天然气水合物在储层中的形成与开采过程，并以电阻率成像为主要监测手段模拟单监测井、双监测井对储层水合物饱和度的动态实时监控；通过测试实验过程中的温度、压力及孔隙水离子浓度的变化，为建立含水合物储层电学动态监控技术及其影响因素提供实验平台；通过5个一体化的模块来实现动态监测，结构简单，准确率高，对天然气水合物的物性研究提供了指导作用。

技术领域

本发明涉及天然气水合物动态监测实验装置领域，尤其涉及一种水合物储层井间电学动态监控模拟实验装置。

背景技术

天然气水合物(NaturalGasHydrate/GasHydrate)，有机化合物，化学式CH₄·nH₂O。即可燃冰，是分布于深海沉积物或陆域的永久冻土中，由天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状的结晶物质。因其外观像冰一样而且遇火即可燃烧，所以又被称作“可燃冰”(Combustibleice)或者“固体瓦斯”和“汽冰”。其实是一个固态块状物。1立方米“可燃冰”可含164立方米甲烷气和0.8立方米的水。“可燃冰”是天然气的附生产品，应用范围与天然气大致相同，是一种典型的石油替代品。“可燃冰”极易燃烧，在同等条件下，“可燃冰”燃烧产生的能量比煤、石油、天然气要高出数十倍，被誉为“属于未来的超级能源”。天然气水合物的资源密度高，全球分布广泛，具有极高的资源价值，因而成为油气工业界长期研究热点。

目前天然气水合物开采技术仍处于摸索阶段，世界各国对天然气水合物的开发尚未制定出一套成型的标准，室内实验研究的方法仍是天然气水合物开采技术研究的主体，常用的检测天然气水合物的方法有光学方法、声学方法和电学方法等。例如，天然气水合物在纯水中的生成和分解可以根据光通率的变化进行判断，在一定压力下降低温度，水合物大量生成时光通率突然降低，随后慢慢升温，水合物分解时光通率又突然上升。但是为了模拟海洋天然气水合物，需采用水、砂、天然气等混合物，因其不透明，光通率检测方法的效果不明显。其他监测方法，如超声监测方法、时域反射(TDR)技术和成像(CT)技术等，也可以直观、准确、定量观察和计算天然气水合物的生成和分解。

而目前模拟海域天然气水合物在储层中的形成与开采过程中，井周、井间水合物电阻率成像监测模拟实验装备并没有报道。

发明内容

为克服现有技术中存在的模拟井周、井间水合物电阻率成像监测模拟实验装置研发不足的问题，本发明提供了一种水合物储层井间电学动态监控模拟实验装置。

一种水合物储层井间电学动态监控模拟实验装置，包括水合物电学参数动态监控模块(1)、沉积物物性参数测量模块(2)、孔隙水离子分析模块(3)、水合物合成与分解模块(4)、数据采集与监控模块(5)，所述水合物电学参数动态监控模块(1)包括两对二维成像电极系、一套数据采集模块和一套反演与图像处理软件。

在本发明一优选实施例中，所述二维成像电极系由24个环状电极组成，电极中心距10mm；电极高度2mm。

在本发明一优选实施例中，所述数据采集模块的扫描电压为0.1-1V；视电阻范围为0.1-1MΩ，测量精度为0.1％；频率范围为50Hz-100KHz；点扫描速率为500ms/点，电极扫描周期小于10min/次。

在本发明一优选实施例中，所述沉积物物性参数测量模块(2)包括气路系统、分析站、控制程序，所述气路系统包括样品仓、外气室仓、控制阀、压力传感器。

在本发明一优选实施例中，所述沉积物物性参数测量模块(2)的测试精度≤±0.03％，重复性≤±0.01％，测试分辨率≤0.0001g/ml，测试范围大于0.0001g/ml。