[发明专利]海洋天然气水合物渗透率动态测试装置和方法

权利要求书

1.一种海洋天然气水合物渗透率动态测试装置，其特征在于，包括：

测试系统(1)，所述测试系统(1)包括岩心夹持器(11)和有天然气水合物岩心；

连接所述测试系统(1)的输入端的输入系统(2)，所述输入系统(2)向所述测试系统(1)输入稳定的氮气；

连接所述测试系统(1)的输出端的输出系统(3)，所述测试系统(1)向所述输出系统(3)输出天然气水合物岩心中分解而产生的天然气和水分；

控制系统(4)，控制所述测试系统(1)的压力和温度；以及

数据采集分析系统(5)，采集数据并计算得到不同温度、压力条件下的天然气水合物岩心渗透率动态图版。

2.根据权利要求1所述的海洋天然气水合物渗透率动态测试装置，其特征在于，所述输入系统(2)包括液氮瓶(21)，所述液氮瓶(21)通过输入管线(22)连接所述测试系统(1)；

其中，所述输入管线(22)上分别设置有稳压器(23)、恒流器(24)。

3.根据权利要求2所述的海洋天然气水合物渗透率动态测试装置，其特征在于，所述输入系统(2)上还设置有过滤器(25)，所述过滤器(25)设置在所述稳压器(23)和恒流器(24)的下游。

4.根据权利要求3所述的海洋天然气水合物渗透率动态测试装置，其特征在于，所述输出系统(3)包括第一输出管线(31)和第二输出管线(32)；从所述测试系统(1)输出的气体进入所述第一输出管线(31)，从所述测试系统(1)输出的水分进入所述第二输出管线(32)。

5.根据权利要求4所述的海洋天然气水合物渗透率动态测试装置，其特征在于，所述控制系统(4)包括设置在所述测试系统(1)外部的温度控制室(41)、设置在所述第一输出管线(31)上的背压阀(44)和第一压力调节阀(42)，以及设置在所述第二输出管线(32)上的第二压力调节器(43)。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的海洋天然气水合物渗透率动态测试装置，其特征在于，所述测试系统(1)的入口设置有第一压力表(51)，出口设置有第二压力表(52)，所述测试系统(1)上还设置有温度传感器(53)；

其中，所述第一压力表(51)、第二压力表(52)和温度传感器(53)均连接所述数据采集分析系统(5)。

7.根据权利要求6所述的海洋天然气水合物渗透率动态测试装置，其特征在于，所述第一输出管线(31)上设置有第一气体流量计(54)，所述第二输出管线(32)上设置有第二气体流量计(55)，所述第一气体流量计(54)和所述第二气体流量计(55)均连接所述数据采集分析系统(5)。

8.根据权利要求7所述的海洋天然气水合物渗透率动态测试装置，其特征在于，所述第二输出管线(32)上设置有气液分离器(33)。

9.一种天然气水合物渗透率动态测试方法，其特征在于，使用根据权利要求1至8中任一项所述的海洋天然气水合物渗透率动态测试装置进行测试，其包括：

步骤一，输入系统(2)向测试系统(1)持续注入稳定的氮气；

步骤二，控制系统(4)设定温度和压力；

步骤三，数据采集分析系统(5)采集数据并计算天然气水合物岩心渗透率；

步骤四，通过控制系统(4)改变测试系统(1)的温度和压力，重复步骤三，计算计算不同温度、压力下的天然气水合物岩心渗透率，进而得到不同温度、压力条件下的天然气水合物岩心渗透率动态图版。

10.根据权利要求9所述的天然气水合物渗透率动态测试方法，其特征在于，计算天然气水合物岩心渗透率的过程如下：

通过计算机(56)读取第一压力表(51)示数并记录为p₁；通过计算机(56)读取第二压力表(52)示数并记录为p₂；通过计算机(56)读取温度传感器(53)示数并记录为T₁；通过计算机(56)读取第一气体体积流量计示数并记录为Q₀；天然气水合物岩心渗透率按公式(1)进行计算：

式中：K_g为通过天然气水合物岩心的渗透率，A为岩心端面积，p₀为大气压，L为岩心长度，μ为氮气粘度，c为比例常数，λ为对应于平均压力下气体分子平均自由行程，D为分子直径。