[发明专利]天然气水合物大尺度实验系统中物性表征装置及方法

权利要求书

1.一种天然气水合物大尺度实验系统中物性表征装置，包括反应釜、水平井管和竖直井管，所述反应釜包括上釜盖、下釜盖和釜体，上釜盖、下釜盖密封闭合在釜体的两端以形成密闭内腔，其特征在于，所述内腔填充有多孔介质和液体，多孔介质和液体用于模拟水合物储层的地质分层结构，还包括旁侧竖直井集成和温压电阻集成，旁侧竖直井集成和温压电阻集成从上釜盖到下釜盖贯穿所述反应釜设置，

所述旁侧竖直井集成和所述温压电阻集成均包括安装管、集成密封头、压帽、电阻率测柱、压力测管和温度测管，所述安装管与所述上釜盖相连，所述集成密封头密封插接在所述安装管的顶端并被所述压帽固定，所述电阻率测柱、所述压力测管和所述温度测管相互平行穿过所述集成密封头并沿所述安装管的轴向延伸，压力测管和温度测管的底端分别对应套设有压力探头和温度探头，所述旁侧竖直井集成还设有所述竖直井管，所述竖直井管与电阻率测柱、压力测管和温度测管平行设置且底部设有井管防砂筛网，所述水平井管以与所述竖直井管垂直方向插入所述反应釜，旁侧竖直井集成和温压电阻集成用于采集温度、压强和电阻率以表征反应釜内的水合物储层的地质分层结构；

还包括流场测量装置，所述流场测量装置包括非中心垂直井压力传感器、非中心垂直井出口阀门、连通器阀门、差压传感器、连通器、中心垂直井出口阀门以及中心垂直井压力传感器；

所述非中心垂直井压力传感器、非中心垂直井出口阀门、差压传感器、连通器阀门的个数和非中心垂直井相同；每一非中心垂直井均设置有非中心垂直井出口管线，每一非中心垂直井出口管线均对应地依次连通安装有非中心垂直井压力传感器、非中心垂直井出口阀门、差压传感器、连通阀门，所有的连通器阀门均汇集连通至连通器；

所述中心垂直井设置有中心垂直井出口管线，中心垂直井出口管线依次连通安装有中心垂直井压力传感器和中心垂直井出口阀门，中心垂直井出口阀门连通至连通器；

所述差压传感器的精度高于中心垂直井压力传感器和非中心垂直井压力传感器的精度，量程小于中心垂直井压力传感器和非中心垂直井压力传感器的量程。

2.根据权利要求1所述的天然气水合物大尺度实验系统中物性表征装置，其特征在于，所述旁侧竖直井集成内设有电阻率测柱架，所述电阻率测柱架的上端固定在所述集成密封头上且所述电阻率测柱架上设有若干沿其轴向布置的电阻率测柱架卡口，所述电阻率测柱架卡口固定所述电阻率测柱。

3.根据权利要求1所述的天然气水合物大尺度实验系统中物性表征装置，其特征在于，所述旁侧竖直井集成和所述温压电阻集成的矩阵阵列为9x9矩阵，矩阵阵列中布置有三排所述旁侧竖直井集成且每排等距布置有三所述旁侧竖直井集成，每两所述旁侧竖直井集成之间等距布置有两所述温压电阻集成。

4.根据权利要求1-3任一所述的天然气水合物大尺度实验系统中物性表征装置，其特征在于，所述旁侧竖直井集成和所述温压电阻集成内均设有五所述电阻率测柱、五所述压力测管和五所述温度测管；矩阵阵列为以反应釜的轴线为中心的900mm×900mm矩形平面，两相邻的集成相距150mm。

5.根据权利要求1-3任一所述的天然气水合物大尺度实验系统中物性表征装置，其特征在于，所述压力测管的表面喷涂绝热绝缘涂层并作表面粗糙化处理，以防止反应釜内气液沿壁串流、热量流失以及对层析成像电阻率测试场的干扰；所述温度测管采用不锈钢管且表面作粗糙化处理，以防止反应釜内气液沿壁串流、热量流失以及温度损失。

6.根据权利要求3所述的天然气水合物大尺度实验系统中物性表征装置，其特征在于，矩阵阵列中位于反应釜中心的竖直井管为中心竖直井管，其余的为非中心竖直井管，中心竖直井管的压力测管的压力传感器为中心垂直井压力传感器，非中心竖直井管的压力测管的压力传感器为非中心垂直井压力传感器。

7.根据权利要求6所述的天然气水合物大尺度实验系统中物性表征装置，其特征在于，所述差压传感器和连通器均设置于反应釜之外。