[发明专利]煤层气降压排采模拟实验装置和方法

说明书

本申请公开了一种煤层气降压排采模拟实验装置和方法，属于油气开发技术领域。该装置包括高压气瓶、岩心夹持器、回压阀、气液分离器、精密控制泵、多个压力计和数据采集系统。在实验过程中，通过高压气瓶向岩心夹持器注入高压甲烷，岩心夹持器内的煤岩心开始吸附甲烷，吸附饱和后，通过精密控制泵控制回压阀的压力以不同速度均匀下降，进而使煤岩心的压力下降，甲烷解吸产出，进入气液分离器，该装置能够模拟煤层气在压力以不同速度均匀下降时的压降情况和产气情况，且通过数据采集系统记录实验过程中产气量、压力随时间的变化，能够分析煤层气排采时的压力降规律和解吸产出规律，从而为实际煤层气生产提供理论依据和技术支撑。

技术领域

本申请涉及油气开发技术领域，特别涉及一种煤层气降压排采模拟实验装置和方法。

背景技术

近年来，煤层气等非常规油气资源潜力巨大，受到国内外的广泛重视，成为全球油气勘探的热点。由于煤层气是非常规天然气，其产出机理与常规天然气有较大的差别，煤层气主要经过三个排采阶段，分别是流体压力降至临界解吸压力之前的地层水单相流阶段、吸附气发生解吸作用后的气-水两相流阶段和地层水排出后的气相单相流阶段。为便于了解煤储层中煤层气的产出过程，通常会进行煤层气排采的模拟实验。

目前，在进行煤层气排采的模拟实验时，通常是基于煤层气物理模拟装置，控制该煤层气物理模拟装置的温度和压力，使该煤层气物理模拟装置内的煤岩心处于接近煤储层的温度、压力的条件下，进而模拟煤储层温度或煤储层压力下的煤层气的产气过程。

然而，上述过程仅基于温度和压力的实验条件来进行模拟实验，模拟实验的内容较单一。

发明内容

本申请实施例提供了一种煤层气降压排采模拟实验装置，能够模拟煤层气以不同速度均匀降压排采时的压降情况和解吸产气情况。该技术方案如下：

一方面，提供了一种煤层气降压排采模拟实验装置，所述模拟实验装置包括高压气瓶、岩心夹持器、回压阀、气液分离器、精密控制泵、多个压力计和数据采集系统，其中，

所述岩心夹持器的输入端通过第一单向阀与所述高压气瓶连接，所述岩心夹持器用于放置煤岩心，所述高压气瓶内设置有高压气体，所述第一单向阀用于控制所述高压气瓶内的高压气体注入所述岩心夹持器；

所述岩心夹持器的输出端通过所述回压阀与所述气液分离器连接，所述回压阀连接有所述精密控制泵，所述精密控制泵用于控制所述回压阀的压力，所述回压阀用于控制所述岩心夹持器的输出端压力，在所述输出端压力以不同速度均匀下降的条件下，所述煤岩心吸附的所述高压气体流入所述气液分离器；

所述气液分离器连接有气体流量计，所述气体流量计用于采集所述岩心夹持器的产气量；

所述多个压力计包括第一压力计、第二压力计和第三压力计，所述第一压力计设置在所述岩心夹持器的输入端，所述第二压力计设置在所述岩心夹持器的输出端，所述第三压力计设置在所述回压阀上；

所述数据采集系统分别与所述气体流量计、所述精密控制泵及所述多个压力计连接，所述数据采集系统用于实时记录所述模拟实验装置的压力、时间和产气量以及输出所述压力、所述时间和所述产气量之间的对应关系。

在一种可能的实现方式中，所述模拟实验装置还包括注水泵，所述注水泵通过第二单向阀与所述岩心夹持器的输入端连接，所述第二单向阀用于控制所述注水泵内的水注入所述岩心夹持器，在所述岩心夹持器的输出端压力以不同速度均匀下降的条件下，所述水流入所述气液分离器；

所述气液分离器还连接有液体流量计，所述液体流量计用于采集所述岩心夹持器的产水量。

在一种可能的实现方式中，所述模拟实验装置还包括至少两个中间容器，所述至少两个中间容器包括第一中间容器和第二中间容器；

所述第一中间容器位于所述高压气瓶和所述第一单向阀之间，所述第一中间容器用于传输所述高压气体；