[发明专利]一种适用于多种取芯装置的水合物沉积物中水合物饱和度的快速测量装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于非常规油气藏工程与岩土工程基础物性测量技术领域，具体涉及一种适用于多种取芯装置的水合物沉积物中水合物饱和度的快速测量装置及方法。

背景技术

随着常规油气藏可开采量的减少，非常规油气藏越来越多地受到人们的关注，而天然气水合物作为一种储碳量巨大的非常规油气藏，不可避免地已经成为人们研究的焦点。我国南海海域和青藏高原有着丰富的天然气水合物资源。2017年5月，我国南海神狐海域天然气水合物试采成功，天然气水合物开采进入新的篇章。然而含天然气水合物的沉积物结构复杂以及目前成藏机理仍存在一定问题，所以无法模拟推算储层的天然气水合物含量。而天然气水合物开采的第一步便是需要知道所开采矿井的天然气水合物的含量，即水合物饱和度。

由于海上天然气水合物取芯的难度大、成本高，转移保真水合物至陆上实验室难度大、周期长、易失真，随船快速测量含水合物沉积物中水合物饱和度的装置及方法便显得尤为重要。但现有的水合物饱和度现场测量几乎都是使用电导率法、声波法或者NMR法，这几种方法均是利用经验拟合手段反映水合物饱和度，而非真实水合物饱和度，且仪器造价高、误差大。本发明采用定义法测量水合物饱和度，更能准确、真实地得出沉积物中水合物的饱和度。从而为开采天然气水合物矿井提供相对准确的指导。

发明内容

为了克服现有测量技术手段存在的上述问题，本发明提供一种适用于多种取芯装置的水合物沉积物中水合物饱和度的快速测量装置及方法。该装置体积小、造价低、操作简单方便、适用于多种取芯装置，能够随船现场快速测量含水合物沉积物中水合物饱和度。采用定义法测量水合物饱和度，更能准确、真实地得出沉积物中水合物的饱和度。

本发明的另一目的是提供一种适用于多种取芯装置的水合物沉积物中水合物饱和度快速测量的方法。

本发明的目的至少通过如下技术方案之一实现。

一种适用于多种取芯装置的水合物沉积物中水合物饱和度的快速测量装置，包括水合物沉积物分解反应釜、液/气收集分离装置、气体收集罐、抽真空装置、计算机、保压筒的转接装置、第一取芯装置保压筒、第二取芯装置保压筒、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀、第五电磁阀、第六电磁阀、第七电磁阀、半导体制冷片、温、压采集系统、阀门自动控制系统；

所述水合物沉积物分解反应釜的底部分别设有衡压水/水合物抑制剂注入口和球阀，所述球阀与第二取芯装置保压筒或适用于不同规格保压筒的转接装置相连，所述转接装置与第一取芯装置保压筒相连进而使水合物沉积物分解反应釜与第一取芯装置保压筒相连；所述衡压水/水合物抑制剂注入口处设置有第二电磁阀；所述水合物沉积物分解反应釜为内部圆柱形，外部六棱柱形，所述水合物沉积物分解反应釜的外表面贴有半导体制冷片；所述水合物沉积物分解反应釜顶端通过管道与液/气收集分离装置相连，所述管道与水合物沉积物分解反应釜间设置有泄压阀；液/气收集分离装置与气体收集罐连接，所述液/气收集分离装置与气体收集罐之间设置有抽真空装置；所述水合物沉积物分解反应釜顶端设有液/气排出阀以及泄压阀，所述液/气排出阀和泄压阀分别与阀相连，进而与液/气收集分离装置相连；所述液/气收集分离装置底部外设置有第五电磁阀，所述液/气收集分离装置、气体收集罐与有抽真空装置之间的连接点上设置有第六电磁阀；所述第七电磁阀设置于气体收集罐与液/气收集分离装置之间的管道上；所述水合物沉积物分解反应釜、液/气收集分离装置以及气体收集罐内（间）的温、压采集系统（温度与压力采集系统）以及阀门自动控制系统分别与计算机相连接。

上述装置中，所述温、压采集系统包括第一温度传感器、第一压力传感器、第二温度传感器、第二压力传感器、第三温度传感器和第三压力传感器和数据采集器；

所述水合物沉积物分解反应釜顶端同时设有第一温度传感器和第一压传感器；所述液/气收集分离装置内置第二温度传感器以及第二压力传感器；所述气体收集罐内置第三温度传感器以及第三压力传感器；

所述数据采集器分别与第一温度传感器、第一压力传感器、第二温度传感器、第二压力传感器、第三温度传感器和第三压力传感器连接，所述数据采集器和计算机相连接。

上述装置中，所述阀门自动控制系统包括第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀、第五电磁阀、第六电磁阀、第七电磁阀和电磁阀控制模块；

所述电磁阀控制模块分别与第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀、第五电磁阀、第六电磁阀、第七电磁阀相连接，所述电磁阀控制模块和计算机相连接。