[发明专利]一种致密油页岩原位开采渗流-传热实验装置

说明书

一种致密油页岩原位开采渗流‑传热实验装置，属于实验测量仪器技术领域，包括相互配合的渗流‑传热岩心夹持器、轴‑围压注入系统、轴‑径向稳压系统、温度‑应变监测系统、液冷循环系统、安全防回流系统、流量监测系统、气体收集‑回收系统及控制与数据记录系统，本发明通过对渗流‑传热岩心夹持器内部的带裂隙岩心注入带压热流体介质，观测轴向与径向应变确定岩心内部裂缝在注热条件下闭合的临界温度点以及后期热介质在增压条件下裂缝被重新打开的临界压力，从而获得原位开采过程中裂缝的闭合临界参数，通过前后流量变化情况可评估带岩体裂缝的渗透率变化情况，从而达到调节现场施工参数对储层裂缝的长期有效连通，利于后期注热以及油气运移。

技术领域

本发明属于实验测量仪器技术领域，具体涉及一种致密油页岩原位开采渗流-传热实验装置。

背景技术

随着国内经济的快速发展，石油天然气能源消耗大幅度增长，现阶段国内原油对外依存度逐年增加并且近年来我国原油对外依存度已突破七成。与此同时，常规能源如煤、石油、天然气资源开采逐渐乏力。从现代社会发展需求考虑，常规能源供给已经无法支撑工业的长远可持续发展。而近年来非常规能源如油页岩、油砂、煤层气以及页岩气等资源储量巨大，开采前景广阔，目前原位开采技术对于非常规能源开采正处于现场试验阶段，吉林大学于2015年在农安地区通过该技术成功开采出第一桶页岩油，验证了地下原位开采的可行性。

原位开采技术又称地下原位转化技术，是通过在地面注热或者在井内放置加热器实现对目的油页岩层的注热开采技术。目的油页岩层由于经过水力压裂技术实现了储层改造，热介质通过热传导以及热对流形式对储层裂缝以及目的油页岩层段进行注热，当油页岩层段内部的干酪根达到裂解温度就会随热介质运移被提取至地表。

地下原位开采过程中油页岩内部裂缝开度很小，注热过程中由于岩层的热膨胀以及热塑性流变现象较为明显，裂缝内部的支撑剂会被压嵌入地层导致裂缝闭合，与此同时干酪根裂解形成的沥青质进入已压实的裂缝导致导流通道完全闭合降低了注热速率，注热方式由热传导-对流转变为完全的热传导方式，既降低了开采效率又使裂解的油气资源无法运移，导致注采效率降低，增加施工成本。

现阶段探究非常规储层渗流-传热实验装置的主要有一种高温应力下流体裂隙渗流模拟装置，详见CN107991216A，该装置用于测定干热岩内部流体内渗流规律，该装置隔热件采用橡胶套，较难实现高温高压条件下装置的密封；高温高压煤岩超临界二氧化碳压裂-蠕变-渗流试验装置，详见CN110057739A，同样采用胶套进行密封难以保证实验需求，同时该装置采用LVDT位移检测系统，该装置在中高温小于200℃条件下测量有效，以及一种高温高压水压致裂夹持器及其试验方法，详见CN109870349A，内部压紧弹簧在高温高压条件下发生较大变形，难以保证岩心时刻处于压紧密封状态，实验实现难度较大。

发明内容

针对背景技术中存在的问题，本发明的目的是提出了一种结构简单，便捷可行，可靠性高，实验效果明显的致密油页岩原位开采渗流-传热实验装置。