[发明专利]一种新型煤层渗透率测试试验装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型煤层渗透率测试试验装置及方法，属于煤炭开采技术领域。

背景技术

目前，在我国煤层渗透率研究领域，测试煤层气渗透率的测试通常是实验室渗流实验方法，但这种方法存在一定的缺陷，煤样的采出破坏了煤体所处的客观环境，实验室渗流实验忽略了采动影响下煤体的裂隙的动态演变过程，实验室渗流实验不能模拟大范围内整个煤层的裂隙系统的渗透行和透气性。

此外，国内已经公开了的煤层渗透率快速测得试验装置及方法，其装置是利用压力发生装置，将密封介质储能器中的介质分别注入密封室内，然后通过管道将标志性气体以恒定的压力压入密封释放气室中，随后利用密封收拢气室收集标志性气体，并以固定的压力向外排放，同时检测外排标志性气体的浓度及流量，利用煤层渗透率、标志性气体的浓度及流量之间的关系，得到煤层的渗透率。

然而上述用方法获得的煤层渗透率有一定的偏差；且工序复杂，需要妥当放置密封室，然后再冲入多种不同的介质；施工量大，需要在注气钻孔周围布置很多不同深度的观测钻孔，耗时耗力；需要设备很多占用空间大，不便于在井下操作。

煤作为储层，具有天然裂隙发育、渗透率较低、吸附能力强等特征。煤层中割理的发育程度、面割理的走向、割理的宽度是控制煤层渗透率的主要因素。虽然基质孔隙也有一定的渗透性，但因其孔径较小，渗透率可视为零。因此，煤层的渗透率取决于割理系统的渗透率。

目前，在我国煤层气开发行业中，我国用来评估煤储层性能的渗透率数据，绝大部分是用注入/压降测试方法获得的。煤层气试井测试是一种不稳定试井，它遵循不稳定试井的基本原理：当储层中流体的流动处于平衡状态时，若改变井的工作制度即改变压力，则在井底将造成一个压力扰动，此扰动随着时间的推移不断向井壁四周储层径向扩展，最后达到一个新的平衡状态。这种压力扰动的不稳定过程与地层、流体的性质有关。因此，用测试仪器将井底压力随时间的变化规律记录下来，通过分析，可以判断和确定储层的性质。

基于煤储层低压、低渗的特征，经过多年的实践，注入/压降测试作为一种常用试井方法在煤层气井中广泛应用。在注入/压降测试中，地层压力高于气体解吸压力，煤层割理孔隙始终被水饱和，呈单相流状态。由于煤层基质渗透率远远小于煤层割理渗透率，流体只在割理中流动，测试所反映的渗透率为以割理渗透为主的综合渗透率。

本发明通过煤层气注入/压降测试原理，以合理的排量和压力向煤层注水一段时间，然后停泵进行压力恢复，记录的注入和关井期间的井底压力数据，会在计算机上绘制出图形，据此进行计算得出煤层渗透率，渗透率的确定对于煤层气商业开发的重要参数，渗透率高低直接影响煤层气井产气量。

发明内容

本发明的目的正是针对上述现有技术中所存在的不足之处而提供一种测量精确、工序简单、节约能耗，减少施工工作量的一种新型煤层渗透率测试试验装置及一种测定方法。该一种新型煤层渗透率测试试验装置及一种测定方法的优点有：1)、注入提高了地层压力，保证了测试过程中为单向流；2)、不需要井下泵送设备，简化了操作步骤；3)、可以用试井软件分析，结果可靠；4)、速度快，测试半径大；5)、可用于气相压裂后增透效果分析。

本发明的目的可以通过以下措施来实现：本发明提供了一种新型煤层渗透率测试试验装置其包括注气系统和密封记录系统，其特征在于，所述的注气系统能够使一定压力的气体经过增压到一定压力后进入密封记录系统。