CN113514204A - 枯竭油藏型储气库含裂缝盖层密封性试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及天然气试验装置技术领域，尤其是涉及枯竭油藏型储气库含裂缝盖层密封性试验装置，包括密封釜及设置在密封釜内的储气库储盖层模块和地层上覆压力加载模块，所述地层上覆压力加载模块位于储气库储盖层模块上方并对储气库储盖层模块进行向下压力加载，所述储气库储盖层模块包括储层岩样和盖层岩样，通过注气口对密封釜内的储层岩样进行气体加压，气体通过储层岩样向盖层岩样转移，由测量模块对测量口测量气体泄漏情况进行监测，地层上覆压力加载模块对储气库储盖层模块进行压力加载，用以模拟地层的上覆压力，也就能够模拟枯竭油藏型储气库在气体泄露情况，通过测量分析气体的泄漏量，为枯竭油藏型储气库盖层的密封性研究提供试验依据。

Description

枯竭油藏型储气库含裂缝盖层密封性试验装置

技术领域

本发明涉及天然气试验装置技术领域，尤其是涉及枯竭油藏型储气库含裂缝盖层密封性试验装置。

背景技术

地下盐岩储气库作为能源储备的主要方式之一，具有单体体积大、埋深分布广、地质条件复杂等特点，在中国天然气消费量的增长中，迫切需要增加储气库的容量和规模。然而中国的岩盐资源主要分布在地堑带或半盆盆地，通常存在许多构造断裂带。在靠近地下盐岩储气库的断层附近，洞穴的安全性面临严峻挑战。并且我国建成或正在建设的盐岩储库主要位于抗震设防区，层状盐岩储库在建设和运营期间会遭到强烈的地震作用。同时，盐穴中存储的气体具有高压、易燃和易爆的特征，一旦盐岩储气库腔壁发生破坏，将会导致气体发生泄漏，引发火灾和爆炸等严重的次生灾害。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了解决盐穴中存储的气体具有高压、易燃和易爆的特征，一旦盐岩储气库腔壁发生破坏，将会导致气体发生泄漏，引发火灾和爆炸等严重的次生灾害的问题，现提供了枯竭油藏型储气库含裂缝盖层密封性试验装置，可在室内模拟观测腔壁振动变形情况。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种枯竭油藏型储气库含裂缝盖层密封性试验装置，包括密封釜及设置在密封釜内的储气库储盖层模块和地层上覆压力加载模块，所述地层上覆压力加载模块位于储气库储盖层模块上方并对储气库储盖层模块进行向下压力加载，所述储气库储盖层模块包括储层岩样和盖层岩样，所述盖层岩样设置在储层岩样上方，所述密封釜上设置有测量口和注气口，所述测量口的一端与盖层岩样处连通，所述注气口的一端与储层岩样处连通，所述测量口的另一端上设置有用于测量密封釜气体泄漏量的测量模块，在使用时，外部气源与注气口的另一端连通并对密封釜内进行加压注气，所述地层上覆压力加载模块向储气库储盖层模块进行压力加载，所述测量模块对测量口测量气体泄漏情况。

本发明通过注气口对密封釜内的储层岩样进行气体加压，气体通过储层岩样向盖层岩样转移，再由测量模块对测量口测量气体泄漏情况进行监测，同时地层上覆压力加载模块对储气库储盖层模块进行压力加载，用以模拟地层的上覆压力，也就能够模拟枯竭油藏型储气库在气体泄露情况，通过测量分析气体的泄漏量，为枯竭油藏型储气库盖层的密封性研究提供试验依据。

由于盖层岩样可以为有缝结构或无缝结构，为了满足不同盖层岩样的实验，进一步地，所述盖层岩样上加工成有缝结构或无缝结构。将盖层岩样设置成有缝结构或无缝结构，满足不同盖层岩样的实验。

为了了解储气库储盖层模块在泄漏时内部岩样的应变情况，进一步地，所述密封釜上设置有用于对储气库储盖层模块检测其应变过程的检测模块。通过在储气库储盖层模块中设置用于对储气库储盖层模块检测其应变过程的检测模块，这样就可以了解储气库储盖层模块在泄漏时内部岩样的应变情况。

为了更好的模拟储气库储盖层模块，防止储气库储盖层模块内部气体由外侧泄漏，进一步地，所述储气库储盖层模块外位于储气库储盖层模块和密封釜之间包裹有橡胶软套。通过在储气库储盖层模块外包裹橡胶软套，也就是上下两端进行通气，而除了橡胶软套的上下两端的外侧面由橡胶软套包裹，保证实验的可靠性。

为了实现地层上覆压力加载模块，进一步地，所述地层上覆压力加载模块包括加压气袋和加压板，所述密封釜上设置有与加压气袋连通的主气管，所述加压板位于储气库储盖层模块和加压气袋之间。通过加压气袋对加压板施加压力，从而使得加压板对储气库储盖层模块施加压力，从而达到用以模拟地层的上覆压力，实现地层上覆压力加载模块。

为了防止对密封釜内加压过大，进一步地，所述密封釜上设置有泄压口，所述泄压口的一端向内延伸并与储气库储盖层模块处连通。通过在密封釜上设置泄压口，这样可以将密封釜内的压力设定在摸个压力值内，保证达到实验要求，从而得到准确的实验结果。

为了便于放置储气库储盖层模块和地层上覆压力加载模块，进一步地，还包括密封的箱体，所述密封釜包括釜体和盖设在釜体上的釜盖，所述箱体设置在釜体内，所述储气库储盖层模块和地层上覆压力加载模块放置在箱体内。通过将储气库储盖层模块和地层上覆压力加载模块设置在密封的箱体内，这样可以预先将不同要求的储气库储盖层模块和地层上覆压力加载模块放置在多个箱体内，这样可以根据需要进行实验，提高实验效率。

进一步地，所述箱体包括下箱及盖设在下箱上的上盖。

进一步地，所述箱体的内周壁上设置有硅胶层。为了保证储气库储盖层模块和地层上覆压力加载模块在放置到箱体内部有一个固定，通过在箱体内设置硅胶层，硅胶层有一个包覆固定的效果，同时也有一定的密封效果。

本发明的有益效果是：本发明枯竭油藏型储气库含裂缝盖层密封性试验装置在使用时，通过注气口对密封釜内的储层岩样进行气体加压，气体通过储层岩样向盖层岩样转移，再由测量模块对测量口测量气体泄漏情况进行监测，同时地层上覆压力加载模块对储气库储盖层模块进行压力加载，用以模拟地层的上覆压力，也就能够模拟枯竭油藏型储气库在气体泄露情况，通过测量分析气体的泄漏量，为枯竭油藏型储气库盖层的密封性研究提供试验依据，避免了盐穴中存储的气体具有高压、易燃和易爆的特征，一旦盐岩储气库腔壁发生破坏，将会导致气体发生泄漏，引发火灾和爆炸等严重的次生灾害的问题。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的结构示意总图；

图2是图1中A-A剖视图。

图中：1、密封釜，2、储层岩样，3、盖层岩样，4、测量口，5、注气口，6、橡胶软套，7、加压气袋，8、加压板，9、主气管，10、泄压口，11、箱体，12、硅胶层。

具体实施方式

本发明下面结合实施例作进一步详述：

本发明不局限于下列具体实施方式，本领域一般技术人员根据本发明公开的内容，可以采用其他多种具体实施方式实施本发明的，或者凡是采用本发明的设计结构和思路，做简单变化或更改的，都落入本发明的保护范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1-2所示，一种枯竭油藏型储气库含裂缝盖层密封性试验装置，包括密封釜1及设置在密封釜1内的储气库储盖层模块和地层上覆压力加载模块，所述地层上覆压力加载模块位于储气库储盖层模块上方并对储气库储盖层模块进行向下压力加载，所述储气库储盖层模块包括储层岩样2和盖层岩样3，所述盖层岩样3设置在储层岩样2上方，所述密封釜1上设置有测量口4和注气口5，所述测量口4的一端与盖层岩样3处连通，所述注气口5的一端与储层岩样2处连通，所述测量口4的另一端上设置有用于测量密封釜1气体泄漏量的测量模块，在使用时，外部气源与注气口5的另一端连通并对密封釜1内进行加压注气，所述地层上覆压力加载模块向储气库储盖层模块进行压力加载，所述测量模块对测量口4测量气体泄漏情况。此处的测量模块为安装在测量口4上的流量计和压力表。

所述盖层岩样3上加工成有缝结构或无缝结构。

所述密封釜1上设置有用于对储气库储盖层模块检测其应变过程的检测模块。此处的检测模块为应变片，应变力片设置在岩样中。

所述储气库储盖层模块外位于储气库储盖层模块和密封釜1之间包裹有橡胶软套6。

所述地层上覆压力加载模块包括加压气袋7和加压板8，所述密封釜1上设置有与加压气袋7连通的主气管9，所述加压板8位于储气库储盖层模块和加压气袋7之间。

所述密封釜1上设置有泄压口10，所述泄压口10的一端向内延伸并与储气库储盖层模块处连通。

还包括密封的箱体11，所述密封釜1包括釜体和盖设在釜体上的釜盖，所述箱体11设置在釜体内，所述储气库储盖层模块和地层上覆压力加载模块放置在箱体11内。釜盖上设置有测线孔。

所述箱体11包括下箱及盖设在下箱上的上盖。

所述箱体11的内周壁上设置有硅胶层12。此处箱体11相当于内胆，在需要哪种实用的岩样时，将装有所需岩样的箱体11放置到密封釜1内，密封釜1上的测量口4与箱体11内的盖层岩样3连通，同时密封釜1上的注气口5与箱体11底部的储层岩样2连通，注气口5及泄压口10均上安装有流量计、压力表和阀。

上述枯竭油藏型储气库含裂缝盖层密封性试验装置在使用时，应变片测线通过测线孔引出并连接到外部仪器，进行试验前，在下箱中依次放入储层岩样2、盖层岩样3、应变片和地层上覆压力加载模块，并在下箱盖上上盖，将组装完成的箱体11放入密封釜1中，并用螺栓将箱体11与密封釜1固定，完成装置的组装；

试验开始时，向注气口5注气进入加压气袋7内，加压气袋7上方被下箱上的上盖约束，但是能够向下膨胀并对加压板8施加压力，用以模拟地层的上覆压力，将氮气瓶与注气口5连接并开始注气，观察注气口5上的压力表，在达到测试压力时关闭阀门，气体在高压作用下进入储层岩样2，模拟枯竭油藏型储气库的实际状态，储层岩样2中的气体继续通过盖层岩样3中的裂缝向上运动并通过测量口4排出，由测量口4上的流量计和压力表记录气体的泄露量，岩样之间的应变片和外部分析仪器记录了岩样之间的应力变化，试验结束后打开泄压口10的阀并排出废气，收集数据并进行分析，评估含裂缝盖层的密封性。

上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (9)

1.一种枯竭油藏型储气库含裂缝盖层密封性试验装置，其特征在于：包括密封釜(1)及设置在密封釜(1)内的储气库储盖层模块和地层上覆压力加载模块，所述地层上覆压力加载模块位于储气库储盖层模块上方并对储气库储盖层模块进行向下压力加载，所述储气库储盖层模块包括储层岩样(2)和盖层岩样(3)，所述盖层岩样(3)设置在储层岩样(2)上方，所述密封釜(1)上设置有测量口(4)和注气口(5)，所述测量口(4)的一端与盖层岩样(3)处连通，所述注气口(5)的一端与储层岩样(2)处连通，所述测量口(4)的另一端上设置有用于测量密封釜(1)气体泄漏量的测量模块，在使用时，外部气源与注气口(5)的另一端连通并对密封釜(1)内进行加压注气，所述地层上覆压力加载模块向储气库储盖层模块进行压力加载，所述测量模块对测量口(4)测量气体泄漏情况。

2.根据权利要求1所述的枯竭油藏型储气库含裂缝盖层密封性试验装置，其特征在于：所述盖层岩样(3)上加工成有缝结构或无缝结构。

3.根据权利要求2所述的枯竭油藏型储气库含裂缝盖层密封性试验装置，其特征在于：所述密封釜(1)上设置有用于对储气库储盖层模块检测其应变过程的检测模块。

4.根据权利要求1-3任一项所述的枯竭油藏型储气库含裂缝盖层密封性试验装置，其特征在于：所述储气库储盖层模块外位于储气库储盖层模块和密封釜(1)之间包裹有橡胶软套(6)。

5.根据权利要求1所述的枯竭油藏型储气库含裂缝盖层密封性试验装置，其特征在于：所述地层上覆压力加载模块包括加压气袋(7)和加压板(8)，所述密封釜(1)上设置有与加压气袋(7)连通的主气管(9)，所述加压板(8)位于储气库储盖层模块和加压气袋(7)之间。

6.根据权利要求1所述的枯竭油藏型储气库含裂缝盖层密封性试验装置，其特征在于：所述密封釜(1)上设置有泄压口(10)，所述泄压口(10)的一端向内延伸并与储气库储盖层模块处连通。

7.根据权利要求1所述的枯竭油藏型储气库含裂缝盖层密封性试验装置，其特征在于：还包括密封的箱体(11)，所述密封釜(1)包括釜体和盖设在釜体上的釜盖，所述箱体(11)设置在釜体内，所述储气库储盖层模块和地层上覆压力加载模块放置在箱体(11)内。

8.根据权利要求7所述的枯竭油藏型储气库含裂缝盖层密封性试验装置，其特征在于：所述箱体(11)包括下箱及盖设在下箱上的上盖。

9.根据权利要求8所述的枯竭油藏型储气库含裂缝盖层密封性试验装置，其特征在于：所述箱体(11)的内周壁上设置有硅胶层(12)。

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