[发明专利]用于测量裂缝型界面层间窜流特征的系统及方法

权利要求书

1.一种用于测量裂缝型界面层间窜流特征的系统，包括：

层间窜流模拟装置，其用于对砂岩与煤岩间裂缝型界面的层间窜流过程进行模拟；

数据监测装置，其用于在实施层间窜流实验时对窜流模拟气体分别通入砂岩层内的砂岩样品和煤岩层内的煤岩样品的流量状态进行监测；

数据处理装置，其用于在不同的煤岩层压力设定值、和不同的砂岩层压力设定值的组合条件下实施层间窜流实验，获取相应的砂岩注气和产气流量、以及煤岩注气和产气流量，基于此，得到分别在所述裂缝型界面的砂岩端、煤岩端的界面阻力系数，以表征当前层间窜流特征。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述层间窜流模拟装置包括：

第一岩心夹持器，所述第一夹持器构造有砂岩层入口及砂岩层出口，并且在所述第一岩心夹持器的煤岩接临端面处设置有按照预设结构排列的若干第一裂缝和第一井筒孔；

第二岩心夹持器，所述第二夹持器构造有煤岩层入口及煤岩层出口，并且在所述第二岩心夹持器的砂岩接临端面处设置有按照所述预设结构排列的若干第二裂缝和第二井筒孔；

界面带，其用于利用第一类渗透材料将所述第一岩心夹持器的所述煤岩接临端面与所述第二岩心夹持器的所述砂岩接临端面相连接，使得所述第一裂缝与所述第二裂缝形成为裂缝连通通路、并且所述第一井筒孔与所述第二井筒孔形成为井筒连通通路；

第一围压腔，其构造于所述第一岩心夹持器的外围；

第二围压腔，其构造于所述第二岩心夹持器的外围。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，

所述第一岩心夹持器包括第一模拟井筒、环绕于所述第一模拟井筒的砂岩样品、容纳所述砂岩样品的第一胶桶段、设置于所述砂岩样品的煤岩接临端面的第一垫片及第一端面压头、和设置于所述砂岩样品的非煤岩接临端面的第二垫片及第二端面压头；

所述第二岩心夹持器包括第二模拟井筒、环绕于所述第二模拟井筒的煤岩样品、容纳所述煤岩样品的第二胶桶段、设置于所述煤岩样品的砂岩接临端面的第三垫片及第三端面压头、和设置于所述煤岩样品的非砂岩接临端面的第四垫片及第四端面压头。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，

在所述第一垫片的端面圆心处设置有第一井孔，在所述第一端面压头的端面圆心处设置有第二井孔，其中，所述第一井孔和所述第二井孔形成为所述第一井筒孔；

在所述第三垫片的端面圆心处设置有第三井孔，在所述第三端面压头的端面圆心处设置有第四井孔，其中，所述第三井孔和所述第四井孔形成为所述第二井筒孔。

5.根据权利要求3或4所述的系统，其特征在于，

在所述第一垫片的第一轴线方向上设置有预设数量个所述第一裂缝，并且在所述第一端面压头的所述第一轴线方向上设置有所述预设数量个第一类窜流孔，其中，每条所述第一裂缝的缝宽大于对应位置处的所述第一类窜流孔的直径；

在所述第三垫片的所述第一轴线方向上设置有所述预设数量个所述第二裂缝，并且在所述第三端面压头的所述第一轴线方向上设置有所述预设数量个第二类窜流孔，其中，每条所述第二裂缝的缝宽大于对应位置处的所述第二类窜流孔的直径，所述第一类窜流孔的孔径尺寸与所述第二类窜流孔的孔径尺寸相同，所述第一裂缝的尺寸规格与所述第二裂缝的尺寸规格相同。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的系统，其特征在于，所述数据处理装置按照如下步骤计算所述界面阻力系数：

确定不同的煤岩层入口及出口压力设定值、和不同的砂岩层入口及出口压力设定值的组合条件；

在实施层间窜流实验时，分别获取在指定压力设定值组合条件下对应的包括煤岩渗透率、砂岩渗透率、砂岩注气流量、砂岩产气流量、煤岩注气流量、煤岩产气流量、层间窜流量、以及层间气体窜流速度在内的实验中间结果数据组；

根据相邻两组所述实验中间结果数据组，利用预设的界面阻力算式，计算所述界面阻力系数。