[发明专利]煤层气完井方式评价实验装置

说明书

技术领域

本发明是关于一种完井模拟实验系统，尤其涉及一种煤层气完井方式评价实验装置。

背景技术

目前，我国的煤层气完井方法比较单一，大部分煤层气井仍采用常规油气井的完井方法，缺乏煤层气完井方法选择的理论基础，缺乏不同完井方法的适用性分析，不能根据具体的煤层气藏储层条件对不同完井方法进行评价，从而无法实现煤层气藏完井方法的优选。因此有必要开展煤层气完井方法基础理论方面的研究，在此基础上形成适合煤层气完井方法优选的评价体系，以提高不同煤层气藏完井方法选择的科学性。

现有对煤岩渗透率的测量是采用储层煤岩渗透率测定实验装置，首先用盐水饱和煤心，再进行气驱水，通过测量压差和流量数据求得样品的相对渗透率，它是样品出口端含水饱和度的函数。实验过程是在恒压下向岩心注入加湿的氦气，以置换其中的水。连续地注入气体，直至水产量的增量达到稳定。用自动数据采集系统记录不同时间水和气的体积、上流压力、压差和温度，用天平或计量管计量产出水的重量，用水的重量和密度计算饱和度。根据水量和气量，利用Johnson等(1959)的模型或Jones等(1976)的数学模型计算出气-水相对渗透率；通过类似的驱替步骤，代入达西公式，可以测出单组分气体在煤岩中的相对渗透率。

但是，煤层气井采用不同的完井方式时，煤层气井井筒壁面渗流特性将发生改变，产气量、产液量、煤粉产出量及粒径也随之变化；而现有的储层煤岩渗透率测定装置只是普通的煤岩渗透率测量装置，并不能与煤层气完井方式的评价与优选相关联，不能为煤层气完井方式的优选提供有用的数据，从而不能对煤层气完井方式进行评价。

本发明人为解决上述现有技术的缺陷，提供一种煤层气完井方式评价实验装置，模拟煤层气井不同完井方式下井筒壁面渗流效果，进而能够通过分析模拟不同完井方式下的渗流效果对煤层气井产气量和煤粉产出量影响程度的大小或者范围，来决定使用某种完井方式。

发明内容

本发明的目的在于提供一种煤层气完井方式评价实验装置，该实验装置可进行储层煤岩气相绝对渗透率、相对渗透率的测定，得出不同完井方式下的煤储层渗透率评价理论，推出不同完井方式下的煤层气井筒渗流模型，测定出煤岩孔隙体积压缩系数。

本发明的目的是这样实现的，一种煤层气完井方式评价实验装置，该评价实验装置包括一套设置在恒温箱内的完井方式模拟模型系统，该完井方式模拟模型系统由岩心夹持器和设置在岩心夹持器内的完井模型构成；所述岩心夹持器由一个两端密封的金属圆筒构成，金属圆筒的一密封端上设有气液进口及进口开关，另一密封端上设有气液出口及出口开关，该金属圆筒内套设有一两端呈开放的筒状胶套；该完井模型包括设置在筒状胶套内的圆柱状原煤煤心，该原煤煤心对应所述气液出口的端面上贴设有一完井模拟片，所述完井模拟片上设有贯通的割缝或透孔；岩心夹持器的气液进口连接有气液加压注入系统和进口压力传感器；岩心夹持器的气液出口连接有煤粉收集计量系统和出口压力传感器；所述岩心夹持器上连接一个用来给金属圆筒内部的完井模型加载围压的加载装置。

在本发明的一较佳实施方式中，所述完井模拟片上的割缝设置有多条，完井模拟片上临近煤心一侧的割缝宽度小于另一侧割缝的宽度，构成一侧窄另一侧宽的梯形截面的割缝。

在本发明的一较佳实施方式中，所述完井模拟片上的透孔为一个，且设置在完井模拟片的中心处，所述煤心在临近该透孔一侧且对应该透孔沿其轴向设有一段模拟井筒。

在本发明的一较佳实施方式中，所述完井模拟片上的透孔为多个微孔。

在本发明的一较佳实施方式中，所述恒温箱内设置两套并联的完井方式模拟模型系统。

在本发明的一较佳实施方式中，所述气液加压注入系统包括并联设置的气体加压注入装置和液体加压注入装置；所述气体加压注入装置依序由气瓶、调压阀、压力表和开关构成；所述液体加压注入装置依序由驱替泵、活塞容器和开关构成。

在本发明的一较佳实施方式中，所述煤粉收集计量系统包括一煤粉收集器和与其串联的流量计，该煤粉收集器的前后均设有开关。

在本发明的一较佳实施方式中，在所述煤粉收集器和流量计之间还设有一气液分离器，该气液分离器通过一管路连接于一天平。

在本发明的一较佳实施方式中，所述原煤煤心的壁面上设有应力应变片，该应力应变片连接于一应变仪；所述岩心夹持器的气液出口处设有一回压阀。

在本发明的一较佳实施方式中，所述进口压力传感器包括一低量程的压力传感器和一高量程的压力传感器；所述出口压力传感器包括一低量程的压力传感器和一高量程的压力传感器。