CN111022019A - 一体化模拟井周水合物储层出砂与改造的实验系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一体化模拟井周水合物储层出砂与改造的实验系统及方法，其实验系统包括反应釜、气液混合驱替与控制系统、覆压伺服控制系统、气固液分离系统，反应釜包括上法兰盘、下法兰盘、环向金属框架以及覆压活塞、中心井筒，上法兰盘、环向金属框架、下法兰盘通过环向均布的螺杆连接锁紧，覆压活塞为T型，覆压活塞上端设置在反应釜内腔中、下端贯穿下法兰盘，覆压活塞中部设有连通反应釜内外的流体出口，中心井筒安装在流体出口中。通过对反应釜与上述系统的整合应用，探究水合物储层分解区域出砂与改造过程中地层孔隙结构的变化特征以及流体压力的演化规律，最终掌握涉及颗粒流动的运移规律以及流固运移过程中流体‑颗粒间的相互作用机制。

Description

一体化模拟井周水合物储层出砂与改造的实验系统及方法

技术领域

本发明涉及天然气水合物储层开发过程中开采出砂以及压裂改造联合测量技术与应用技术领域，尤其涉及一体化模拟井周水合物储层出砂与改造的实验系统及方法。

背景技术

水合物储量大、分布广、能量密度高，是一种极具潜力的可替代能源，且天然气水合物燃烧过程清洁无污染，能有效缓解人类发展所面临的能源与环境这一瓶颈问题。国际社会对这一优质的非常规能源关注广泛，截止目前，美国、日本、加拿大、韩国、印度、德国、俄罗斯和中国等世界主要国家对其进行了大量的现场调查。而以美国、日本和中国为主要代表，均已在陆域和海域成功进行了相关的技术试开采。

通过试开采实验，各国研究团队验证了水合物开采技术的可行性，但在此过程中也发现了水合物开采所面临的经济性和安全性等一系列问题。这些问题都严重制约着水合物开采商业化的进程，其中水合物开采出砂影响生产井周区域的安全性，以及水合物多分布在粘土质储层中而难以快速开采影响持续生产的经济性这两方面的难题最为棘手。日本在Nankai Trough的水合物资源多以砂质储层为主，虽然开采过程中的经济性指标较好，但其第一次试采和第二次试采的两个阶段都出现了较为严重的出砂问题。尽管第二次试采在第一次砾石充填防砂的基础上采用了特殊的Geoform材料进行防砂，仍然不可避免地因为持续的开采出砂问题导致生产提前中断。而我国南海海域的水合物资源以粘质储层为主，由于试开采周期相对商业化开采时间短，且随流体运移而产出的固体颗粒较小，在试开采期间并未发生明显的出砂问题而带来安全隐患，但在后续的试开采和进一步地商业化开采过程中仍需对出砂安全问题引起重视。此外，综合我国南海水合物开采过程中的产气和产水等经济性指标的情况分析，粘质水合物储层在现有的降压开采条件下可能不足以支撑商业化开采要求所需的日产气量，必须在原有储层的基础上进行相应的储层改造。在其他能源开采领域广泛应用的压裂增产技术无疑是可以借鉴的手段，有必要针对水合物进行相关的压裂改造增产研究。

具体到水合物储层实际开采过程中，由远及近存在着水合物未分解区域，水合物正在分解区域和水合物已经分解区域。由于水合物分解之后的各项性能弱化，井周水合物储层分解区域相比其他区域所面临的出砂问题，以及由此引起的井壁安全等问题更加需要关注。同时，储层改造过程中的压裂技术也决定了压裂材料以及裂缝起裂和扩展等是通过井周区域逐渐向储层内部发展的。因此，从以上角度出发，对水合物储层井周分解区域的流固运移现象进行直观深入的研究，基于掌握水合物储层改造及开采过程中的流固运移(出砂和改造)规律，了解水合物储层流固运移过程中的三相分布特征，进而厘清影响水合物储层流固运移的机理的目标，亟需设计一种能实时可视化观测水合物井周储层分解区域出砂与改造过程的模拟实验系统。

发明内容

为了弥补现阶段水合物出砂以及储层改造测试硬件方面的不足，本发明提供一体化模拟井周水合物储层出砂与改造的实验系统及方法，既能用于探究含水合物开采过程中出砂所引起的储层和井壁安全稳定性问题，又能用于评价水合物储层压裂技术对储层增产改造的实际效果；针对水合物出砂问题，探讨水合物开采过程中的流固运移及分布情况，产气、产水、出砂规律和井壁区域的变形破坏演化特征；针对水合物压裂改造问题，探讨改造过程中的裂缝起裂及扩展规律；基于直观的可视化图形观测与严谨的参数监测分析，为水合物的实际开采方案提供理论上的参考和借鉴。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一体化模拟井周水合物储层出砂与改造的实验系统，包括反应釜、气液混合驱替与控制系统、覆压伺服控制系统、气固液分离系统；

所述反应釜包括上法兰盘、下法兰盘、环向金属框架以及覆压活塞、中心井筒，上法兰盘、环向金属框架、下法兰盘由上至下依次叠加设置并通过环向均布的螺杆连接锁紧，使反应釜整体呈圆盘状且其内部具有圆盘状空腔；

所述上法兰盘中镶嵌有耐高压可视化玻璃；

所述环向金属框架上环向均布若干连通反应釜内外的流体进口；

所述覆压活塞为T型，覆压活塞上端设置在反应釜内腔中、下端贯穿下法兰盘，覆压活塞中部设有连通反应釜内外的流体出口；

所述中心井筒安装在流体出口中；

所述下法兰盘上设有两连通反应釜内外的覆压进出口；

所述气液混合驱替与控制系统与流体进口、中心井筒连通，用于向反应釜提供实验所需水气产出介质或向中心井筒提供实验所需压裂液；

所述覆压伺服控制系统与覆压进出口连通，用于对反应釜内的沉积物试样施加上覆地层应力；

所述气固液分离系统与中心井筒连通，用于分离出砂实验的产出物。

进一步的，所述中心井筒包括出砂井筒和压裂井筒，出砂井筒用于汇集反应釜内模拟开采过程中运移产出的固、液、气产物，压裂井筒用于喷射流体至反应釜内的填充材料中，模拟压裂过程中储层内部的裂缝发展。

进一步的，所述覆压活塞沿径向设有若干测压探头，测压探头贯穿覆压活塞插入反应釜内腔中，所述上法兰盘沿径向也设有若干测压探头，测压探头贯穿上法兰盘插入反应釜内腔中。

进一步的，所述气液混合驱替与控制系统分为气源供给分路和液相供给分路，气源供给分路包括通过管线依次连通的气瓶、单向减压阀、第一阀门、流量计，气瓶与单向减压阀之间的管线上连接有第一压力计，液相供给分路包括通过管线依次连通的可变频螺杆泵、第二阀门，可变频螺杆泵与第二阀门之间的管线上连接有第二压力计，气源供给分路与液相供给分路汇入混合器，混合器通过管线与每一流体进口和流体出口中的中心井筒均连通，混合器与每一流体进口之间的管线上均设有第三阀门，混合器与中心井筒之间的管线上设有第四阀门。

进一步的，所述混合器上连接有带第五阀门的管线，用于排空混合器内的介质，混合器与第五阀门之间的管线上连接有第三压力计。

进一步的，所述覆压伺服控制系统分为覆压加载分路和覆压排空分路，覆压加载分路包括通过管线依次连通的伺服泵、第六阀门，覆压排空分路为设有第七阀门的管线，覆压加载分路接入其一覆压进出口，覆压排空分路接入另一覆压进出口，第六阀门与覆压进出口之间连接有第四压力计。

进一步的，所述气固液分离系统包括通过管线依次连通的固液分离器、背压阀、气液分离器、气体收集器，气固液分离系统与流体出口中的中心井筒连通，固液分离器与中心井筒之间的管线上连接有第五压力计。

进一步的，所述固液分离器上连接有带第八阀门的管线和带第九阀门的管线，分别用于排空固液分离器内的液体和气体；所述气液分离器上连接有带第十阀门的管线，用于排空气液分离器内液体；所述气体收集器上连接有带第十一阀门的管线，用于排空气体收集器内的气体。

通过上述实验系统模拟井周水合物储层出砂过程的实验方法，包括以下步骤：

S1、将出砂井筒安装在流体出口内；

S2、模拟地层骨架材料装填进反应釜之前，先检查整个实验系统的气密性，保证密封部件的密封性能良好，各功能部件安装到位，且工作性能正常；

S3、将预先选定的地层骨架材料装填至反应釜内，连接好各路阀门与管线，并采用真空泵对整个反应系统抽真空，保证系统内部环境的纯净，随后根据实际地层的饱和介质情况，通过气液混合驱替与控制系统将水气产出介质填充到地层骨架材料的孔隙当中，模拟实际地层的赋存环境；

S4、通过覆压伺服控制系统施加上覆地层应力，模拟实际海底地层环境，对地层骨架材料进行固结压实，直至达到固结稳定状态；

S5、气液混合驱替与控制系统持续提供所需的水气产出介质，通过反应釜外边缘的流体进口通入反应釜内部，模拟开采过程中水气产出介质在井周区域的运移过程，并将产出的物质汇集到出砂井筒中，开采出砂实验过程中，通过覆压活塞上径向布置的测压探头获取储层内部的流体压力分布情况；

S6、伴随储层内流体运移过程进入出砂井筒中的气、液、固产出物质依次经过固液分离器、气液分离器、气体收集器，并实时计量各项成分随实验进程的变化；

S7、步骤S3-S5的过程中，通过上法兰盘中的可视化窗口实时观测和记录模拟储层孔隙结构的变化。

通过上述实验系统模拟井周水合物储层改造过程的实验方法，包括以下步骤：

S1、将压裂井筒安装在流体出口内；

S2、模拟地层骨架材料装填进反应釜之前，先检查整个实验系统的气密性，保证密封部件的密封性能良好，各功能部件安装到位，且工作性能正常；

S3、将预先选定的地层骨架材料装填至反应釜内，连接好各路阀门与管线，并采用真空泵对整个反应系统抽真空，保证系统内部环境的纯净，随后根据实际地层的饱和介质情况，通过气液混合驱替与控制系统将水气产出介质填充到骨架材料的孔隙当中，模拟实际地层的赋存环境；

S4、通过覆压伺服控制系统施加上覆地层应力，模拟实际海底地层环境，对沉积物试样进行固结压实，直至达到固结稳定状态；

S5、关闭反应釜上环向均布的流体进口，将压裂液通过压裂井筒注入到储层当中，模拟压裂液从中心井筒区域向储层内部区域运移的过程；

S6、进行反应釜径向上的压力演化情况监测；

S7、步骤S3-S5的过程中，通过上法兰盘中的可视化窗口实时观测和记录模拟储层孔隙结构的变化。

本发明的有益效果为：

通过上述实验系统的结构设计、部件组装和实验测试，本发明能够实现以下功能：1、依据中心井筒和反应釜外边缘的尺寸参数，结合等比例原则，实现对水合物储层井周区域的大范围实验模拟；2、通过伺服泵的控制还原水合物储层的上覆地层应力，实现水合物储层固结模拟；3、通过反应釜结合出砂井筒，实现不同开采流动条件下水合物储层井周分解区域的产气、产水、产砂过程测试；4、通过反应釜结合压裂井筒，实现不同压裂条件下水合物储层井周区域的压裂改造效果评价。

附图说明

附图1为本发明反应釜结合出砂井筒的结构示意图；

附图2为本发明压裂井筒的结构示意图；

附图3为本发明实验系统的结构流程图。

标注说明：1、气瓶，2、第一压力计，3、单向减压阀，4、第一阀门，5、流量计，6、可变频螺杆泵，7、第二压力计，8、第二阀门，9、混合器，10、第三压力计，11、第五阀门，12、第三阀门，13、第四阀门，14、伺服泵，15、第六阀门，16、第四压力计，17、第七阀门，18、第五压力计，19、固液分离器，20、第八阀门，21、第九阀门，22、背压阀，23、气液分离器，24、第十阀门，25、气体收集器，26、第十一阀门，27、上法兰盘，28、玻璃压板，29、耐高压可视化玻璃，30、测压探头，31、流体进口，32、环向金属框架，33、覆压进出口，34、井筒压板，35、出砂井筒，36、覆压活塞，37、下法兰盘，38、压裂井筒。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

请参阅图1-3所示，一体化模拟井周水合物储层出砂与改造的实验系统，包括反应釜、气液混合驱替与控制系统、覆压伺服控制系统、气固液分离系统。通过对反应釜与上述系统的整合应用，探究水合物储层分解区域出砂与改造过程中地层孔隙结构的变化特征以及流体压力的演化规律，最终掌握涉及颗粒流动的运移规律以及流固运移过程中流体-颗粒间的相互作用机制。

具体的，所述反应釜包括上法兰盘27、下法兰盘37、环向金属框架32以及覆压活塞36、中心井筒，上法兰盘27、环向金属框架32、下法兰盘37由上至下依次叠加设置并通过环向均布的螺杆连接锁紧，使反应釜整体呈圆盘状且其内部具有圆盘状空腔。

上述技术方案，所述上法兰盘27中镶嵌有耐高压可视化玻璃29，耐高压可视化玻璃29通过玻璃压板28和螺钉固定；所述环向金属框架32上环向均布若干连通反应釜内外的流体进口31；所述覆压活塞36为T型，覆压活塞36上端设置在反应釜内腔中、下端贯穿下法兰盘37，覆压活塞36中部设有连通反应釜内外的流体出口；所述中心井筒安装在流体出口中，中心井筒通过井筒压板34和螺钉固定；所述下法兰盘37上设有两连通反应釜内外的覆压进出口33。

上述技术方案，所述中心井筒包括出砂井筒35和压裂井筒38，出砂井筒35用于汇集反应釜内模拟开采过程中运移产出的固、液、气产物，压裂井筒38用于喷射流体至反应釜内的填充材料中，模拟压裂过程中储层内部的裂缝发展。

上述技术方案，所述覆压活塞36沿径向设有若干测压探头30，测压探头30贯穿覆压活塞36插入反应釜内腔中，T型覆压活塞36利于密封，也利于布置测压探头30，使其直接插入反应釜中。所述上法兰盘27沿径向也设有若干测压探头30，测压探头30贯穿上法兰盘27插入反应釜内腔中。

以上反应釜的结构中，相应位置需采用密封垫和密封圈实施密封。

在其一实施例中，反应釜外径选定1000mm，厚度选定为20mm，中心井筒内径选定50mm，用于模拟地下某一深度的井筒和井周地层情况；耐高压可视化玻璃29的直径为500mm，耐高压可视化玻璃29外可以架设摄像装置；环向金属框架32上环向均布12个流体进口31。

所述气液混合驱替与控制系统分为气源供给分路和液相供给分路，气源供给分路包括通过管线依次连通的气瓶1、单向减压阀3、第一阀门4、流量计5，气瓶1与单向减压阀3之间的管线上连接有第一压力计2，液相供给分路包括通过管线依次连通的可变频螺杆泵6、第二阀门8，可变频螺杆泵6与第二阀门8之间的管线上连接有第二压力计7，气源供给分路与液相供给分路汇入混合器9，混合器9通过管线与每一流体进口31和流体出口中的中心井筒均连通，混合器9与每一流体进口31之间的管线上均设有第三阀门12，混合器9与中心井筒之间的管线上设有第四阀门13。所述混合器9上连接有带第五阀门11的管线，用于排空混合器9内的介质，混合器9与第五阀门11之间的管线上连接有第三压力计10。上述气液混合驱替与控制系统与流体进口31、中心井筒连通，用于向反应釜提供实验所需水气产出介质或向中心井筒提供实验所需压裂液。

所述覆压伺服控制系统分为覆压加载分路和覆压排空分路，覆压加载分路包括通过管线依次连通的伺服泵14、第六阀门15，覆压排空分路为设有第七阀门17的管线，覆压加载分路接入其一覆压进出口33，覆压排空分路接入另一覆压进出口33，第六阀门15与覆压进出口33之间连接有第四压力计16。上述覆压伺服控制系统与覆压进出口33连通，用于对反应釜内的沉积物试样施加上覆地层应力。

所述气固液分离系统包括通过管线依次连通的固液分离器19、背压阀22、气液分离器23、气体收集器25，气固液分离系统与流体出口中的中心井筒连通，固液分离器19与中心井筒之间的管线上连接有第五压力计18。上述气固液分离系统与中心井筒连通，用于分离出砂实验的产出物。

所述固液分离器19上连接有带第八阀门20的管线和带第九阀门21的管线，分别用于排空固液分离器19内的液体和气体；所述气液分离器23上连接有带第十阀门24的管线，用于排空气液分离器23内液体；所述气体收集器25上连接有带第十一阀门26的管线，用于排空气体收集器25内的气体，上述管线可以外接流量计计量气体体积。

该实验系统的亮点在于：(1)反应釜内外径尺寸足够大，能够较好地模拟实际地层中的井周区域，降低了实验室设备在模拟实际地层过程中地尺寸效应，更加贴近真实地层条件。同时，能够更加完整地反应井周区域地流固运移演化情况；(2)中心井筒同时配备了出砂井筒35和压裂井筒38，通过中心井筒的转换，可在一套反应釜上同时实现出砂和改造测试流程，极大地提高设备利用效率，加快实验进程；(3)上法兰盘27中配备有大尺寸的可视化透明窗口，在出砂和改造等流固运移测试过程中，除了实时监测流体压力、流量以及产气量、产水量和产砂量等指标，还可通过透明窗口对应地观测相应条件下储层结构的演化情况，对于评价不同出砂条件下井周储层的变形情况，或不同压裂条件下井周区域的裂缝发展情况，建立可视化结果与出砂或改造实验参数之间的关系，以及基于直观的可视化结果分析流固运移过程中颗粒间的相互作用具有重大的意义。

具体的，通过上述实验系统模拟井周水合物储层分解区域出砂过程的实验方法，包括以下步骤：

S1、将出砂井筒35安装在流体出口内；

S2、模拟地层骨架材料装填进反应釜之前，先检查整个实验系统的气密性，保证密封部件的密封性能良好，各功能部件安装到位，且工作性能正常；

S3、将预先选定的地层骨架材料装填至反应釜内，连接好各路阀门与管线，并采用真空泵对整个反应系统抽真空，保证系统内部环境的纯净，随后根据实际地层的饱和介质情况，通过气液混合驱替与控制系统将水气产出介质填充到地层骨架材料的孔隙当中，模拟实际地层的赋存环境；

S4、通过覆压伺服控制系统施加上覆地层应力，模拟实际海底地层环境，对地层骨架材料进行固结压实，直至达到固结稳定状态；

S5、气液混合驱替与控制系统持续提供所需的水气产出介质，通过反应釜外边缘的流体进口31通入反应釜内部，模拟开采过程中水气产出介质在井周区域的运移过程，并将产出的物质汇集到出砂井筒35中，开采出砂实验过程中，通过覆压活塞36上径向布置的测压探头30获取储层内部的流体压力分布情况；

S6、伴随储层内流体运移过程进入出砂井筒35中的气、液、固产出物质依次经过固液分离器19、气液分离器23、气体收集器25，并实时计量各项成分随实验进程的变化；

S7、步骤S3-S5的过程中，通过上法兰盘27中的可视化窗口实时观测和记录模拟储层孔隙结构的变化。

上述实验过程中，覆压液的流动顺序为：伺服泵14→第六阀门15→覆压进出口33；气体的流动顺序为：气瓶1→单向减压阀3→第一阀门4→流量计5→混合器9；液体的流动顺序为：可变频螺杆泵6→第二阀门8→混合器9；水气产出介质的流动顺序为：混合器9→第三阀门12→流体进口31。气液混合驱替与控制系统和覆压伺服控制系统的其他阀门均关闭。

具体的，通过上述实验系统模拟井周水合物储层分解区域改造过程的实验方法，包括以下步骤：

S1、将压裂井筒38安装在流体出口内；

S2、模拟地层骨架材料装填进反应釜之前，先检查整个实验系统的气密性，保证密封部件的密封性能良好，各功能部件安装到位，且工作性能正常；

S3、将预先选定的地层骨架材料装填至反应釜内，连接好各路阀门与管线，并采用真空泵对整个反应系统抽真空，保证系统内部环境的纯净，随后根据实际地层的饱和介质情况，通过气液混合驱替与控制系统将水气产出介质填充到骨架材料的孔隙当中，模拟实际地层的赋存环境；

S4、通过覆压伺服控制系统施加上覆地层应力，模拟实际海底地层环境，对沉积物试样进行固结压实，直至达到固结稳定状态；

S5、关闭反应釜上环向均布的流体进口31，将压裂液通过压裂井筒38注入到储层当中，模拟压裂液从中心井筒区域向储层内部区域运移的过程；

S6、进行反应釜径向上的压力演化情况监测；

S7、步骤S3-S5的过程中，通过上法兰盘27中的可视化窗口实时观测和记录模拟储层孔隙结构的变化。

上述实验过程中，覆压液的流动顺序为：伺服泵14→第六阀门15→覆压进出口33；压裂液的流动顺序为：混合器9→第四阀门12→压裂井筒38。气液混合驱替与控制系统、覆压伺服控制系统和气固液分离系统的其他阀门均关闭。

当然，以上仅为本发明较佳实施方式，并非以此限定本发明的使用范围，故，凡是在本发明原理上做等效改变均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一体化模拟井周水合物储层出砂与改造的实验系统，其特征在于：包括反应釜、气液混合驱替与控制系统、覆压伺服控制系统、气固液分离系统；

所述反应釜包括上法兰盘、下法兰盘、环向金属框架以及覆压活塞、中心井筒，上法兰盘、环向金属框架、下法兰盘由上至下依次叠加设置并通过环向均布的螺杆连接锁紧，使反应釜整体呈圆盘状且其内部具有圆盘状空腔；

所述上法兰盘中镶嵌有耐高压可视化玻璃；

所述环向金属框架上环向均布若干连通反应釜内外的流体进口；

所述覆压活塞为T型，覆压活塞上端设置在反应釜内腔中、下端贯穿下法兰盘，覆压活塞中部设有连通反应釜内外的流体出口；

所述中心井筒安装在流体出口中；

所述下法兰盘上设有两连通反应釜内外的覆压进出口；

所述气液混合驱替与控制系统与流体进口、中心井筒连通，用于向反应釜提供实验所需水气产出介质或向中心井筒提供实验所需压裂液；

所述覆压伺服控制系统与覆压进出口连通，用于对反应釜内的沉积物试样施加上覆地层应力；

所述气固液分离系统与中心井筒连通，用于分离出砂实验的产出物。

2.根据权利要求1所述的一体化模拟井周水合物储层出砂与改造的实验系统，其特征在于：所述中心井筒包括出砂井筒和压裂井筒，出砂井筒用于汇集反应釜内模拟开采过程中运移产出的固、液、气产物，压裂井筒用于喷射流体至反应釜内的填充材料中，模拟压裂过程中储层内部的裂缝发展。

3.根据权利要求2所述的一体化模拟井周水合物储层出砂与改造的实验系统，其特征在于：所述覆压活塞沿径向设有若干测压探头，测压探头贯穿覆压活塞插入反应釜内腔中，所述上法兰盘沿径向也设有若干测压探头，测压探头贯穿上法兰盘插入反应釜内腔中。

4.根据权利要求3所述的一体化模拟井周水合物储层出砂与改造的实验系统，其特征在于：所述气液混合驱替与控制系统分为气源供给分路和液相供给分路，气源供给分路包括通过管线依次连通的气瓶、单向减压阀、第一阀门、流量计，气瓶与单向减压阀之间的管线上连接有第一压力计，液相供给分路包括通过管线依次连通的可变频螺杆泵、第二阀门，可变频螺杆泵与第二阀门之间的管线上连接有第二压力计，气源供给分路与液相供给分路汇入混合器，混合器通过管线与每一流体进口和流体出口中的中心井筒均连通，混合器与每一流体进口之间的管线上均设有第三阀门，混合器与中心井筒之间的管线上设有第四阀门。

5.根据权利要求4所述的一体化模拟井周水合物储层出砂与改造的实验系统，其特征在于：所述混合器上连接有带第五阀门的管线，用于排空混合器内的介质，混合器与第五阀门之间的管线上连接有第三压力计。

6.根据权利要求5所述的一体化模拟井周水合物储层出砂与改造的实验系统，其特征在于：所述覆压伺服控制系统分为覆压加载分路和覆压排空分路，覆压加载分路包括通过管线依次连通的伺服泵、第六阀门，覆压排空分路为设有第七阀门的管线，覆压加载分路接入其一覆压进出口，覆压排空分路接入另一覆压进出口，第六阀门与覆压进出口之间连接有第四压力计。

7.根据权利要求6所述的一体化模拟井周水合物储层出砂与改造的实验系统，其特征在于：所述气固液分离系统包括通过管线依次连通的固液分离器、背压阀、气液分离器、气体收集器，气固液分离系统与流体出口中的中心井筒连通，固液分离器与中心井筒之间的管线上连接有第五压力计。

8.根据权利要求7所述的一体化模拟井周水合物储层出砂与改造的实验系统，其特征在于：所述固液分离器上连接有带第八阀门的管线和带第九阀门的管线，分别用于排空固液分离器内的液体和气体；所述气液分离器上连接有带第十阀门的管线，用于排空气液分离器内液体；所述气体收集器上连接有带第十一阀门的管线，用于排空气体收集器内的气体。

9.通过权利要求8所述实验系统模拟井周水合物储层出砂过程的实验方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、将出砂井筒安装在流体出口内；

S2、模拟地层骨架材料装填进反应釜之前，先检查整个实验系统的气密性，保证密封部件的密封性能良好，各功能部件安装到位，且工作性能正常；

S3、将预先选定的地层骨架材料装填至反应釜内，连接好各路阀门与管线，并采用真空泵对整个反应系统抽真空，保证系统内部环境的纯净，随后根据实际地层的饱和介质情况，通过气液混合驱替与控制系统将水气产出介质填充到地层骨架材料的孔隙当中，模拟实际地层的赋存环境；

S4、通过覆压伺服控制系统施加上覆地层应力，模拟实际海底地层环境，对地层骨架材料进行固结压实，直至达到固结稳定状态；

S5、气液混合驱替与控制系统持续提供所需的水气产出介质，通过反应釜外边缘的流体进口通入反应釜内部，模拟开采过程中水气产出介质在井周区域的运移过程，并将产出的物质汇集到出砂井筒中，开采出砂实验过程中，通过覆压活塞上径向布置的测压探头获取储层内部的流体压力分布情况；

S6、伴随储层内流体运移过程进入出砂井筒中的气、液、固产出物质依次经过固液分离器、气液分离器、气体收集器，并实时计量各项成分随实验进程的变化；

S7、步骤S3-S5的过程中，通过上法兰盘中的可视化窗口实时观测和记录模拟储层孔隙结构的变化。

10.通过权利要求8所述实验系统模拟井周水合物储层改造过程的实验系统，其特征在于：包括以下步骤：

S1、将压裂井筒安装在流体出口内；

S2、模拟地层骨架材料装填进反应釜之前，先检查整个实验系统的气密性，保证密封部件的密封性能良好，各功能部件安装到位，且工作性能正常；

S3、将预先选定的地层骨架材料装填至反应釜内，连接好各路阀门与管线，并采用真空泵对整个反应系统抽真空，保证系统内部环境的纯净，随后根据实际地层的饱和介质情况，通过气液混合驱替与控制系统将水气产出介质填充到骨架材料的孔隙当中，模拟实际地层的赋存环境；

S4、通过覆压伺服控制系统施加上覆地层应力，模拟实际海底地层环境，对沉积物试样进行固结压实，直至达到固结稳定状态；

S5、关闭反应釜上环向均布的流体进口，将压裂液通过压裂井筒注入到储层当中，模拟压裂液从中心井筒区域向储层内部区域运移的过程；

S6、进行反应釜径向上的压力演化情况监测；

S7、步骤S3-S5的过程中，通过上法兰盘中的可视化窗口实时观测和记录模拟储层孔隙结构的变化。

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