CN108798655B - 一种煤层气逸散的三气合采实验装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种煤层气逸散的三气合采实验装置，包括：致密气流动模块、煤层气流动模块、逸散流动模块和井筒压力耦合模块，致密气流动模块和煤层气流动模块均由气瓶、调压阀、进口压力表、流量计、岩心夹持器、围压表和围压泵组成，逸散流动模块由岩心夹持器、围压表和围压泵组成，井筒压力耦合模块包括压力表、流量计、调压阀、气水分离器和量筒。本发明装置能够实现在实验室条件下模拟目标油气藏条件，通过井筒压力耦合模块中的出口压力表获得岩心夹持器出口端压力，利用调压阀改变岩样端面压力差、岩样中流体流速的特点，通过流量计间接测得煤层逸散的气体体积，分析煤层气逸散对产量的影响，从而优选排水采气参数。

Description

一种煤层气逸散的三气合采实验装置

技术领域

本发明属于煤层气勘探开发技术领域，涉及一种优选排水采气参数的室内实验装置，尤其涉及一种煤层气逸散的三气合采实验装置。

背景技术

多数煤层构造比较平缓没有明显遮挡条件，通常情况下，煤层气的吸附都处于欠饱和状态，煤层气井的开采过程需要排水降压，当压力降至临界解吸压力时煤层气才开始解吸，生产存在临界解吸过程，因此初始状态下，大多数煤层气藏并不存在游离气，所有气体均处于吸附状态，气藏中也不存在油水界面。因此煤层气的开采需要经历排水降压，才能解吸产气。由于煤层中水溶解的煤层气浓度较大，因此会不断向围岩层以扩散的形式逸散。

生产实践表明煤岩的裂缝系统中并不存在游离气，如果煤层气的赋存机理与常规储层一样，是由于顶板致密，具有圈闭条件而保存下来的，那么裂缝系统的游离气就不能逸散，而是很好的保存。然而事实上并不是这样的，煤层的生烃量很大，但保存量很少，裂缝系统中并不存在游离气。煤层气在成藏的过程中，煤层的裂缝系统中都不能保存游离气，在初始状态游离气比列低的煤层，降压解吸的开采过程中就有可能发生煤层气的逸散。目前，国内仪器优选排水采气参数的同时没有考虑煤层气逸散的影响，导致测试结果不能很好地应用于开采现场。

发明内容

本发明目的是提供一种煤层气逸散的三气合采实验装置，主要用于模拟地层条件下煤层气的逸散过程，并通过流量计间接测得煤层逸散的气体体积，分析开采过程中煤层气的逸散对产量的影响。

为了解决上述技术问题，本发明通过以下方式来实现：

一种煤层气逸散的三气合采实验装置，包括致密气流动模块、煤层气流动模块、逸散流动模块和井筒压力耦合模块，

所述致密气流动模块由依次通过管道相连的气瓶I、调压阀I、进口压力表I、流量计I、岩心夹持器I、围压表I和围压泵I组成，所述岩心夹持器I底部开设有与岩心夹持器III出口端相通的小孔，且岩心夹持器I的出口端连接井筒压力耦合模块的气水分离器I；

所述煤层气流动模块由依次通过管道相连的气瓶II、调压阀II、进口压力表II、流量计II、岩心夹持器II、围压表II和围压泵II组成，所述岩心夹持器II顶部开设有与岩心夹持器III进口端相通的小孔，且岩心夹持器I的出口端连接井筒压力耦合模块的气水分离器II；

所述逸散流动模块由依次通过管道相连的岩心夹持器III、围压表III和围压泵III组成；

所述井筒压力耦合模块由通过管道相连的出口压力表I、气水分离器I、流量计III、出口压力表II、调压阀III、气水分离器II和量筒组成。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果：

本发明装置能够实现在实验室条件下模拟目标油气藏条件，通过井筒压力耦合模块中的出口压力表获得岩心夹持器出口端压力，利用调压阀改变岩样端面压力差、岩样中流体流速的特点，通过流量计间接测得煤层逸散的气体体积，分析煤层气逸散对产量的影响，从而优选排水采气参数，为煤层气生产现场提供技术支撑；该装置结构简单，操作方便，可在高压、超高压条件下使用，同时放入三种不同的储层岩心，比较准确地反映出地下不同类型的储层及其排列顺序。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图中各个标记分别为：

1a、气瓶I，1b、气瓶II，2a、调压阀I，2b、调压阀II，2c、调压阀III，3a、进口压力表I，3b、进口压力表II，4a、流量计I，4b、流量计II，4c、流量计III，5a、岩心夹持器I，5b、岩心夹持器II，5c、岩心夹持器III，6a、围压表I，6b、围压表II，6c、围压表III，7a、围压泵I，7b、围压泵II，7c、围压泵III，8a、出口压力表I，8b、出口压力表II，9a、气水分离器I，9b、气水分离器II，10、量筒。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明，应当理解，此处所描述的具体实例仅仅用以解释本发明，并不用于限定发明。

如图1所示，本发明实例提供的煤层气逸散的三气合采实验装置，为了便于说明，仅示出了与本发明相关的部分。

一种煤层气逸散的三气合采实验装置，包括致密气流动模块、煤层气流动模块、逸散流动模块和井筒压力耦合模块，

所述致密气流动模块由依次通过管道相连的气瓶I 1a、调压阀I 2a、进口压力表I3a、流量计I 4a、岩心夹持器I 5a、围压表I 6a和围压泵I 7a组成，所述岩心夹持器I底部开设有与岩心夹持器III出口端相通的小孔，且岩心夹持器I的出口端连接井筒压力耦合模块的气水分离器I，流量计I记录致密气和逸散气体的体积；

所述煤层气流动模块由依次通过管道相连的气瓶II 1b、调压阀II 2b、进口压力表II3b、流量计II 4b、岩心夹持器II 5b、围压表II 6b和围压泵II 7b组成，所述岩心夹持器II顶部开设有与岩心夹持器III进口端相通的小孔，且岩心夹持器I的出口端连接井筒压力耦合模块的气水分离器II，进行气水分离，流量计II记录煤层气总体积；

所述逸散流动模块由依次通过管道相连的岩心夹持器III 5c、围压表III 6c和围压泵III 7c组成，岩心夹持器III分别与煤层气流动模块中岩心夹持器II和致密气流动模块中岩心夹持器II连接起来，形成逸散通道；

所述井筒压力耦合模块由通过管道相连的出口压力表I 8a、气水分离器I 9a、流量计III 4c、出口压力表II 8b、调压阀III 2c、气水分离器II 9b和量筒10组成，流量计III记录煤层气体积，量筒计量分离出的水的体积。

井筒压力耦合模块中的出口压力表I和出口压力表II分别用于测量岩心夹持器I和岩心夹持器II的出口端压力，此处的流量计III可间接用于计量煤层逸散的气体体积。实验结束后煤层气逸散过程的排水采气参数煤通过分析不同压差下驱替出的气体体积实现，煤层流动模块中的煤层气一部分进入气水分离器II中进行气水分离，另一部分进入逸散流动模块后再进入致密气流动模块，与致密气一起被驱替出来，最后两股气流在井筒压力耦合模块中放空。

在实施例中，岩心夹持器I、岩心夹持器II和岩心夹持器III中分别放入饱和水的致密砂岩层岩心、煤层岩心和煤层顶板岩心，通过围压泵分别向岩心夹持器I、岩心夹持器II和岩心夹持器III四周注入围压，模拟岩心在地层条件下的压力情况，通过调压阀改变岩心端面压力差、岩心中流体流速，对比不同压差下驱替出的气体体积，从而选出实验过程中排水采气的最优化参数。其中进口压力表与出口压力表的数值之差即为储层与井筒间的压差，流量计II与流量计III之间的数值差即为逸散气体体积。

煤层气逸散的三气合采实验装置满足以下条件：

1)能够模拟岩心现场开采情况下所受到的围压、流压及流体驱动力的情况；

2)能够控制驱替压力，产生压降，模拟煤层气解吸过程；

3)能够模拟真实煤层压力下的煤层气逸散过程；

4)能够实时记录压力改变的情况，明确压差；

5)能够自动实时计量驱替的气体体积。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种煤层气逸散的三气合采实验装置，其特征在于：包括致密气流动模块、煤层气流动模块、逸散流动模块和井筒压力耦合模块，

所述致密气流动模块由依次通过管道相连的气瓶I、调压阀I、进口压力表I、流量计I、岩心夹持器I、围压表I和围压泵I组成，所述岩心夹持器I底部开设有与岩心夹持器III出口端相通的小孔，且岩心夹持器I的出口端连接井筒压力耦合模块的气水分离器I；

所述煤层气流动模块由依次通过管道相连的气瓶II、调压阀II、进口压力表II、流量计II、岩心夹持器II、围压表II和围压泵II组成，所述岩心夹持器II顶部开设有与岩心夹持器III进口端相通的小孔，且岩心夹持器II 的出口端连接井筒压力耦合模块的气水分离器II；

所述逸散流动模块由依次通过管道相连的岩心夹持器III、围压表III和围压泵III组成；

所述井筒压力耦合模块由通过管道相连的出口压力表I、气水分离器I、流量计III、出口压力表II、调压阀III、气水分离器II和量筒组成。

Images