[发明专利]海洋天然气水合物渗透率动态测试装置和方法

说明书

本发明提出了一种海洋天然气水合物渗透率动态测试装置和方法，包括测试系统，所述测试系统包括岩心夹持器和有天然气水合物岩心；连接所述测试系统的输入端的输入系统，所述输入系统向所述测试系统输入稳定的氮气；连接所述测试系统的输出端的输出系统，所述测试系统向所述输出系统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，控制所述测试系统的压力和温度；以及数据采集分析系统，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。本发明能够在一定温度、压力范围内测试得到不同丰度天然气水合物岩心渗透率动态图版。

技术领域

本发明涉及一种海洋天然气水合物渗透率动态测试装置和方法，海洋油气工程技术领域。

背景技术

天然气水合物是由水分子和甲烷等轻烃分子在低温、高压条件下形成的结晶状笼形络合物，又称“可燃冰”。自然界中的天然气水合物主要以甲烷水合物为主，每一体积的甲烷水合物大约含有164体积的甲烷，在全球范围内，大约含有2万亿m3的水合物天然气，其含碳量约占全球已知化石能源(石油、煤、天然气)的两倍。因此，天然气水合物是清洁、高效、储量巨大的未来最具潜力的资源之一，而储层的渗透率是影响天然气水合物资源开采时产气效率的重要参数。

目前，天然气水合物开采方法主要有降压法、注热法、注抑制剂法、置换法以及组合开采法，储层渗透率对任何一种水合物开采方法都有很大的影响，不仅影响开采过程中的产气速率和产气量，还会影响开采过程中的传热和力学性质。天然气水合物赋存条件较为苛刻，需在高压、低温条件下方可形成，且其多位于深海海底或高原冻土带，无法直接对其渗透率进行测量。因此，亟需针对天然气水合物渗透率测试开展研究，研制天然气水合物岩心渗透率测试装置并形成相关测试实验方法显得尤其重要。

发明内容

针对现有技术中所存在的上述技术问题，本发明提出了一种海洋天然气水合物渗透率动态测试装置和方法，能够在一定温度、压力范围内测试得到不同丰度天然气水合物岩心渗透率动态图版。

本发明的一个方面，提出了一种海洋天然气水合物渗透率动态测试装置，包括：

测试系统，所述测试系统包括岩心夹持器和有天然气水合物岩心；

连接所述测试系统的输入端的输入系统，所述输入系统向所述测试系统输入稳定的氮气；

连接所述测试系统的输出端的输出系统，所述测试系统向所述输出系统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，控制所述测试系统的压力和温度；以及

数据采集分析系统，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。

本发明的进一步改进在于，所述输入系统包括液氮瓶，所述液氮瓶通过输入管线连接所述测试系统；

其中，所述输入管线上分别设置有稳压器、恒流器。

本发明的进一步改进在于，所述输入系统上还设置有过滤器，所述过滤器设置在所述稳压器和恒流器的下游。

本发明的进一步改进在于，所述输出系统包括第一输出管线和第二输出管线；从所述测试系统输出的气体进入所述第一输出管线，从所述测试系统输出的水分进入所述第二输出管线。

本发明的进一步改进在于，所述控制系统包括设置在所述测试系统外部的温度控制室、设置在所述第一输出管线上的背压阀和第一压力调节阀，以及设置在所述第二输出管线上的第二压力调节器。

本发明的进一步改进在于，所述测试系统的入口设置有第一压力表，出口设置有第二压力表，所述测试系统上还设置有温度传感器；

其中，所述第一压力表、第二压力表和温度传感器均连接所述数据采集分析系统。