[实用新型]一种水锁伤害物理模拟装置

说明书

本实用新型提供一种水锁伤害物理模拟装置，涉及煤层气开发技术领域。该方法应用于储层伤害模拟系统，包括地质环境模拟及控制系统、压裂液注入系统和煤层气排采系统，地质环境模拟及控制系统包括夹持器，压裂液注入系统包括第一煤层气注入系统和压裂液注入子系统，煤层气排采系统包括第二煤层气注入系统；该方法包括通过第一煤层气注入系统和第二煤层气注入系统向夹持器注气，模拟压裂液侵入前的煤层气产出渗透率；再模拟压裂液侵入储层过程；再通过第一煤层气注入系统向夹持器注气，模拟压裂液返排过程。该方法用以解决现有的水锁伤害模拟方法由于难以体现和反映压裂液侵入‑返排这一实际煤层气排采过程导致的模拟不准确的问题。

技术领域

本实用新型涉及煤层气开发技术领域，具体而言，涉及一种水锁伤害物理模拟装置。

背景技术

随着当前国际和国内经济的高速发展，能源日渐短缺，环境压力较大且煤矿安全生产的形势严峻，煤层气作为一种清洁能源，具有很大的利用价值，其开采工艺和技术也日渐成熟。近年来，很多国家采用了不同的开采技术对煤层气进行开采，取得了显著成效。

压裂及排采过程中侵入的外来液部分为不可移动相，导致储层含水饱和度增大、气相渗透率降低，进而导致煤储层产生水锁伤害。煤储层普遍具有亲水性，且孔喉为大小不等、形状各异且彼此曲折的毛细管纳米孔隙，具备极强的水锁潜势。

目前的水锁伤害及评价方法一般采用室内实验测试方法，但现有测试方法通常未考虑实际煤层气开发过程中压裂液侵入及返排这一过程，而是直接建立饱和柱状煤样以气驱进行水锁伤害模拟，但不同含水饱和度下表征的水锁伤害难以体现和反映压裂液侵入-返排这一实际煤层气排采过程，因此存在模拟不准确的问题。

实用新型内容

基于上述问题，本实用新型提供一种水锁伤害物理模拟装置，用以解决现有的水锁伤害模拟装置由于难以体现和反映压裂液侵入-返排这一实际煤层气排采过程导致的模拟不准确的问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下的技术方案：

一种水锁伤害物理模拟装置，包括储层伤害模拟系统，储层伤害模拟系统包括：地质环境模拟及控制系统、压裂液注入系统和煤层气排采系统；地质环境模拟及控制系统包括用于放置样品的夹持器；

地质环境模拟及控制系统，用于模拟储层所处的目标地质环境状态；

压裂液注入系统包括第一煤层气注入系统和压裂液注入子系统，所述第一煤层气注入系统和压裂液注入子系统均连接所述夹持器的第一端，煤层气排采系统包括第二煤层气注入系统，所述煤层气排采系统连接所述夹持器的第二端；第一煤层气注入系统用于模拟储层在人工裂缝一侧的压力状态，第二煤层气注入系统用于模拟储层在储层基质一侧的压力状态；在夹持器已处于目标地质环境状态后，第一煤层气注入系统和第二煤层气注入系统用于向夹持器注气，以模拟压裂液侵入前的煤层气状态，以获取压裂液侵入前的第一气相渗透率；

压裂液注入子系统向所述夹持器内注入压裂液，用于模拟压裂液侵入储层过程；

第一煤层气注入系统用于向夹持器内注气，以模拟在压裂液侵入后的压裂液返排过程，以获取压裂液返排过程中的第二气相渗透率，第一气相渗透率和第二气相渗透率用于确定气相渗透伤害率，气相渗透伤害率用于评价水锁伤害对气相渗透率的伤害程度。

在上述实现过程中，地质环境模拟及控制系统用于模拟储层所在的地质环境状态如地层温度和地层压力，此外，实际开采过程中，储层的一侧为人工裂缝的壁面，另一侧为储层基质，在此基础上，分别通过第一煤层气注入系统和第二煤层气注入系统分别向夹持器的两端注气；第一煤层气注入系统用于模拟储层在人工裂缝一侧的压力状态，第二煤层气注入系统用于模拟储层在储层基质一侧的压力状态；通过注气压力来模拟储层两端所承受的不同的压力，从而模拟了储层原位地质条件和压裂液侵入前的煤层气产出渗透率，为模拟实际开采过程中的压裂液侵入-返排过程奠定了基础；