[发明专利]一种下伏气的天然气水合物储层重塑与降压开采模拟装置及方法

权利要求书

1.一种下伏气的天然气水合物储层重塑与降压开采模拟装置，其特征在于，该下伏气的天然气水合物储层重塑与降压开采模拟装置包括带下伏气藏岩心夹持器(1)、底座(2)、柱塞泵(5)、注气泵(4)、背压阀(6)、气液分离器(7)、质量天平(8)、集气罐(9)、水槽(3)、水浴(10)、电脑(20)、温度传感器(28)和压力传感器；

所述带下伏气藏岩心夹持器(1)包括顶盖(21)、金属套(22)、顶塞(23)、套筒(24)、水合物腔(25)、底塞(26)、底盖(27)、温度传感器(28)、下伏气藏腔(29)、防水透气层(30)、伸缩管(31)、围压和覆压腔(32)和密封圈(33)；带下伏气藏岩心夹持器(1)置于通过水浴(10)控温的水槽(3)内；顶盖(21)、金属套(22)和底盖(27)构成带下伏气藏岩心夹持器(1)的外壳，内部空间即为围压和覆压腔(32)，顶盖(21)和金属套(22)之间设置有密封圈(33)；水合物腔(25)和下伏气藏腔(29)由套筒(24)围成，套筒(24)置于围压和覆压腔(32)内；水合物腔(25)底部通过防水透气层(30)与下伏气藏腔(29)分离，以保证下伏气藏腔(29)和水合物腔(25)之间的气体连通性；水合物腔(25)顶部设有顶塞(23)，并依次连接有背压阀(6)、气液分离器(7)和集气罐(9)；其中，顶塞(23)是可上下移动的，以控制水合物腔(25)的高度；气液分离器(7)放置于质量天平(8)上；下伏气藏腔(29)底部设有底塞(26)，其与注气泵(4)连接；围压和覆压腔(32)顶部与柱塞泵(5)连接；顶塞(23)上连接的是伸缩管(31)，便于实现同时施加围压和覆压；

所述下伏气藏腔(29)、水合物腔(25)和围压和覆压腔(32)都连接有压力传感器；下伏气藏腔(29)底部安装有温度传感器(28)。

2.根据权利要求1所述的下伏气的天然气水合物储层重塑与降压开采模拟装置，其特征在于，所述防水透气层(30)是可拆卸式的，便于更换或清洗。

3.一种下伏气的天然气水合物储层重塑与降压开采模拟方法，其特征在于，该方法基于权利要求1或2所述的下伏气的天然气水合物储层重塑与降压开采模拟装置实现，包括以下步骤：

(1)将沉积物和水混合，然后制成与水合物腔(25)同尺寸的岩心，将岩心放置于水合物腔(25)中；

(2)安装设备并连接管路，水浴(10)控温稳定后检漏；

(3)用柱塞泵(5)向围压和覆压腔(32)注入围压和覆压液体，同时用注气泵(4)向下伏气藏腔(29)注入气体至所需压力以合成含水合物沉积物样品；

(4)完成水合物样品合成后将背压阀(6)设置为开采压力，打开质量天平(8)、背压阀(6)和第三阀门(17)，实现水合物与气藏的降压联采；

(5)利用气液分离器(7)和质量天平(8)获得实时产水量，集气罐(9)收集产出的气体。

4.根据权利要求3所述的下伏气的天然气水合物储层重塑与降压开采模拟方法，其特征在于，步骤(3)和(4)中，在水合物生成和开采过程中要控制围压和覆压始终高于气藏压力。

5.根据权利要求3或4所述的下伏气的天然气水合物储层重塑与降压开采模拟方法，其特征在于，步骤(3)，在生成水合物样品过程中通过注气泵(4)的注气量可推算水合物饱和度。