CN102373919A - 煤层气洞穴完井评价实验装置 - Google Patents

煤层气洞穴完井评价实验装置 Download PDF

Info

Publication number
CN102373919A
CN102373919A CN2010102648631A CN201010264863A CN102373919A CN 102373919 A CN102373919 A CN 102373919A CN 2010102648631 A CN2010102648631 A CN 2010102648631A CN 201010264863 A CN201010264863 A CN 201010264863A CN 102373919 A CN102373919 A CN 102373919A
Authority
CN
China
Prior art keywords
pressure
coal
cave
coal rock
rock model
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2010102648631A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102373919B (zh
Inventor
汪志明
张健
王开龙
李晓益
田中兰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China University of Petroleum Beijing
Original Assignee
China University of Petroleum Beijing
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China University of Petroleum Beijing filed Critical China University of Petroleum Beijing
Priority to CN201010264863.1A priority Critical patent/CN102373919B/zh
Publication of CN102373919A publication Critical patent/CN102373919A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102373919B publication Critical patent/CN102373919B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)

Abstract

本发明为一种煤层气洞穴完井评价实验装置,该装置包括设置在一框架内的正方体煤岩模型,该煤岩模型底面设有一向上延伸的模拟井筒,煤岩模型顶面设有多个向下延伸的测压孔,煤岩模型外侧设有密封胶套,在胶套外侧且对应煤岩模型的六个侧面上固定设有压板,在上、下侧压板以及胶套上与模拟井筒和测压孔对应的位置分别设有透孔,各测压孔内设有带压力传感器的测压管;三个伺服加压油缸设置在煤岩模型外侧的空间三个方向上;一连通器被密封设置在下侧压板上并与模拟井筒导通,该连通器上部设有进气管、进水管和带压力传感器的测压管,连通器下部设有一电动球阀,该电动球阀下端连接有一卸压管,该卸压管底端对应设有一煤粉收集水槽。

Description

煤层气洞穴完井评价实验装置
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洞穴完井评价实验装置。
背景技术
1986年Meridian石油公司开始在美国圣胡安盆地使用裸眼洞穴完井技术,使目标煤层坍塌以扩大井眼形成洞穴,洞穴完井后煤层气井的煤层气产量是射孔完井后水力压裂的3-20倍,且成本低于大型水力压裂,到目前为止,圣胡安盆地已有4000多口煤层气井,其中1/3为洞穴完井,洞穴完井累计产气量占整个盆地产气量的76%。
与美国的煤层气洞穴完井相比,由于受到设备和认识上的原因,我国的煤层气洞穴完井还没有真正实现井底压力激动或煤层内部的应力波动,洞穴远端的微裂纹根本没有受到周期性的张性和剪切力作用影响,所以最终效果都不理想。因此需要在煤层气洞穴完井增产机理及造洞穴技术等方面进行深入研究,以形成我国自主知识产权的煤层气洞穴完井理论和技术。
煤层气井现场洞穴完井,是煤层气井动态注入/排放造洞穴工艺,以43.5-56.6立方米/分钟的排量,在1-6个小时内,将空气或者空气与水的混合物注入煤层气井井筒,使井口压力达到10Mpa,然后突然打开地面液动阀,快速卸载井筒内部压力,激发井筒壁面煤层发生坍塌以扩大井眼,重复注入憋压与排出卸压过程,直到井筒内产生一稳定洞穴,成功后的洞穴完井加大了煤层的暴露面积,增大了地层导流能力,高压流体的注入和卸压过程中,产生了的张性裂缝和诱导剪切裂缝,能有效的连通井筒和未伤害的储层,产生多个方向的自支撑裂缝,贯通了储层中以前没有连通的裂缝,从而大大提高了井眼周围储层的渗透率,达到增产的目的。
但是,由于进行煤层气洞穴完井现场试验的费用投资巨大,耗时长,风险成本高,不具有快速、多次、多地层实验的能力,相关实验数据测量和采集非常困难,并且即使洞穴完井成功,其增产机理也很难解释和分析,因此,我国对煤层气洞穴完井的增产机理及工艺流程研究非常少。
本发明人针对现有技术的缺陷,提出一种煤层气洞穴完井评价实验装置,由此有效的模拟洞穴完井过程,从而得出洞穴完井的增产机理。
发明内容
本发明的目的在于提供一种煤层气洞穴完井评价实验装置,用以模拟洞穴完井过程,从而得出洞穴完井的增产机理。
本发明的目的是这样实现的,一种煤层气洞穴完井评价实验装置,所述评价实验装置由方形煤岩模型及其夹持系统、三轴伺服加载系统、气液加压注入系统、收集计量系统和监控处理系统构成;该方形煤岩模型及其夹持系统设置在一框架内,该方形煤岩模型及其夹持系统包括一正方体煤岩模型,该煤岩模型底面设有一向上延伸的模拟井筒,煤岩模型顶面设有多个向下延伸的测压孔,煤岩模型外侧设有密封胶套,在胶套外侧且对应煤岩模型的六个侧面上固定设有压板,在所述上、下侧压板以及胶套上与模拟井筒和测压孔对应的位置分别设有透孔,各测压孔内设有带压力传感器的测压管;所述三轴伺服加载系统包括三个伺服加压油缸,该三个油缸设置在煤岩模型外侧的空间三个方向上并向煤岩模型施加压力;气液加压注入系统包括密封设置在下侧压板上并与模拟井筒导通的连通器,该连通器上部设有进气管、进水管和带压力传感器的测压管,连通器下部设有一电动球阀,该电动球阀下端连接有一卸压管,该卸压管底端对应设有一煤粉收集水槽。
在本发明的一较佳实施方式中,所述煤岩模型顶面设有四个测压孔。
在本发明的一较佳实施方式中,各加压油缸的进口方向分别安装一伺服阀,用来精确控制阀门的开关和进油量。
在本发明的一较佳实施方式中,所述各伺服加压油缸上设有力传感器和位移传感器,各伺服加压油缸连接有控制其动作的全数字控制器。
在本发明的一较佳实施方式中,所述进气管通过第一通道与第一水压和气压加压缸连接,所述进水管通过第二通道与第二水压和气压加压缸连接,该两个加压缸由一伺服电机驱动,该第一水压和气压加压缸通过第一选择开关与储气瓶和储液罐连通,该第二水压和气压加压缸通过第二选择开关与储气瓶和储液罐连通;所述第一通道上设有单向导通进气管的第一单向阀,所述第二通道上设有单向导通进水管的第二单向阀。
在本发明的一较佳实施方式中,所述正方体煤岩模型是在原煤上切割形成;正方体煤岩模型的尺寸为300mm×300mm×300mm;所述模拟井筒直径为30mm,深度为200mm;所述各测压孔的直径为6mm,钻进深度为160mm。
在本发明的一较佳实施方式中,所述模拟井筒位于煤岩模型底面的中心位置并向上垂直延伸设置,所述各测压孔对应设置在模拟井筒的周围。
在本发明的一较佳实施方式中,所述卸压管直径为30mm、25mm、20mm、15mm、10mm或5mm。
本发明的煤层气洞穴完井评价实验装置,可以在室内实验模拟地层压力下大块煤岩中洞穴的形成过程,从而了解洞穴完井的机理,通过洞穴周围不同位置处的孔隙压力的测量,分析洞穴形成前、洞穴形成过程中和洞穴形成后周围煤岩的孔隙压力响应,了解洞穴完井过程中煤岩周围裂缝的发育及扰动,通过洞穴实验后洞穴周围煤岩渗透性的测定,分析洞穴完井对煤岩渗透性的改善作用,从而可以比较全面的评价洞穴完井增产的可能原因,为现场洞穴完井工艺设计提供新途径。本发明的煤层气洞穴完井评价实验装置,具有低成本、低风险、模拟不同储层环境、可重复使用性,既可以分析洞穴完井的增产机理,又可以为煤层气洞穴完井现场工艺设计提供指导。
附图说明
以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释,并不限定本发明的范围。其中,
图1:为本发明煤层气洞穴完井评价实验装置的结构示意图。
图2:为图1中a-a剖视示意图。
图3:为图1中b-b剖视示意图。
图4:为本发明中方形煤岩模型及其夹持系统的结构示意图。
图5:为本发明中气液加压注入系统及收集计量系统的结构示意图。
图6A:为本发明中胶套的结构示意图。
图6B:为在图6A中胶套底面裁切出的方块结构示意图。
图7:为本发明中连通器与压板连接的结构示意图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解,现对照附图说明本发明的具体实施方式。
如图1-图7所示,本发明提出一种煤层气洞穴完井评价实验装置100,所述评价实验装置100由方形煤岩模型及其夹持系统1、三轴伺服加载系统2、气液加压注入系统3、收集计量系统4和监控处理系统5构成;该方形煤岩模型及其夹持系统1设置在一框架6内,该方形煤岩模型及其夹持系统1包括一正方体煤岩模型11,该煤岩模型11底面设有一向上延伸的模拟井筒111,煤岩模型11顶面设有多个向下延伸的测压孔112,煤岩模型11外侧设有密封胶套12,在胶套12外侧且对应煤岩模型11的六个侧面上固定设有压板13,在所述上、下侧压板13以及胶套12上与模拟井筒111和测压孔112对应的位置分别设有透孔,各测压孔112内设有带压力传感器的测压管51;如图1、图2、图3所示,所述三轴伺服加载系统2包括三个伺服加压油缸21、22和23,该三个油缸设置在煤岩模型11外侧的空间三个方向上并向煤岩模型11施加压力;气液加压注入系统3包括密封设置在下侧压板13的透孔上并与模拟井筒111导通的连通器31,如图7所示,该连通器31上部设有进气管311、进水管312和带压力传感器的测压管52,连通器31下部设有一电动球阀41,该电动球阀41下端连接有一卸压管42,该卸压管42底端对应设有一煤粉收集水槽43。
本发明的煤层气洞穴完井评价实验装置,可以在室内实验模拟地层压力下大块煤岩中洞穴的形成过程,从而了解洞穴完井的机理,通过洞穴周围不同位置处的孔隙压力的测量,分析洞穴形成前、洞穴形成过程中和洞穴形成后周围煤岩的压力响应,了解洞穴完井过程中煤岩周围裂缝的发育及扰动,通过洞穴实验后洞穴周围煤岩渗透性的测定,分析洞穴完井对煤岩渗透性的改善作用,从而可以比较全面的评价洞穴完井增产的可能原因,为现场洞穴完井工艺设计提供新途径。
在本实施方式中,所述正方体煤岩模型11是在原煤上切割形成;正方体煤岩模型11的尺寸为300mm×300mm×300mm;所述模拟井筒111直径为30mm,深度为200mm;所述各测压孔112的直径为6mm,钻进深度为160mm。所述模拟井筒111位于煤岩模型11底面的中心位置并向上垂直延伸设置,所述各测压孔112对应设置在模拟井筒111的周围(如图2所示)。
在本实施方式中,所述煤岩模型11顶面设有四个测压孔112,将测压管51分别插入各测压孔112中,测压管51外壁面与测压孔112之间的间隙注入环氧树脂胶密封,测压管51采用直径3mm的不锈钢管,测压管51通过上压板13上对应的直径10mm左右的透孔穿出压板13外,各测压管51上连接一压力传感器,构成四个传感器测压点A、B、C、D,用来采集各测压点的压力数据,压力传感器另一端与电脑上的数据采集板相连。
在本实施方式中,因为测压孔112不在正方体煤岩模型11的中心,在加载三轴向压应力时,测压管51与压板13一定会有相对位移,所以上压板13上钻设的多个透孔其直径为10mm左右,主要是为了把测压管51的管接头穿出压板外与压力传感器连接,同时也为了正方体煤岩模型11变形(相对位移)时,压板13不会剪到测压管51。
进一步,所述各伺服加压油缸21、22、23对正方体煤岩模型11伺服加载三轴向不同压应力,伺服加压油缸21为水平(X)加压油缸,伺服加压油缸22为水平(Y)加压油缸,该两个加压油缸21、22主要用来伺服加载水平方向的压应力;伺服加压油缸23为垂直加压油缸,主要用来加载垂向压应力;三个方向的加压油缸需要三台全数字EDC220控制器来伺服控制,由一个伺服油源用来给三个方向的加压油缸供油。各加压油缸的进口方向,都安装一伺服阀,用来精确控制阀门的开关和进油量,三个加压油缸上面都安装有力传感器和位移传感器,力传感器、位移传感器还相连有力放大器、位移放大器,主要用来放大位移传感器和力传感器的信号,使得到的力与位移数据更加精确,从而实现对加压油缸加力与行程的精确控制,从而保证伺服加压力载荷过程中煤岩模型11不会被压碎。在本实施方式中,由一微机来程序控制所有的全数字EDC220控制器并收集数据,输出图形、曲线。
在本实施方式中,所述各压板13外侧还可设置一加压板14,伺服加压油缸的出力面贴着加压板14(如图1、图2和图3所示)。
在本实施方式中,方形煤岩模型及其夹持系统是煤层气洞穴完井评价实验装置的核心,本模型结构既可以实现洞穴完井的评价,又可以实现水力压裂的模拟测试,这样的设计实现了设备的多功能;所述压板13与胶套12主要用来保证加载三轴向各向异性压应力时模型的密封性。常规三轴压裂实验,一般不涉及试样内部的密封问题,或者试样内部加压一般不考虑压力外漏问题,而煤层气洞穴完井评价实验装置主要用来模拟煤气井洞穴完井的机理过程,测试洞穴完井的参数,分析洞穴完井的机理,得出洞穴完井的适应性、匹配性储层条件及增产机理,因为实验介质为煤岩,属于裂缝发育体,对煤岩内模拟井筒增压时,为了实现整个实验目的,必须保证井筒内部压力不外漏,煤岩体六个面上压力不壁串,因此,模型整体密封设计成为整个实验系统成败的关键所在。
在本实施方式中,所述胶套12为一立方硅胶壳体(如图6A、图6B所示),其尺寸略小于正方体煤岩模型11的尺寸,将正方体煤岩模型11放入所述胶套12时,先将整体的六面体胶套底面剪出260mm×260mm的方块121,然后将正方体煤岩模型11放入胶套12内,之后将剪出的方块121再贴在底部(再作适当的密封),方块121中间再开一个直径40mm的所述透孔122,透孔122用来使模拟井筒111导通于连通器31。由于胶套12的尺寸比正方体煤岩模型11小一些(为边长295mm的立方壳体),可使胶套12能紧贴在煤岩模型11上,这样可以保证煤岩模型11与外面完全隔绝,胶套外的六块压板13可以使得胶套12密封很高的压力(20MPa以上),由于压板13与煤岩模型11间通过胶套传递压力,所以胶套是被压缩的,这样在煤岩模型11的一个面上就不会产生压力的流动。
如图4所示,在本实施方式中,所述相邻的两个压板13上分别设有压板固定块131,安装压板13时,由螺栓连接相邻的压板固定块131,用来单方向固定压板13,使安装的压板不至于散开。
在本实施方式中,连通器31主要作用是连接进气管路和进液管路,排放模拟井筒111内部的气体或者液体,以及憋压卸压循环过程中产生的煤屑;连通器上的测压管52连接的压力传感器构成对模拟井筒111出口的测压点E(如图7所示)。
如图5所示,所述进气管311通过第一通道321与第一水压和气压加压缸331连接,所述进水管312通过第二通道322与第二水压和气压加压缸332连接,该两个加压缸331和332由一伺服电机34驱动,该第一水压和气压加压缸331通过第一选择开关351与储气瓶36和储液罐37连通,该第二水压和气压加压缸332通过第二选择开关352与储气瓶36和储液罐37连通;所述第一通道321上设有单向导通进气管的第一单向阀381,所述第二通道322上设有单向导通进水管的第二单向阀382。
本实施方式中,储气瓶36(为氮气瓶)及储液罐37主要为加压注入系统提供气源和液源,与水压和气压加压缸331和332相连接,通过伺服电机34及滚珠丝杠39使水压和气压加压缸压缩气体或者液体增压,增压后的气体或者液体,通过单向阀,进入进气管和/或进水管,再经过连通器31注入到模拟井筒111中。
在本实施方式中,连通器下部电动球阀41后面可以接不同直径的卸压管42,通过改变卸压管42的直径来改变卸压速度,从而产生不同的造洞穴效果和增产激励效果。在本实施方式中,所述卸压管直径可为30mm、25mm、20mm、15mm、10mm或5mm。卸压循环过程中坍塌出来的煤屑和流体由卸压管42导出后,由煤粉收集水槽43收集,最后再由煤粉收集盒(图中未示出)进行收集。煤粉收集盒底面为锥面,中间储集水,锥面上端放有较大煤颗粒收集盒,下端为粉尘收集盒,将所有收集的煤粉放进烘干箱烘干称重,实现精确计量。
下面对本发明的实验过程作出描述:
一、实验目的:通过试压得出注氮气增压、卸压循环煤岩试样产生初始洞穴的压力--门限压力;产生稳定洞穴的过程及对煤岩的激励作用。
二、实验初始条件:安装的煤岩试样面割理方向平行于最大水平主应力方向(水平X加压油缸加压方向或者水平Y加压油缸加压方向),煤岩试样标号为M1,连通器上卸压管的直径30mm,最小水平主应力加载5MPa,最大水平主应力加载7MPa,垂向应力加载11MPa;或者最大水平主应力及最小水平主应力加载5MPa,垂向应力加载11MPa。
三、实验步骤:
(0)将煤岩试样安装在模型系统内,通过三轴伺服加载系统,给实验用的煤岩模型样品加载各向异性压应力。
(1)检查5个压力探测点A、B、C、D、E上的压力传感器的压力是否为0,确定都为0后,开始实验。
(2)进行注气憋压/卸压循环前,开启气液加压注入系统在2秒内注入0.3MPa的氮气(使模拟井筒的压力为0.3MPa)。
(3)注气开始时,同时启动5个压力传感器,记录各压力探测点的压力数据。
(4)当模拟井筒内气体压力达到0.3MPa时,关闭气液加压注入系统,观察5个压力探测点的压力变化,检查整个装置的气密性。如果E点(测模拟井筒内的压力)压力下降到一定值然后趋于稳定,说明在低压下,气密性是正常的。稳定一段时间后,开启连通器上的电动球阀,开始卸压,直到5个压力传感器的压力数据都为0时,关闭电动球阀,开始进行注气憋压/卸压循环实验。
(5)开启气液加压注入系统,快速注入氮气,20-60秒的时间内使模拟井筒内的气体压力达到4.5MPa。
(6)注气开始时,同时启动5个压力传感器,记录各压力探测点的压力数据。
(7)模拟井筒内气体压力达到4.5Mpa时,保持增压压力不变,观察5个压力传感器的压力变化,直到5个压力传感器的压力都为4.5MPa时,或者5个压力传感器压力相等并接近4.5Mpa时。
(8)用直径为30mm的卸压管快速卸压,记录卸压过程中各压力探测点的压力变化动态数据。
(9)通过煤粉收集盒,收集卸压过程中喷射出来的煤屑,包括卸压管线中沾粘的煤屑以及喷射到水槽里面的煤屑,将收集的煤屑烘干、称重。(注:煤的密度一般取1434Kg/m3),从而估算出产生洞眼的体积。关闭电动球阀,重新安装好卸压管线,将煤粉收集水槽更换为等量清水,为一下次注气/卸压循环作准备。
(10)如果喷射出来的煤屑量非常少,具体少于30~50g,或者卸压时,压力探测点A、B、C、D中没有出现一条降幅较大的压力曲线,则说明模拟井筒内没有产生洞穴或者没有达到产生洞穴的初始条件。
(11)重复上述步骤(1)-(10)注气憋压/卸压循环5次,确定产生洞穴的初始条件与此压力状态下的循环次数没有关系,并记录每次各压力探测点的压力变化动态数据。
(12)当推断没有产生初始洞穴时,每次氮气的注入压力增加0.5MPa,重复上述步骤(1)-(11),经验显示,不同的煤岩,相同应力条件下,相同宜径卸压管快速卸压,有一个产生初始洞穴的门限压力。
(13)当实验过程中注入压力达到门限压力,快速卸压时模拟井筒内将产生初始洞穴,判别条件为大量喷出煤屑,具体大于40-50克,或者压力探测点A、B、C、D中出现较明显的降压曲线。
(14)收集卸压过程中喷射出来的煤屑,包括卸压管线中沾粘的煤屑以及喷射到水槽里面的煤屑,将收集的煤屑烘干、称重。重新安装好卸压管线,将煤粉收集水槽更换定量清水,为下一次注气增压/卸压循环作准备。
(15)开始在最高压力为门限压力的条件下,重复步骤(1)-(10),进行另一轮注气憋压/卸压循环,快速注入氮气,设定氮气注入速度为20-60秒内增压到门限压力,然后保持此压力,待5个压力传感器压力等于门限压力或者趋于稳定接近于门限压力。
(16)用一个直径为30mm的卸压管快速卸压,记录卸压过程中各压力点的数据,以及喷射出来的煤屑重量。清洗卸压管线及煤粉收集水槽。
(17)保持此条件不变,重复步骤(15)和(16)直到喷射出来的煤屑量很少,具体少于20-50g,可以看成已形成稳定洞穴,一般循环5-10次就可以达到稳定洞穴的条件。
(18)形成稳定洞穴后,采用X射线CT扫描仪,扫描已形成稳定洞穴的煤岩样品M1,观察洞穴的发育方向及裂缝的发育方向。
(19)CT扫描后,将煤岩样品M1切割开,垂直于模拟井筒水平方向切开,观察煤岩样品内部洞穴发育方向及具体裂缝发育方向。
(20)从已形成稳定洞穴的煤岩样品M1上取小直径煤心(直径25mm),分别沿面割理方向和端割理方向钻取,面割理方向邻洞穴部位及邻煤样壁面的煤心,编号M1-FX0和M1-FX1;端割理方向邻洞穴部位及邻煤样壁面的煤心,编号M1-BX0和M1-BX1;0代表近洞穴,1代表近壁面。
(21)对所取小直径煤心进行渗透率测定实验,测量其渗透率,并与未进行洞穴实验的原煤岩面割理及端割理方向所取煤心渗透率实验数据进行对照。
由上所述,本发明运用煤层气洞穴完井评价实验装置,可以在煤层气洞穴完井增产机理及造洞穴技术等方面进行深入研究,以形成我国自主知识产权的煤层气洞穴完井理论和技术,现场洞穴完井工艺投资巨大,耗时长,风险成本高,不具有快速,多次,多地层实验的能力,实验数据非常难采集,并且即使洞穴完井成功,其增产机理也很难解释和分析。而本发明煤层气洞穴完井评价实验装置,具有低成本、低风险、模拟不同储层环境、可重复使用性,即可以分析洞穴完井的增产机理,又可以为煤层气洞穴完井现场工艺设计提供指导。
以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式,并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员,在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改,均应属于本发明保护的范围。

Claims (8)

1.一种煤层气洞穴完井评价实验装置,其特征在于:所述评价实验装置由方形煤岩模型及其夹持系统、三轴伺服加载系统、气液加压注入系统、收集计量系统和监控处理系统构成;该方形煤岩模型及其夹持系统设置在一框架内,该方形煤岩模型及其夹持系统包括一正方体煤岩模型,该煤岩模型底面设有一向上延伸的模拟井筒,煤岩模型顶面设有多个向下延伸的测压孔,煤岩模型外侧设有密封胶套,在胶套外侧且对应煤岩模型的六个侧面上固定设有压板,在所述上、下侧压板以及胶套上与模拟井筒和测压孔对应的位置分别设有透孔,各测压孔内设有带压力传感器的测压管;所述三轴伺服加载系统包括三个伺服加压油缸,该三个油缸设置在煤岩模型外侧的空间三个方向上并向煤岩模型施加压力;气液加压注入系统包括密封设置在下侧压板上并与模拟井筒导通的连通器,该连通器上部设有进气管、进水管和带压力传感器的测压管,连通器下部设有一电动球阀,该电动球阀下端连接有一卸压管,该卸压管底端对应设有一煤粉收集水槽。
2.如权利要求1所述的煤层气洞穴完井评价实验装置,其特征在于:所述煤岩模型顶面设有四个测压孔。
3.如权利要求1所述的煤层气洞穴完井评价实验装置,其特征在于:各加压油缸的进口方向分别安装一伺服阀,用来精确控制阀门的开关和进油量。
4.如权利要求1所述的煤层气洞穴完井评价实验装置,其特征在于:所述各伺服加压油缸上设有力传感器和位移传感器,各伺服加压油缸连接有控制其动作的全数字控制器。
5.如权利要求1所述的煤层气洞穴完井评价实验装置,其特征在于:所述进气管通过第一通道与第一水压和气压加压缸连接,所述进水管通过第二通道与第二水压和气压加压缸连接,该两个加压缸由一伺服电机驱动,该第一水压和气压加压缸通过第一选择开关与储气瓶和储液罐连通,该第二水压和气压加压缸通过第二选择开关与储气瓶和储液罐连通;所述第一通道上设有单向导通进气管的第一单向阀,所述第二通道上设有单向导通进水管的第二单向阀。
6.如权利要求1所述的煤层气洞穴完井评价实验装置,其特征在于:所述正方体煤岩模型是在原煤上切割形成;正方体煤岩模型的尺寸为300mm×300mm×300mm;所述模拟井筒直径为30mm,深度为200mm;所述各测压孔的直径为6mm,钻进深度为160mm。
7.如权利要求6所述的煤层气洞穴完井评价实验装置,其特征在于:所述模拟井筒位于煤岩模型底面的中心位置并向上垂直延伸设置,所述各测压孔对应设置在模拟井筒的周围。
8.如权利要求6所述的煤层气洞穴完井评价实验装置,其特征在于:所述卸压管直径为30mm、25mm、20mm、15mm、10mm或5mm。
CN201010264863.1A 2010-08-27 2010-08-27 煤层气洞穴完井评价实验装置 Expired - Fee Related CN102373919B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201010264863.1A CN102373919B (zh) 2010-08-27 2010-08-27 煤层气洞穴完井评价实验装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201010264863.1A CN102373919B (zh) 2010-08-27 2010-08-27 煤层气洞穴完井评价实验装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102373919A true CN102373919A (zh) 2012-03-14
CN102373919B CN102373919B (zh) 2014-03-26

Family

ID=45793085

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201010264863.1A Expired - Fee Related CN102373919B (zh) 2010-08-27 2010-08-27 煤层气洞穴完井评价实验装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102373919B (zh)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105043949A (zh) * 2015-06-18 2015-11-11 中国石油大学(华东) 一种垂直井筒中煤粉产出模拟实验装置及方法
CN105275461A (zh) * 2015-10-27 2016-01-27 河南理工大学 煤层气直井钻进过程煤粉产出测试装置
CN105507894A (zh) * 2015-12-09 2016-04-20 河南理工大学 煤层气垂直井水力压裂过程煤粉产出测试装置与方法
CN107387054A (zh) * 2017-09-14 2017-11-24 辽宁工程技术大学 一种页岩缝网压裂裂缝扩展的物理模拟方法
CN108241049A (zh) * 2017-12-29 2018-07-03 河海大学 一种多成因地面塌陷状况的模拟监测系统及其使用方法
CN108894764A (zh) * 2018-07-11 2018-11-27 中国石油大学(北京) 可视化二维水力裂缝模拟实验装置
CN108952659A (zh) * 2018-07-11 2018-12-07 中国石油大学(北京) 可视化超临界二氧化碳压裂物理模拟试验方法
CN109630099A (zh) * 2018-10-29 2019-04-16 中国矿业大学 一种煤层气水平井塌孔造洞穴卸压开采模拟试验方法
CN110018056A (zh) * 2019-04-15 2019-07-16 中国石油大学(北京) 一种砂岩储层孔眼稳定性评价实验装置及方法
CN110823707A (zh) * 2019-11-18 2020-02-21 中国矿业大学 卸压煤层气开发模拟的试样真三轴密封加载装置及方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6652627B1 (en) * 2002-10-30 2003-11-25 Velocys, Inc. Process for separating a fluid component from a fluid mixture using microchannel process technology
CN1904308A (zh) * 2006-07-28 2007-01-31 辽河石油勘探局 煤层气井爆破式洞穴完井工艺方法
CN101343991A (zh) * 2008-08-13 2009-01-14 中国石油天然气股份有限公司 单一内径完井井身结构及完井方法
CN101709629A (zh) * 2009-11-06 2010-05-19 河南省煤田地质局二队 煤层气井的反循环空气动力造穴方法及设备
CN201521285U (zh) * 2009-11-06 2010-07-07 河南省煤田地质局二队 煤层气井的反循环空气动力造穴设备
CN201794583U (zh) * 2010-08-27 2011-04-13 中国石油大学(北京) 煤层气洞穴完井评价实验装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6652627B1 (en) * 2002-10-30 2003-11-25 Velocys, Inc. Process for separating a fluid component from a fluid mixture using microchannel process technology
CN1904308A (zh) * 2006-07-28 2007-01-31 辽河石油勘探局 煤层气井爆破式洞穴完井工艺方法
CN101343991A (zh) * 2008-08-13 2009-01-14 中国石油天然气股份有限公司 单一内径完井井身结构及完井方法
CN101709629A (zh) * 2009-11-06 2010-05-19 河南省煤田地质局二队 煤层气井的反循环空气动力造穴方法及设备
CN201521285U (zh) * 2009-11-06 2010-07-07 河南省煤田地质局二队 煤层气井的反循环空气动力造穴设备
CN201794583U (zh) * 2010-08-27 2011-04-13 中国石油大学(北京) 煤层气洞穴完井评价实验装置

Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105043949A (zh) * 2015-06-18 2015-11-11 中国石油大学(华东) 一种垂直井筒中煤粉产出模拟实验装置及方法
CN105043949B (zh) * 2015-06-18 2016-04-13 中国石油大学(华东) 一种垂直井筒中煤粉产出模拟实验装置及方法
CN105275461A (zh) * 2015-10-27 2016-01-27 河南理工大学 煤层气直井钻进过程煤粉产出测试装置
CN105507894A (zh) * 2015-12-09 2016-04-20 河南理工大学 煤层气垂直井水力压裂过程煤粉产出测试装置与方法
CN105507894B (zh) * 2015-12-09 2018-07-06 河南理工大学 煤层气垂直井水力压裂过程煤粉产出测试装置与方法
CN107387054A (zh) * 2017-09-14 2017-11-24 辽宁工程技术大学 一种页岩缝网压裂裂缝扩展的物理模拟方法
CN107387054B (zh) * 2017-09-14 2019-08-27 辽宁工程技术大学 一种页岩缝网压裂裂缝扩展的物理模拟方法
CN108241049A (zh) * 2017-12-29 2018-07-03 河海大学 一种多成因地面塌陷状况的模拟监测系统及其使用方法
CN108952659A (zh) * 2018-07-11 2018-12-07 中国石油大学(北京) 可视化超临界二氧化碳压裂物理模拟试验方法
CN108894764A (zh) * 2018-07-11 2018-11-27 中国石油大学(北京) 可视化二维水力裂缝模拟实验装置
US10634596B2 (en) 2018-07-11 2020-04-28 China University Of Petroleum-Beijing Visualized supercritical carbon dioxide fracturing physical simulation test method
CN108894764B (zh) * 2018-07-11 2020-06-05 中国石油大学(北京) 可视化二维水力裂缝模拟实验装置
CN109630099A (zh) * 2018-10-29 2019-04-16 中国矿业大学 一种煤层气水平井塌孔造洞穴卸压开采模拟试验方法
CN109630099B (zh) * 2018-10-29 2021-07-27 中国矿业大学 一种煤层气水平井塌孔造洞穴卸压开采模拟试验方法
CN110018056A (zh) * 2019-04-15 2019-07-16 中国石油大学(北京) 一种砂岩储层孔眼稳定性评价实验装置及方法
CN110018056B (zh) * 2019-04-15 2020-09-29 中国石油大学(北京) 一种砂岩储层孔眼稳定性评价实验装置及方法
CN110823707A (zh) * 2019-11-18 2020-02-21 中国矿业大学 卸压煤层气开发模拟的试样真三轴密封加载装置及方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN102373919B (zh) 2014-03-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102373919B (zh) 煤层气洞穴完井评价实验装置
CN201794583U (zh) 煤层气洞穴完井评价实验装置
CN108801799B (zh) 岩石压裂物理模拟系统及试验方法
CN102735548B (zh) 多功能真三轴流固耦合试验系统
CN102735547B (zh) 真三轴状态下煤岩水压致裂试验方法
CN106437694B (zh) 模拟煤层压裂作用排采煤粉变化监测装置及其实验方法
CN102735600B (zh) 真三轴状态下煤样渗流测试方法
CN104655495B (zh) 一种煤岩高温高压真三轴压裂渗流试验装置与试验方法
CN102735549B (zh) 多功能真三轴流固耦合压力室
CN104535727B (zh) 一种水力加砂压裂系统
CN104819914A (zh) 超声波促进气体渗流的实验装置
CN105756674A (zh) 模拟地层条件的裂缝—基质耦合流动损害评价装置与方法
CN107727530B (zh) 基于温压回溯原理的一体化全程气密含气量测量仪的应用
CN205786605U (zh) 一种本煤层瓦斯抽采实验模拟装置
CN110306964B (zh) 一种水力压裂煤层裂纹可视化及增透效果评价方法
CN106353197A (zh) 高压多相流耦合岩石真三轴试验系统及其方法
CN112081575B (zh) 多场耦合下煤层气井井周围岩形变可视化模拟装置与方法
CN201654010U (zh) 一种堵漏试验仪
CN205477605U (zh) 模拟地层条件的裂缝—基质耦合流动损害评价装置
CN104062408B (zh) 一种分层注浆模型试验系统
CN203822282U (zh) 一种围压水力压裂实验装置
CN104330835A (zh) 含瓦斯煤复合动力灾害工作面预测实验室测试系统
CN105372390B (zh) 一种三维注浆试验装置及试验方法
CN116411959A (zh) 一种模拟真实地层环境下的油气井压裂试验装置及方法
CN114922591A (zh) 松软煤层顶板岩层水平井定向穿层压裂模拟试验方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20140326