[实用新型]注二氧化碳提高煤层甲烷采收率的测试模拟装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及煤层气开采技术领域，尤其涉及一种用来提高煤层甲烷采用率的测试模拟装置。

背景技术

煤层气作为一种新型、洁净能源，受到了人们广泛的关注。煤层气主要储藏在煤层中，我国煤储层低渗的特点决定了开发煤层气需要进行增透改造，水力压裂是目前煤储层改造的主要方式之一。随着煤层埋藏深度的加大，仅靠水力压裂工艺技术提高煤层气井的产能捉襟见肘，在温度、压力相同的情况，煤对二氧化碳气体的吸附能力要远远大于对甲烷的吸附能力，因此，人们开始尝试通过注二氧化碳气体或液体来提高煤层甲烷的采收率，在现场也进行了一些试验，但煤储层压力、储层裂隙发育程度、地质构造条件等的差异性，造成了目前现场注二氧化碳的技术都处于摸索阶段，而且什么样的储层注二氧化碳有效？什么样的储层注二氧化碳无效？什么样的储层注二氧化碳能更好地提高采收率？能提高多少采收率？注多少二氧化碳可以得到最高的采收率？对于这些问题，依靠本领域的现有技术不能给予比较客观的评价。工程的盲目性一方面造成了投资风险的增加，另一方面使人们无法客观的评价此种工艺的优劣。现场应用、现场推广都受到了很大限制。

为了更好地回答现场由于储层压力、煤层吸附能力、裂隙发育程度等造成的开发工艺的差异性，即什么样的储层采用什么样的泵注参数才能更好地提高煤层甲烷的采收率，亟需一种装置能模拟储层条件及泵注工艺，对不同情况下注二氧化碳提高甲烷的采收率进行测试，以便回答这些问题，从而减少工程的盲目性，为现场不同储层条件下泵注二氧化碳提供理论依据。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种注二氧化碳提高煤层甲烷采收率的测试模拟装置。

为实现上述目的，本实用新型的注二氧化碳提高煤层甲烷采收率的测试模拟装置包括如下系统和装置：用于模拟煤储层压力和温度状况的煤储层模拟系统；用于通过气体总管向煤储层模拟系统注入甲烷气体或氦气体的气体注入系统；用于通过压裂管路向煤储层模拟系统注入高压液体、使煤储层模拟系统模拟裂隙发育程度，以及向煤储层模拟系统注入二氧化碳的压裂模拟注二氧化碳系统；用于通过气体总管吸收煤储层模拟系统排出的二氧化碳的二氧化碳吸收装置以及用于采集数据并进行过程控制的数据采集控制系统。

所述煤储层模拟系统包括用以盛装煤样的煤样室、用以缓冲和储存气体的标准容器室、用以向煤样提供围压的液压稳压机、用以使煤样室和标准容器室保持恒温的温度控制器，以及用来对煤样室和标准容器室抽真空用的真空泵，煤样室与标准容器室之间设有连接阀门，液压稳压机通过液压管路与煤样室相连通；所述标准容器室顶部连接有标准容器管路，标准容器管路上设有标准容器压力传感器和标准容器阀门；所述煤样室顶部连接有压裂管路和煤样室管路，煤样室管路上设有煤样室压力传感器和煤样室注气阀门，煤样室注气阀门处的煤样室管路上设有流量传感计；所述气体注入系统包括甲烷高压气瓶、氦高压气瓶和第一空气压缩机；甲烷高压气瓶连接有甲烷出气管，甲烷出气管上设有甲烷出气阀门；氦高压气瓶连接有氦气出气管，氦气出气管上设有氦气出气阀门；所述压裂模拟注二氧化碳系统包括二氧化碳高压气瓶、压裂水箱、第二空气压缩机和增压器，所述二氧化碳高压气瓶、压裂水箱和第二空气压缩机均与所述增压器相连通，所述增压器与所述压裂管路相连通；所述增压器出口处的压裂管路上设有增压器出口阀门，所述煤样室进口处的压裂管路上设有煤样室压裂阀门；所述二氧化碳吸收装置内盛有氢氧化钙溶液，二氧化碳吸收装置顶部连通有排空管，排空管上设有干燥管、排空阀门和排空压力传感器；排空阀门处的排空管上设有流量传感计；所述气体注入系统、煤储层模拟系统和二氧化碳吸收装置之间设有所述的气体总管；所述甲烷出气管、氦气出气管、第一空气压缩机的出气管、标准容器管路和煤样室管路均与所述气体总管相连通；所述气体总管的末端通入二氧化碳吸收装置中的氢氧化钙溶液内；气体总管内的气体由前向后流动，所述标准容器管路后方的气体总管上设有第一吸收阀门，二氧化碳吸收装置前的气体总管上设有第二吸收阀门，第二吸收阀门前的气体总管上设有气相色谱仪；所述真空泵通过抽真空管路与煤储层模拟系统前的气体总管相连通；抽真空管路上设有真空泵阀门；数据采集控制系统包括电控装置，所述增压器、标准容器阀门、煤样室注气阀门、标准容器压力传感器、煤样室压力传感器、气相色谱仪、排空压力传感器以及所述各流量传感计均与电控装置相连接。

所述液压稳压机通过三根液压管路与煤样室相连通，分别为连通煤样室底部的中间液压管路和连通煤样室侧部的两根侧部液压管路。