[实用新型]气体水合物储层微生物加固开采模型试验装置

说明书

本实用新型公开一种气体水合物储层微生物加固开采模型试验装置，包括反应釜、注入控制系统、供海水系统、供气系统、供微生物系统、供胶结液系统、传感器组件以及水合物开采系统；传感器组件用于获取加固‑分解过程中水合物储层温度、压力、含水量、水合物饱和度、变形、强度、矿物组分的分布。本实用新型技术方案提供了一种可实时观测微生物加固天然气水合物储层及开采过程中，水合物储层渗流场、温度场、变形场、水合物和矿物含量分布演化规律的试验装置。

技术领域

本实用新型涉及能源天然气水合物开发技术领域，特别涉及一种气体水合物储层微生物加固开采模型试验装置。

背景技术

天然气水合物是一种高效、洁净和储量巨大的新型能源，天然气水合物的开发可以极大程度上缓解石油天然气等资源的匮乏和不足。含水合物沉积物由气体、岩土骨架、水和固体水合物通过复杂机理组成，其力学机理也在水合物分解的相变过程变得非常复杂。水合物开采过程中，水合物沉积物强度降低，容易使埋藏于沉积物中的井筒、井口、管道设施和海上平台失去稳定性，甚至发生大面积的海底地层沉降及海底滑坡等地质灾害，而目前国内外试采中，水合物产气率仍然比较低，达不到商业开采水平。为了实现水合物藏的安全高效开采，非常有必要对含水合物储层做加固改造，以提高含水合物储层的强度及稳定性。

近几年，在岩土工程领域，微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)微生物技术作为一种新型绿色环保技术被应用于软土地基加固、边坡治理、防止沙土液化。但是目前通过微生物加固天然气水合物储层及储层力学性能评价的试验装置较少，并且，已有装置无法实时观测微生物加固开采天然气水合物储层过程中，储层压力场、温度场、变形场、水合物饱和度、力学强度、矿物含量的分布及演化规律。

因此，为了更好地研究微生物加固开采过程对水合物储层模型物性参数的影响规律，以及对水合物开采过程中的影响，急需提供一种可实时观测微生物加固天然气水合物储层过程中，水合物储层渗流场、温度场、变形场、水合物和矿物含量分布演化规律的试验装置。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提出一种气体水合物储层微生物加固开采模型试验装置，旨在提供一种可实时观测微生物加固天然气水合物储层及开采过程中，水合物储层渗流场、温度场、变形场、水合物和矿物含量分布演化规律的试验装置。

为实现上述目的，本实用新型提出的一种气体水合物储层微生物加固开采模型试验装置，包括：

反应釜，所述反应釜内形成有反应腔，所述反应腔用于放置试验沙土，所述反应腔内可拆卸安装有井筒，并与所述井筒连通；

注入控制系统，所述注入控制系统与所述反应腔连通；

供海水系统，所述供海水系统的出口通过所述注入控制系统与所述反应腔连通，以向所述反应腔内加入人工海水；

供气系统，所述供气系统的出气口通过所述注入控制系统与所述反应腔连通，以向所述反应腔内加入甲烷或者二氧化碳气体；

供微生物系统，所述供微生物系统的出口通过所述注入控制系统与所述反应腔连通，以向所述反应腔内加入菌液；

供胶结液系统，所述供胶结液系统的出口通过所述注入控制系统与所述反应腔连通，以向所述反应腔内加入胶结液；

水合物开采系统，所述水合物开采系统与所述井筒连接，用于降低所述反应腔内的压力，以促使所述反应腔内的水合物分解；

传感器组件，所述传感器组件设于所述反应釜，用于获取并实时观测所述反应釜内水合物储层的渗流场、温度场、变形场、水合物和矿物含量分布演化规律。

在本实用新型的一实施例中，所述传感器组件包括：

稳压系统，所述稳压系统具有压力传感器，所述压力传感器设于所述反应釜内，用于实时测量所述反应腔内的压力；