CN207937321U - 排采动态渗透率的测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种排采动态渗透率的测量装置，包括：温度控制室，所述温度控制室用于使其内维持在预设温度；位于所述温度控制室内的套管，所述套管内用于放置煤岩样品；轴向压力部件，所述轴向压力部件用于向煤岩样品施加轴向作用力；围压部件，用于向煤岩样品施加围压；注气管路，与所述套管的第一端连通，所述注气管路用于向所述套管内注入天然气，所述注气管路上设置第一压力参考罐；注水管路，与所述套管的第一端连通，所述注水管路用于向所述套管内注入水；出气管路，与所述套管的第二端连通，所述出气管路上设置有第二压力参考罐。本申请可以循环更改注气压力值，以循环测量渗透率，得出预定压力值与渗透率的动态关系。

Description

排采动态渗透率的测量装置

技术领域

本实用新型涉及煤岩实验技术领域，具体而言，涉及一种排采动态渗透率的测量装置。

背景技术

煤层气的渗透率作为衡量多孔介质允许流体通过能力的一项指标，是影响煤层气井产量高低、确定煤层气藏可采性的关键衡量指标之一。

现有技术中，具有多种测量渗透率的方法，如专利号为201410806361.5的专利，公开了一种煤岩动态渗透率检测方法及装置，该渗透率检测方法中，通过建立预测模型，将不同参数输入到预测模型内以获得不同的数据，如应力差值、围压、孔隙压力等数据。

但是由于这种煤岩动态渗透率检测方法依赖于建立的煤岩动态渗透率预测模型，不能满足不同煤岩不同条件的通用性，也无法精确的获得煤岩渗透率与其他条件参数的关系。

实用新型内容

本实用新型实施例中提供一种排采动态渗透率的测量装置，以解决现有设计中的无法精确的获得煤岩渗透率与其他条件参数的关系的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种排采动态渗透率的测量装置，包括：

温度控制室，所述温度控制室用于使其内维持在预设温度；

位于所述温度控制室内的套管，所述套管内用于放置煤岩样品；

轴向压力部件，所述轴向压力部件用于向煤岩样品施加轴向作用力；

围压部件，用于向煤岩样品施加围压；

注气管路，与所述套管的第一端连通，所述注气管路用于向所述套管内注入天然气，所述注气管路上设置第一压力参考罐；

注水管路，与所述套管的第一端连通，所述注水管路用于向所述套管内注入水；

出气管路，与所述套管的第二端连通，所述出气管路上设置有第二压力参考罐。

优选地，所述第一压力参考罐和所述第二压力参考罐均位于所述温度控制室内。

优选地，所述第一压力参考罐和所述第二压力参考罐内均设置有压力表。

优选地，在所述注气管路上，所述第一压力参考罐的上游和下游分别设置有第一控制装置和第二控制装置，在所述出气管路上，所述第二压力参考罐的下游设置有第三控制装置。

优选地，还包括：

气液分离器，设置在所述出气管路上并位于所述第三控制装置的下游处，所述气液分离器用于将所述出气管路内的天然气和水进行分离；

流量计，设置在所述出气管路上并位于所述气液分离器的下游处，所述流量计用于检测所述出气管路排出的气体量。

优选地，所述气液分离器上连接有电子秤，所述电子秤用于测量所述气液分离器的重量。

优选地，所述温度控制室内设置有温度传感器。

优选地，围压部件包括围压管路和围压腔，所述围压腔设置在所述套管的周向外侧，所述围压管路与所述围压腔连通，所述围压管路上设置有围压泵，所述围压泵通过向所述围压腔内加压以对煤岩样品施加围压。

优选地，所述注水管路设置有阀门。

优选地，所述套管为塑料软管。

优选地，所述套管为热缩管，所述套管在套设在煤岩样品外经过热熔后贴设在所述煤岩样品外。

优选地，所述轴向压力部件用于通过机械力或流体力对所述煤岩样品的端部施加作用力。

本技术方案的排采动态渗透率的测量装置通过温度控制室调节恒温，可以使所有的动态测量过程均处于恒温状态中，为测量煤岩样品的渗透率提高了准确性。并且，本技术方案的排采动态渗透率的测量装置不依赖模拟的数据模型，通过实际的实验数据进行测量，而且可以动态变换压力参数和温度参数，可以实现动态测量，通用性更高。

附图说明

图1是本实用新型实施例的排采动态渗透率的测量装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细描述，但不作为对本实用新型的限定。

参见图1所示，根据本实用新型的实施例，提供了一种排采动态渗透率的测量装置，排采动态渗透率的测量装置包括温度控制室10、套管20、轴向压力部件7、围压部件、注气管路31、注水管路32以及出气管路40，温度控制室10用于保持室内恒温(根据实验温度设定)，套管20内用于放置煤岩样品。轴向压力部件7至少部分设置在温度控制室10内，轴向压力部件7用于向煤岩样品施加轴向作用力；围压部件用于向煤岩样品施加围压。注气管路31与套管20的第一端连通，注气管路31用于向套管20内注入天然气，注气管路31上设置第一压力参考罐51；注水管路32与套管20的第一端连通，注水管路32用于向套管20内注入水；出气管路40与套管20的第二端连通，出气管路40上设置有第二压力参考罐52。

具体的，为了方便调节动态参数，本实施例中，温度控制室10内设置有温度传感器11。温度传感器11用于测量温度控制室10内的温度并为实验提供温度数据。特别的，所述温度控制室10内还设置有温度控制机构(例如加热器等)，以保持室内处于恒温状态。

所述套管20位于所述温度控制室10内，并且所述套管20内用于放置煤岩样品。

所述轴向压力部件7可以对位于套管10内的煤岩样品施加轴向的作用力。例如，所述轴向压力部件7可以包括活塞机构，活塞机构的活塞杆可以抵触该煤岩样品的端面。又例如，所述轴向压力部件7可以包括液压系统，液压系统可以通过流体作用于该煤岩样品的端面。

所述围压部件可以向煤岩样品施加围压。在本实施方式中，围压部件包括围压管路61和围压腔62，围压腔62设置在套管20的周向外侧，围压腔62可以由一个压力罐形成，围压管路61与围压腔62连通，围压管路61上设置有围压泵63，围压泵63通过向围压腔62内加压以对煤岩样品施加围压。在本实施方式中，所述煤岩样品外设置有具有弹性的套管。套管可以为热缩管，在通过热枪热缩后，套设在所述样品外，从而能将围压腔62内的压力传导至样品中。

为了使煤岩样品受到的围压值与围压泵施加的围压值相同，在本实施例中，套管20为塑料软管，这样围压泵63向围压腔62施加的压力值直接作用到煤岩样品上。特别的，所述套管20为热缩管，所述套管20在套设在煤岩样品外经过热熔后贴设在所述煤岩样品外。

注气管路31与所述套管20的第一端(图中下端)连通，所述注气管路31用于向所述套管20内注入天然气，所述注气管路31上设置第一压力参考罐51。

注水管路32与所述套管20的第一端连通(图中下端)，所述注水管路32用于向所述套管20内注入水。

所述注气管路31上可以设置有气泵84，从而将气体泵入套管中。所述注水管路32上可以设置有水泵83，从而将流体泵入套管中。优选地，注气管路31、注水管路32均设置有阀门，这样可以控制注气管路31和注水管路32的关闭打开。

在注气管路31上设置有第一压力参考罐51。所述第一压力参考罐(51)的上游和下游分别设置有第一控制装置81(例如机械阀或电磁阀)和第二控制装置82(例如机械阀或电磁阀)。即，所述第一控制装置81位于所述第一压力参考罐51和所述气泵84之间。所述第二控制装置82位于所述第一压力参考罐51和所述套管20之间。

出气管路40与所述套管20的第二端(图中上端)连通，所述出气管路40上设置有第二压力参考罐52。在所述出气管路40上，所述第二压力参考罐52的下游设置有第三控制装置41(例如回压阀)。

本技术方案的排采动态渗透率的测量装置还包括气液分离器42、流量计43，气液分离器42设置在出气管路40上并位于第三控制装置41的下游处，气液分离器42用于将出气管路40内的天然气和水进行分离；流量计43设置在出气管路40上并位于气液分离器42的下游处，流量计43用于检测出气管路40排出的气体量。第三控制装置41可逐步释放出气管路40的气体和降低压力，第三控制装置41位于所述第二压力参考罐52的下游。气液分离器42将水和天然气进行分离，然后通过流量计43统计天然气的体积，这样可以计算中煤岩释放出的天然气量。气液分离器42上连接有电子秤44，电子秤44用于测量气液分离器42的重量变化。

本排采动态渗透率的测量装置的使用过程如下：

通过轴向压力部件7和围压部件对放置在套管20内的煤岩样品施加压力，以构成煤岩样品处于三轴压力环境中。然后使第一控制装置81、第二控制装置82、以及注水管路32上的阀门处于打开状态，使第三控制装置41处于关闭状态。通过注气管路31和注水管路32向套路中注入天然气和水，注入天然气和水直至所述煤岩样品吸附饱和，这样可以模拟煤岩样品的地下环境和状态。具体的，使第一压力参考罐51的压力值达到预定压力值(例如1MPa)，注气方向为从所述通气管路的一端至其另一端注气管路31上。当所述第一压力参考罐51和所述第二压力参考罐52的压力值相同后，认为所述煤岩样品吸附饱和。例如，使第二控制装置82和第三控制装置41处于关闭状态，第一控制装置81处于打开状态，再向所述第一压力参考罐51注入气体以使所述第一压力参考罐51的压力值(例如1.2Mpa)大于所述第二压力参考罐52的压力值。当所述第一压力参考罐51的压力值和所述第二压力参考罐52的压力值的差值(例如0.2Mpa)达到预设值时，此时，再使第一控制装置81和第三控制装置41处于关闭状态，并且使第二控制装置82处于打开状态，在所述第一压力参考罐51和所述第二压力参考罐52的压力值相等时，获取所述第一压力参考罐51和所述第二压力参考罐52的压力参数(例如1.1Mpa)。实时获得数据，根据所述预定压力值和所述压力参数计算煤岩样品的渗透率。可以循环更改注气压力值，以循环测量渗透率，得出预定压力值与渗透率的动态关系。

本技术方案的排采动态渗透率的测量装置通过温度控制室10调节恒温，可以使所有的动态测量过程均处于恒温状态中，为测量煤岩样品的渗透率提高了准确性。并且，本技术方案的排采动态渗透率的测量装置不依赖模拟的数据模型，通过实际的实验数据进行测量，而且可以动态变换压力参数和温度参数，可以实现动态测量，通用性更高。

考虑到第一压力参考罐51和第二压力参考罐52所处的环境对压力值有影响，为了进一步提高本技术方案的排采动态渗透率的测量装置的测量精度，在本方案中，参见图1，第一压力参考罐51和第二压力参考罐52均位于温度控制室10内。

优选地，测量装置的第一压力参考罐51和第二压力参考罐52内均设置有压力表。压力表可以直接获取第一压力参考罐51和第二压力参考罐52的内部压力值，压力表可以更加方便的获取数据，而在第一压力参考罐51和第二压力参考罐52设置压力传感器也可以达到效果。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

当然，以上是本实用新型的优选实施方式。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型基本原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。

Claims (12)

1.一种排采动态渗透率的测量装置，其特征在于，包括：

温度控制室(10)，所述温度控制室(10)用于使其内维持在预设温度；

位于所述温度控制室(10)内的套管(20)，所述套管(20)内用于放置煤岩样品；

轴向压力部件(7)，所述轴向压力部件(7)用于向煤岩样品施加轴向作用力；

围压部件，用于向煤岩样品施加围压；

注气管路(31)，与所述套管(20)的第一端连通，所述注气管路(31)用于向所述套管(20)内注入天然气，所述注气管路(31)上设置第一压力参考罐(51)；

注水管路(32)，与所述套管(20)的第一端连通，所述注水管路(32)用于向所述套管(20)内注入水；

出气管路(40)，与所述套管(20)的第二端连通，所述出气管路(40)上设置有第二压力参考罐(52)。

2.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述第一压力参考罐(51)和所述第二压力参考罐(52)均位于所述温度控制室(10)内。

3.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述第一压力参考罐(51)和所述第二压力参考罐(52)内均设置有压力表。

4.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，在所述注气管路(31)上，所述第一压力参考罐(51)的上游和下游分别设置有第一控制装置(81)和第二控制装置(82)，在所述出气管路(40)上，所述第二压力参考罐(52)的下游设置有第三控制装置(41)。

5.根据权利要求4所述的测量装置，其特征在于，还包括：

气液分离器(42)，设置在所述出气管路(40)上并位于所述第三控制装置(41)的下游处，所述气液分离器(42)用于将所述出气管路(40)内的天然气和水进行分离；

流量计(43)，设置在所述出气管路(40)上并位于所述气液分离器(42)的下游处，所述流量计(43)用于检测所述出气管路(40)排出的气体量。

6.根据权利要求5所述的测量装置，其特征在于，所述气液分离器(42)上连接有电子秤(44)，所述电子秤(44)用于测量所述气液分离器(42)的重量。

7.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述温度控制室(10)内设置有温度传感器(11)。

8.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，围压部件包括围压管路(61)和围压腔(62)，所述围压腔(62)设置在所述套管(20)的周向外侧，所述围压管路(61)与所述围压腔(62)连通，所述围压管路(61)上设置有围压泵(63)，所述围压泵(63)通过向所述围压腔(62)内加压以对煤岩样品施加围压。

9.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述注水管路(32)设置有阀门。

10.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述套管(20)为塑料软管。

11.根据权利要求1或10所述的测量装置，其特征在于，所述套管(20)为热缩管，所述套管(20)在套设在煤岩样品外经过热缩后套设在所述煤岩样品外。

12.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述轴向压力部件(7)用于通过机械力或流体力对所述煤岩样品的端部施加作用力。