[发明专利]一种煤层气储层岩样可视化岩心夹持器

说明书

技术领域

本发明属于煤层气勘探开发技术领域，尤其涉及一种煤层气储层岩样可视化岩心夹持器。

背景技术

煤岩孔隙结构由基质和裂缝组成，受煤层气成藏及构造作用的影响，大部分煤岩硬脆性强，造成煤层气探井取心困难，抓取出的岩心如果石油天然气行业岩心制作标准，在切割时经常发生硬脆性断裂，出现岩心端面不平等现象，对开展实验造成一定影响。

此外，我国大部分煤层地质构造复杂，构造煤发育，煤质具有较脆、胶结性差、易碎和易坍塌等特点，开采过程中存在严重的产出煤粉现象。煤粉在煤层中的运移可沉降堵塞渗流通道，使得煤层气井递减速度加快，甚至停产，煤粉运移至井筒后或在井底堆积，或进入排采管路，最终导致卡泵、埋泵，严重者可造成气井过早报废，严重的影响煤层气开发进程，降低了煤层气开采效益，因此合理控制和管理煤粉产出已经成为煤层气井高产稳产的关键。

目前国内外学者对煤层气井煤粉的来源、产生、运移、沉降、对生产所造成的影没有进行过系统而详尽的阐述。对煤粉从哪里来，到哪里去，如何去，受什么因素影响没有做过研究，而做这些研究不仅仅需要理论上的推理、建模，更需要通过实验观察、验证、计算煤粉的产生来源、运移通道、运移后果，定量分析煤粉对煤层气井排水采气过程中产水量、产气量的影响，而开展实验的基础就是要有一个能够观察煤粉行为的可视化煤层岩样夹持器。

发明内容

本发明提供了一种煤层气储层岩样可视化岩心夹持器，旨在提供能观察煤粉行为的可视化煤层岩样夹持器，模拟煤层气储层产气过程中，储层内部围岩受力状态、流体流动、岩样底水含量、出口模拟井底压力、二维可视化观察岩样表层流体流动状态，解决排采过程中可视观察煤粉产生、运移、堵塞问题。

本发明的目的在于提供一种煤层气储层岩样可视化岩心夹持器，该煤层气储层岩样可视化岩心夹持器包括：压板、压盖、垫板、蓝宝石玻璃、衬板、岩心室、双头螺栓；

所述垫板设置在所述压板与蓝宝石玻璃之间；所述垫板和蓝宝石玻璃的外围设置有两个所述衬板，一个衬板位于压板下端，另一个位于所述压盖上端；所述压盖中设置有所述岩心室，所述岩心室位于所述蓝宝石玻璃的下方，所述压板通过所述双头螺栓与所述压盖固定连接。

进一步，所述压板为212mm×212mm×40mm的立方体，所述压板边缘设置有12个直径为16.5mm的通孔，所述压板的中间位置设置有1个尺寸为100mm×100mm×40mm的观察窗，所述观察窗被平均分为4个观察口。

进一步，所述双头螺栓由垫片、螺母及双头螺柱构成；双头螺柱外面设置螺母，螺母下面设置垫片。进一步，所述岩心室所存放的岩样为100mm×100mm×25mm的立方体。

进一步，所述岩心室一端设置有用于模拟岩心驱替时流体进口端的三个进出口接头；

所述岩心室的另一端设置有一个出口接口，实验时流体从该出口接口流出；

岩心室的底部有一个尺寸100mm×100mm×5mm底水水槽，底水水槽连接底水孔，通过底水水槽模拟储层底部含底水情况；底水水槽下面是环压密封胶套，在围压泵作用下胶套变形紧紧卡住岩心，防止流体从岩样表面流走；进出口接头模拟了流体进口、出口，环压孔是模拟围岩所受围压进口，底水孔是底水进口。

进一步，所述煤层气储层岩样可视化岩心夹持器的使用方法为：

将岩样放入岩心室，然后在岩样上面放上垫板、蓝宝石玻璃、衬板，通过双头螺栓将压板、压盖固定连接；

将岩心室的进口接头与驱替模块的进口端连接起来，岩心室的出口端与计量模块、环压模块连接起来，环压孔与围压模块连接起来，通过底水孔向岩样注入地层水模拟底水含量；通过环压孔向岩心四周注入围压，模拟围岩所受压力情况；将观察系统放在夹持器的观察窗位置，驱替模块改变驱替的压力、流速观察煤粉运移的位置、煤粉的来源、煤粉运移的通道、煤粉启动的条件、煤粉运移的后果。