[发明专利]含天然气水合物人造岩心的制备方法及制备装置

说明书

本申请提供了一种含天然气水合物人造岩心的制备方法，包括如下步骤：将人造岩心抽真空后与去离子水充分接触，直至使得所述人造岩心的内部处于水饱和状态；将所述人造岩心的内部的水排出，使所述人造岩心含有束缚水；调节压力和温度，甲烷气体和去离子水充分反应，得到含天然气水合物人造岩心。该方法在“模拟人造岩心在地层中含束缚水状态”下进行反应，使人造天然气水合物岩心与含天然气水合物的实际地层环境更为切合，提高人造岩心与地层物性参数匹配度，对后续基于人造岩心的实验测试结果的准确性和对实际开采的指导性有参考意义。

技术领域

本申请属于人造岩心制备技术领域，尤其涉及一种含天然气水合物人造岩心的制备方法及制备装置。

背景技术

天然气水合物是一种新型的清洁能源，储量丰富，广泛分布于海洋沉积物及陆上永久冻土中，已被各国视为常规能源的有效替代能源，其成功开采对缓解日益紧张的传统化石燃料危机具有重大意义。目前，开采技术水平低和开采过程中带来的安全隐患是水合物的商业化开采进程中面临的两个关键技术问题。因此，天然气水合物地层岩石的孔隙性质、渗透性质和力学性质等随天然气水合物开采的变化规律及影响物性的机理，对天然气水合物的使用具有重要的理论和现实意义。

受天然岩心获取困难、成本高昂等问题的限制，国内外相关研究多采用人造岩心模拟天然气水合物地层。在现有技术中，未有考虑地层岩心中天然气水合物原位生成的情况，导致人造岩心与地层物性参数匹配度不高，对后续基于人造岩心的实验测试结果的准确性和对实际开采的指导性有限。

发明内容

本申请的目的在于提供一种含天然气水合物人造岩心的制备方法及制备装置，旨在解决现有技术中人造岩心中无法原位生成天然气水合物，导致人造天然气水合物岩心与含天然气水合物的实际地层不切合的问题。

为实现上述申请目的，本申请采用的技术方案如下：

第一方面，本申请提供一种含天然气水合物人造岩心的制备方法，包括如下步骤：

将人造岩心抽真空后与去离子水充分接触，直至使得所述人造岩心的内部处于水饱和状态；

将所述人造岩心的内部的水排出，使所述人造岩心含有束缚水；

调节压力和温度，甲烷气体和去离子水充分反应，得到含天然气水合物人造岩心。

第二方面，本申请提供一种含天然气水合物人造岩心的制备装置，包括：供气系统、供水系统、核心反应器、排气系统、排水系统，其中，供气系统、供水系统、核心反应器、排气系统、排水系统，其中，所述供气系统与所述核心反应器连通，所述供水系统与所述核心反应器连通，所述排气系统与所述核心反应器连通，所述排水系统与所述核心反应器连通。

本申请第一方面提供的一种含天然气水合物人造岩心的制备方法，该制备方法先保证人造岩心的内部处于水饱和状态，再排出多余的水，使人造岩心处于仅含束缚水状态，模拟人造岩心在地层中含束缚水状态；再调节反应筒的压力和温度，提供天然气水合物的生成稳压条件，同时通入去离子水和甲烷气体，提供天然气水合物的合成物质基础，使人造岩心原位生成天然气水合物，同时在“模拟人造岩心在地层中含束缚水状态”下进行反应，使人造天然气水合物岩心与含天然气水合物的实际地层环境更为切合，提高人造岩心与地层物性参数匹配度，对后续基于人造岩心的实验测试结果的准确性和对实际开采的指导性有参考意义。

本申请第二方面提供的一种含天然气水合物人造岩心的制备装置，该制备装置包括了供气系统、供水系统、核心反应器、排气系统、排水系统，并通过管线连通，该制备装置能够模拟人造岩心在地层中含束缚水状态，有利于人造岩心原位生成天然气水合物，该制备装置结构简单，自动化程度高，有利于简化工艺，降低成本，而且，不产生废弃物，环境友好。

附图说明