专利汇可以提供一种模拟复合多层气藏开采的实验方法及装置专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 提供了一种模拟复合多层气藏开采的实验方法及装置。所述装置包括注入系统(1)、 煤 层模型系统(2)、致密 砂岩 层模型系统(3)、 页岩 模型系统(4)、回压系统(5)、回收系统(6)和 数据采集 系统(7);注入系统(1)经第一多通道 阀 (81)与 煤层 模型系统(2)、致密砂岩层模型系统(3)和页岩模型系统(4)连接;煤层模型系统(2)、致密砂岩层模型系统(3)和页岩模型系统(4)经过第二多通道阀(82)与回压系统(5)连接;回压系统(5)与回收系统(6)连接;数据采集系统(7)与煤层模型系统(2)、致密砂岩层模型系统(3)、页岩模型系统(4)、和回收系统(6)连接。,下面是一种模拟复合多层气藏开采的实验方法及装置专利的具体信息内容。
1.一种模拟复合多层气藏开采的实验装置,其中,所述复合多层气藏为煤层气/致密砂岩气/页岩气气藏;所述装置包括注入系统(1)、煤层模型系统(2)、致密砂岩层模型系统(3)、页岩模型系统(4)、回压系统(5)、回收系统(6)和数据采集系统(7);其中注入系统(1)经过第一多通道阀(81)分别与煤层模型系统(2)、致密砂岩层模型系统(3)和页岩模型系统(4)连接;煤层模型系统(2)、致密砂岩层模型系统(3)和页岩模型系统(4)再分别经过第二多通道阀(82)与回压系统(5)连接;所述回压系统(5)与回收系统(6)连接;所述数据采集系统(7)分别与煤层模型系统(2)、致密砂岩层模型系统(3)、页岩模型系统(4)、和回收系统(6)连接以对实验数据进行检测;所述注入系统包括注入系统高压气瓶(11)、注入系统空气压缩机(12)、注入系统增压泵(13)、注入系统高压驱替泵(14)、注入系统气体中间容器(15)、双缸泵(16)、液体中间容器(17)和真空泵(18);所述注入系统高压气瓶和注入系统增压泵顺序通过注入系统主管路与第一多通道阀(81)连接,所述注入系统增压泵还分别与注入系统空气压缩机和注入系统气体中间容器连接,注入系统高压驱替泵与注入系统气体中间容器连接,在注入系统增压泵与第一多通道阀连接的主管路上,连接液体中间容器和真空泵,所述双缸泵与液体中间容器连接。
2.根据权利要求1所述的实验装置,其中,所述注入系统还包括注入系统排空阀(198);
所述注入系统排空阀设置在注入系统增压泵与第一多通道阀之间的管路上。
3.根据权利要求2所述的实验装置,其中,在注入系统排空阀和第一多通道阀连接的管路上,顺序连接液体中间容器和真空泵。
4.根据权利要求2所述的实验装置,其中,所述注入系统高压气瓶为甲烷高压气瓶。
5.根据权利要求2所述的实验装置,其中,所述注入系统还包括七个注入系统阀门(191、192、193、194、195、196、197),所述注入系统阀门分别设置在如下的每两个直接用管路连接的设备之间的管路上:注入系统高压气瓶和注入系统增压泵之间的管路上、注入系统增压泵和注入系统排空阀之间的主管路上、注入系统增压泵和注入系统气体中间容器之间的管路上、注入系统气体中间容器和注入系统高压驱替泵之间的管路上、真空泵和主管路连接的管路上、液体中间容器和主管路连接的管路上、以及液体中间容器和双缸泵之间的管路上。
6.根据权利要求1所述的实验装置,其中,煤层模型系统(2)包括煤层系统三轴吸附解吸仪(21)、煤层系统全直径岩心夹持器(22)、煤层系统平板岩心夹持器(23)、煤层系统油压泵(24)、煤层系统水压泵(25)、煤层系统恒温箱(26)和煤层系统气液分离器(27),第一多通道阀(81)与煤层系统三轴吸附解吸仪、煤层系统全直径岩心夹持器、煤层系统平板岩心夹持器和煤层系统气液分离器通过煤层模型系统主管路顺序串联,煤层系统油压泵与煤层系统三轴吸附解吸仪连接,煤层系统水压泵通过第三多通道阀(83)分别与两个岩心夹持器和煤层系统三轴吸附解吸仪连接,煤层系统气液分离器的两个出口端通过管路汇聚后与第二多通道阀(82)连接,还在主管路上设置支管路与煤层系统三轴吸附解吸仪并联以将煤层系统全直径岩心夹持器与第一多通道阀直接连接,所述煤层系统三轴吸附解吸仪、煤层系统全直径岩心夹持器和煤层系统平板岩心夹持器置于煤层系统恒温箱内。
7.根据权利要求6所述的实验装置,其中,所述煤层模型系统还包括十二个煤层系统阀门(2901、2902、2903、2904、2905、2906、2907、2908、2909、2910、2911、2912),其中两个煤层系统阀门以支管路靠近第一多通道阀的一端为起点顺序设置在支管路上,其余煤层系统阀门分别设置在:第一多通道阀和煤层模型系统支管路之间、支管路与三轴吸附解吸仪的入口端之间、支管路与三轴吸附解吸仪的出口端之间、支管路和全直径岩心夹持器之间、全直径岩心夹持器和平板岩心夹持器之间、平板岩心夹持器和气液分离器之间、气液分离器和第二多通道阀之间、三轴吸附解吸仪和第三多通道阀之间连接的管路上、全直径岩心夹持器和第三多通道阀之间连接的管路上、以及平板岩心夹持器和第三多通道阀之间连接的管路上。
8.根据权利要求1所述的实验装置,其中,致密砂岩层模型系统(3)包括砂岩层系统全直径岩心夹持器(31)、砂岩层系统平板模型岩心夹持器(32)、砂岩层系统水压泵(33)、砂岩层系统恒温箱(34)和砂岩层系统气液分离器(35),其中第一多通道阀(81)与砂岩层系统全直径岩心夹持器、砂岩层系统平板模型岩心夹持器和砂岩层系统气液分离器通过致密砂岩层模型系统主管路顺序串联,砂岩层系统水压泵通过第四多通道阀(84)分别与砂岩层系统全直径岩心夹持器和砂岩层系统平板模型岩心夹持器连接,砂岩层系统气液分离器的两个出口端通过管路汇聚后与第二多通道阀(82)连接,所述砂岩层系统全直径岩心夹持器和砂岩层系统平板岩心夹持器置于砂岩层系统恒温箱内。
9.根据权利要求8所述的实验装置,其中,所述致密砂岩层模型系统还包括六个砂岩层系统阀门(361、362、363、364、365、366),所述砂岩层系统阀门分别设置在:第一多通道阀和全直径岩心夹持器之间、全直径岩心夹持器和平板模型岩心夹持器之间、平板模型岩心夹持器和气液分离器之间、气液分离器和第二多通道阀之间、第四多通道阀和全直径岩心夹持器之间、以及第四多通道阀和平板模型岩心夹持器之间。
10.根据权利要求1所述的实验装置,其中,页岩模型系统(4)包括页岩系统三轴吸附解吸仪(41)、页岩系统全直径岩心夹持器(42)、页岩系统平板岩心夹持器(43)、页岩系统油压泵(44)、页岩系统水压泵(45)、页岩系统恒温箱(46)和页岩系统气液分离器(47),第一多通道阀(81)与页岩系统三轴吸附解吸仪、页岩系统全直径岩心夹持器、页岩系统平板岩心夹持器和页岩系统气液分离器通过主管路顺序串联,页岩系统油压泵与页岩系统三轴吸附解吸仪连接,页岩系统水压泵通过第五多通道阀(85)分别与两个岩心夹持器和页岩系统三轴吸附解吸仪连接,页岩系统气液分离器的两个出口端通过管路汇聚后与第二多通道阀(82)连接,还在主管路上设置支管路与页岩系统三轴吸附解吸仪并联以将页岩系统全直径岩心夹持器与第一多通道阀直接连接,所述页岩系统三轴吸附解吸仪、页岩系统全直径岩心夹持器和页岩系统平板岩心夹持器置于页岩系统恒温箱内。
11.根据权利要求10所述的实验装置,其中,所述页岩模型系统还包括十二个页岩系统阀门(4801、4802、4803、4804、4805、4806、4807、4808、4809、4810、4811、4812),其中两个页岩系统阀门以支管路靠近第一多通道阀的一端为起点顺序设置在支管路上,其余的分别设置在:第一多通道阀和页岩模型系统支管路之间、支管路与三轴吸附解吸仪的入口端之间、支管路与三轴吸附解吸仪的出口端之间、支管路和全直径岩心夹持器之间、全直径岩心夹持器和平板岩心夹持器之间、平板岩心夹持器和气液分离器之间、气液分离器和第二多通道阀之间、三轴吸附解吸仪和第五多通道阀之间连接的管路上、全直径岩心夹持器和第五多通道阀之间连接的管路上、以及平板岩心夹持器和第五多通道阀之间连接的管路上。
12.根据权利要求1所述的实验装置,其中,所述回压系统(5)包括回压系统高压气瓶(51)、回压系统空气压缩机(52)、回压系统增压泵(53)、回压系统高压驱替泵(54)、回压系统气体中间容器(55)、回压阀(56)和回压系统排空阀(575),所述回压系统高压气瓶与回压系统增压泵、回压阀和第二多通道阀(82)通过主管路顺序串联连接,所述回压系统排空阀通过管路与回压系统增压泵和回压阀之间的管路连接,回压系统高压驱替泵和回压系统气体中间容器连接,回压系统气体中间容器通过管路与回压系统排空阀和回压系统增压泵之间的管路连接。
13.根据权利要求12所述的实验装置,其中,所述回压系统还包括四个回压系统阀门(571、572、573、574),所述回压系统阀门分别设置在:排空阀和增压泵之间、增压泵和高压气瓶之间、增压泵和气体中间容器之间、气体中间容器和高压驱替泵之间。
14.根据权利要求1所述的实验装置,其中,所述回收系统(6)包括水池(61)、废气罐(62)和回收系统气液分离器(63),所述回收系统气液分离器的液体出口与水池连接、气体出口与废气罐连接,回收系统气液分离器的入口与回压系统(5)的回压阀(56)连接。
15.根据权利要求14所述的实验装置,其中,所述回收系统还包括回收系统阀门(64),其设置在回收系统气液分离器与回压阀之间的管路上。
16.根据权利要求1所述的实验装置,其中,所述数据采集系统包括11个压力传感器(7101、7102、7103、7104、7105、7106、7107、7108、7109、7110、7111)、4个气体流量计(721、
722、723、724)、4个液体流量计(731、732、733、734)和计算机(74),所述压力传感器分别设置在煤层模型系统(2)和页岩模型系统(4)各自的三轴吸附解吸仪、全直径岩心夹持器和平板模型岩心夹持器的入口端和出口端,以及致密砂岩层模型系统(3)的全直径岩心夹持器和平板模型岩心夹持器的入口端和出口端,气体流量计分别设置在四个气液分离器的气体出口端,液体流量计分别设置在四个气体分离器的液体出口端,上述的压力传感器、液体流量计和气体流量计分别与计算机电连接。
17.根据权利要求1所述的实验装置,其中,所述多通道阀为六通道阀。
18.根据权利要求1所述的实验装置,其中,煤层模型系统(2)包括煤层系统三轴吸附解吸仪(21)、煤层系统全直径岩心夹持器(22)、煤层系统平板岩心夹持器(23)、煤层系统油压泵(24)、煤层系统水压泵(25)、煤层系统恒温箱(26)和煤层系统气液分离器(27),第一多通道阀(81)与煤层系统三轴吸附解吸仪、煤层系统全直径岩心夹持器、煤层系统平板岩心夹持器和煤层系统气液分离器通过煤层模型系统主管路顺序串联,煤层系统油压泵与煤层系统三轴吸附解吸仪连接,煤层系统水压泵通过第三多通道阀(83)分别与两个岩心夹持器和煤层系统三轴吸附解吸仪连接,煤层系统气液分离器的两个出口端通过管路汇聚后与第二多通道阀(82)连接,还在主管路上设置支管路与煤层系统三轴吸附解吸仪并联以将煤层系统全直径岩心夹持器与第一多通道阀直接连接,所述煤层系统三轴吸附解吸仪、煤层系统全直径岩心夹持器和煤层系统平板岩心夹持器置于煤层系统恒温箱内;
致密砂岩层模型系统(3)包括砂岩层系统全直径岩心夹持器(31)、砂岩层系统平板模型岩心夹持器(32)、砂岩层系统水压泵(33)、砂岩层系统恒温箱(34)和砂岩层系统气液分离器(35),其中第一多通道阀(81)与砂岩层系统全直径岩心夹持器、砂岩层系统平板模型岩心夹持器和砂岩层系统气液分离器通过致密砂岩层模型系统主管路顺序串联,砂岩层系统水压泵通过第四多通道阀(84)分别与砂岩层系统全直径岩心夹持器和砂岩层系统平板模型岩心夹持器连接,砂岩层系统气液分离器的两个出口端通过管路汇聚后与第二多通道阀(82)连接,所述砂岩层系统全直径岩心夹持器和砂岩层系统平板岩心夹持器置于砂岩层系统恒温箱内;
页岩模型系统(4)包括页岩系统三轴吸附解吸仪(41)、页岩系统全直径岩心夹持器(42)、页岩系统平板岩心夹持器(43)、页岩系统油压泵(44)、页岩系统水压泵(45)、页岩系统恒温箱(46)和页岩系统气液分离器(47),第一多通道阀(81)与页岩系统三轴吸附解吸仪、页岩系统全直径岩心夹持器、页岩系统平板岩心夹持器和页岩系统气液分离器通过主管路顺序串联,页岩系统油压泵与页岩系统三轴吸附解吸仪连接,页岩系统水压泵通过第五多通道阀(85)分别与两个岩心夹持器和页岩系统三轴吸附解吸仪连接,页岩系统气液分离器的两个出口端通过管路汇聚后与第二多通道阀(82)连接,还在主管路上设置支管路与页岩系统三轴吸附解吸仪并联以将页岩系统全直径岩心夹持器与第一多通道阀直接连接,所述页岩系统三轴吸附解吸仪、页岩系统全直径岩心夹持器和页岩系统平板岩心夹持器置于页岩系统恒温箱内;
所述回压系统(5)包括回压系统高压气瓶(51)、回压系统空气压缩机(52)、回压系统增压泵(53)、回压系统高压驱替泵(54)、回压系统气体中间容器(55)、回压阀(56)和回压系统排空阀(575),所述回压系统高压气瓶与回压系统增压泵、回压阀和第二多通道阀(82)通过主管路顺序串联连接,所述回压系统排空阀通过管路与回压系统增压泵和回压阀之间的管路连接,回压系统高压驱替泵和回压系统气体中间容器连接,回压系统气体中间容器通过管路与回压系统排空阀和回压系统增压泵之间的管路连接。
19.一种使用权利要求18所述实验装置模拟复合多层气藏开采实验方法,其中,所述方法包括如下步骤:
(1)组装仪器,设置恒温箱温度并检测气密性;
(2)对煤层模型系统(2)抽真空,先在低围压下抽真空,然后增加围压到实验要求,加压顺序为煤层模型系统的平板岩心夹持器(23)、全直径岩心夹持器(22)、和三轴吸附解吸仪(21),然后将煤层模型系统入口管路封闭;对致密砂岩层模型系统(3)抽真空,先在低围压下抽真空,然后增加围压到实验要求,加压顺序为致密砂岩层模型系统的平板岩心夹持器(32)、和全直径岩心夹持器(31),然后将致密砂岩层模型系统入口管路封闭;对页岩层模型系统(4)抽真空,先在低围压下抽空,然后增加围压到实验要求,加压顺序为页岩层模型系统的平板岩心夹持器(43)、全直径岩心夹持器(42)、和三轴吸附解吸仪(41),然后将页岩层模型系统入口管路封闭;
(3)在回压系统(5)中,将回压系统高压气瓶(51)中的气体转入回压系统气体中间容器(55),用回压系统增压泵(53)对回压系统气体中间容器中的气体增压到设定压力后,用回压系统高压驱替泵(54)调节回压系统气体中间容器的压力,加压到实验压力,待稳定后,让气体充满回压阀(56),并保持回压阀压力不变;
(4)对煤层模型系统的三轴吸附解吸仪中煤样吸附处理,对煤样施加轴压至设定值,利用注入系统(1)将注入系统高压气瓶(11)中的气体通入煤层模型系统的三轴吸附解吸仪,并使气体充分吸附,然后将煤层模型系统入口管路封闭;对页岩模型系统三轴吸附解吸仪中页岩样品进行吸附处理,对页岩样品施加轴压至设定值,利用注入系统将注入系统高压气瓶中的气体通入页岩系统三轴吸附解吸仪,调节页岩系统三轴吸附解吸仪的压力至设定值,然后将页岩模型系统入口管路封闭;
(5)封闭煤层系统三轴吸附解吸仪的入口管路,利用注入系统的双缸泵(16)和煤层模型系统的支管路对煤层模型系统的两个岩心夹持器进行饱和地层水处理,然后将煤层模型系统入口管路封闭;利用双缸泵对致密砂岩层模型系统的两个岩心夹持器进行饱和地层水处理,然后将致密砂岩层模型系统入口管路封闭;利用注入系统的双缸泵和页岩层模型系统的支管路对页岩层模型系统的两个岩心夹持器进行饱和地层水处理,然后将页岩层模型系统入口管路封闭;
(6)利用注入系统高压气瓶的气体通过增压对致密砂岩层模型系统中的两个岩心夹持器进行气驱水操作,直到岩心达到原始含水饱和度,然后将致密砂岩层模型系统入口和出口管路封闭;利用注入系统高压气瓶的气体,对页岩层模型系统中的两个岩心夹持器进行气驱水操作,直到岩心达到原始含水饱和度,然后将页岩层模型系统入口和出口管路封闭,并关闭注入系统高压气瓶;
(7)通过回压系统的高压驱替泵来使得回压阀压力保持下降,将煤层模型系统、致密砂岩层模型系统和页岩模型系统与回压阀连通,模拟煤层气/致密砂岩气/页岩气合层开采;
同时分别测量煤层模型系统、致密砂岩层模型系统和页岩层模型系统的气体和液体流量,记录各个压力传感器的压力变化;对记录的数据进行处理分析,可得到整个合层开采过程中的压力-时间关系,采气量-时间关系,采液量-时间关系,采气量-压力关系,采液量-压力关系,并分析模拟实验的整个动态开采过程及开采机理。
20.根据权利要求19所述的方法,其中,所述低围压的压力为0.5-1MPa。
21.根据权利要求19所述的方法,其中,步骤(5)对煤层模型系统、致密砂岩层模型系统和页岩层模型系统的两个岩心夹持器进行饱和地层水处理分别各自独立包括加大驱替压差,并调节煤层模型系统、致密砂岩层模型系统或页岩层模型系统的压力至设定值,使得系统的进液量和出液量稳定。
22.根据权利要求19所述的方法,其中,步骤(6)采用称重法确定岩样含水饱和度。
23.根据权利要求19所述的方法,其中,所述方法包括如下步骤:
(1)组装仪器,设置恒温箱温度并检测气密性:组装实验仪器,然后分别设置恒温箱(26、34、46)的温度为实验温度,关闭如下阀门:煤层模型系统(2)、致密砂岩层模型系统(3)和页岩模型系统(4)各自与第一多通道阀(81)连接的阀门(2901,361,4801)、各模型系统的平板岩心夹持器(23,32,43)与气液分离器(27,35,47)之间的阀门(2906,363,4806)、注入系统(1)的液体中间容器(17)与第一多通道阀(81)之间的阀门(196)、真空泵(18)与第一多通道阀(81)之间的阀门(195)、增压泵(13)与第一多通道阀(81)之间的阀门(192、198);将注入系统高压气瓶(11)的气体转入到注入系统气体中间容器(15)中,用注入系统增压泵(13)对注入系统气体中间容器(15)中气体增压到设定压力,利用注入系统高压驱替泵(14)调节注入系统气体中间容器压力,待稳定后,关闭高压气瓶(11)与增压泵(13)之间的阀门(191),打开各模型系统各自与第一多通道阀连接的阀门(2901,361,4801)、增压泵(13)与第一多通道阀(81)之间的阀门(192),使高压气体缓慢转入模型系统中,检查装置密封性;
(2)关闭注入系统增压泵(13)与第一多通道阀(81)连接的阀门(192),打开真空泵(18)与第一多通道阀连接的阀门(195),利用注入系统的真空泵(18)对模型系统进行抽真空:关闭致密砂岩层模型系统(3)和页岩模型系统(4)各自与第一多通道阀(81)连接的阀门(361,
4801),开启煤层模型系统(2)与第一多通道阀连接(81)的阀门(2901),在低围压的条件下抽真空,然后用煤层系统水压泵(25)增加围压到实验要求,加压的顺序为煤层模型系统的平板岩心夹持器(23),全直径岩心夹持器(22),三轴吸附解吸仪(21);关闭煤层模型系统(2)与第一多通道阀连接(81)的阀门(2901),打开致密砂岩层模型系统(3)与第一多通道阀连接(81)的阀门(361),在低围压的条件下抽真空,然后用砂岩层系统水压泵(33)增加围压到实验要求,加压的顺序为致密砂岩层模型系统的平板岩心夹持器(32),全直径岩心夹持器(31);关闭致密砂岩层模型系统(3)与第一多通道阀(81)连接的阀门(361),打开页岩模型系统(4)与第一多通道阀(81)连接的阀门(4801),在低围压的条件下抽真空,后用页岩系统水压泵(45)增加围压到实验要求,加压的顺序为页岩模型系统(4)的平板岩心夹持器(43),全直径岩心夹持器(42),三轴吸附解吸仪(41),抽完之后,关闭页岩模型系统(4)与第一多通道阀(81)连接的阀门(4801)、以及注入系统(1)的真空泵(18)与第一多通道阀连接的阀门(195);
(3)将回压系统高压气瓶(51)中的气体转入回压系统气体中间容器(55),用回压系统增压泵(53)对回压系统气体中间容器(55)中的气体增压到设定压力后,用回压系统高压驱替泵(54)调节回压系统气体中间容器(55)的压力到实验压力,稳定后,缓慢打开回压阀(56)与回压系统增压泵(53)之间的阀门(571),让气体缓慢充满回压阀,保持回压阀压力不变;
(4)对煤层模型系统(2)的三轴吸附解吸仪(21)中煤样吸附处理:关闭煤层模型系统支管路上的阀门(2908,2909),利用煤层模型系统的油压泵(24)对煤样施加轴压至设定值,将注入系统高压气瓶(11)中的气体转入注入系统气体中间容器(15),利用注入系统高压驱替泵(14)对注入系统气体中间容器中气体增压到设定压力,稳定后,打开注入系统排空阀(198)和注入系统增压泵(13)与第一多通道阀(81)连接的阀门(192),排出管线中的空气后,关闭注入系统排空阀(198)和煤层系统三轴吸附解吸仪(21)出口端与支管路之间的阀门(2903),打开煤层模型系统(2)与第一多通道阀(81)连接的阀门(2901),向煤层系统三轴吸附解吸仪(21)通入气体,利用注入系统高压驱替泵(14)调节煤层系统三轴吸附解吸仪(21)的压力,持续注入2-10天,直至注入系统高压驱替泵(14)的体积不再变化为止,然后关闭煤层模型系统(2)与第一多通道阀(81)连接的阀门(2901);对页岩系统三轴吸附解吸仪(41)中页岩样品进行吸附处理:关闭页岩模型系统(4)支管路上的阀门(4808,4809),利用页岩系统油压泵(44)对页岩样品施加轴压至设定值,打开页岩模型系统(4)与第一多通道阀(81)连接的阀门(4801),关闭页岩系统三轴吸附解吸仪(41)出口端与支管路之间的阀门(4803),向页岩系统三轴吸附解吸仪(41)通入气体,利用注入系统高压驱替泵(14)调节页岩系统三轴吸附解吸仪(41)的压力至设定值,直至注入系统高压驱替泵(14)的体积不再变化为止,然后关闭页岩模型系统(4)与第一多通道阀(81)连接的阀门(4801);
(5)关闭注入系统增压泵(13)与第一多通道阀(81)连接的阀门(192)、煤层系统三轴吸附解吸仪(21)入口端与支管路之间的阀门(2902)、煤层系统三轴吸附解吸仪(21)出口端与支管路之间的阀门(2903)、致密砂岩层模型系统(3)和页岩模型系统(4)各自与第二多通道阀(82)连接的阀门(364,4807),打开煤层模型系统(2)与第一多通道阀(81)连接的阀门(2901)、煤层模型系统(2)的支管路上的阀门(2908,2909)、煤层模型系统的支管路与第二多通道阀(82)之间的主管路上的所有阀门(2904,2905,2906,2907)、注入系统(1)的液体中间容器(17)与第一多通道阀(81)之间的阀门(196),利用注入系统的双缸泵(16)对煤层模型系统(2)的两个岩心夹持器(22,23)进行饱和地层水处理,逐渐加大驱替压差,调节煤层模型系统(2)的压力至设定值,并使得系统的进液量和出液量稳定,关闭煤层模型系统(2)与第一多通道阀(81)和第二多通道阀(82)连接的阀门(2901,2907);打开致密砂岩层模型系统(3)的主管路上的全部阀门(361,362,363,364),利用注入系统(1)的双缸泵(16)对致密砂岩层模型系统(3)的两个岩心夹持器(31,32)进行饱和地层水处理,逐渐加大驱替压差,调节致密砂岩层模型系统(3)的压力至设定值,并使得系统的进液量和出液量稳定,关闭致密砂岩层模型系统(3)与第一多通道阀(81)和第二多通道阀(82)连接的阀门(361,
364);关闭页岩系统三轴吸附解吸仪(41)的入口端与支管路之间的阀门(4802)、页岩系统三轴吸附解吸仪(41)的出口端与支管路之间的阀门(4803),打开页岩模型系统(4)与第一多通道阀(81)连接的阀门(4801)、页岩模型系统(4)的支管路上的阀门(4808,4809)、以及页岩模型系统(4)的支管路与第二多通道阀(82)之间的主管路上的全部阀门(4804,4805,
4806,4807),利用注入系统双缸泵(16)对页岩层模型系统(4)的两个岩心夹持器(42,43)进行饱和地层水处理,逐渐加大驱替压差,调节页岩层模型系统(4)的压力至设定值,并使得系统的进液量和出液量稳定,关闭页岩模型系统(4)与第一多通道阀(81)和第二多通道阀(82)连接的阀门(4801,4807);
(6)关闭注入系统(1)的液体中间容器(17)与第一多通道阀(81)之间的阀门(196),打开注入系统增压泵(13)与第一多通道阀(81)之间的阀门(192)、致密砂岩层模型系统(3)与第一多通道阀(81)和第二多通道阀(82)连接的阀门(361,364),将注入系统高压气瓶(11)的气体通过增压,转入致密砂岩层模型系统(3)中的两个岩心夹持器(31,32)进行气驱水操作,逐渐增大驱替压差,利用注入系统高压驱替泵(14)调节致密砂岩层模型系统(3)的压力至实验设定值,并对岩样进行称重,确定岩样含水饱和度达到原始含水饱和度,然后关闭致密砂岩层模型系统(3)与第一多通道阀(81)和第二多通道阀(82)连接的阀门(361,364);打开页岩模型系统(4)与第一多通道阀(81)和第二多通道阀(82)连接的阀门(4801,4807),将注入系统高压气瓶(11)的气体通过增压转入页岩层模型系统(4)中的两个岩心夹持器(42,
43)进行气驱水操作,逐渐增大驱替压差,利用注入系统高压驱替泵(14)调节页岩层模型系统(4)的压力至实验设定值,并对岩样进行称重,确定岩样含水饱和度达到原始含水饱和度,然后关闭在本步骤中开启的阀门(192,4801,4807);
(7)设置回压系统高压驱替泵(54)的压力值,调节回压系统回压阀(56)压力,使回压阀的压力以恒定速率逐渐降低,打开煤层模型系统(2)、致密砂岩层模型系统(3)、页岩模型系统(4)各自与第二多通道阀(82)连接的阀门(2907,364,4807),模拟煤层气/致密砂岩气/页岩气合层开采;同时分别测量煤层模型系统、致密砂岩层模型系统和页岩层模型系统的气液分离器的气体和液体流量,合采初期,每30-60分钟记录一次时间和气、液流量值,记录各个压力传感器的压力变化,数据保存在计算机(74)的储存模块中;回压阀(56)的压力值降低到实验压力点后,保持回压系统高压驱替泵(54)的驱替压力值不变,气、液流量值数据点可改为10-12小时记录一次,直到出口端没有气体和液体产出;然后关闭回压系统(5)的回压阀(56)和增压泵(53)之间的阀门(571),打开回压系统排空阀(575),缓慢卸掉回压阀(56)的压力,记录气、液流量值,记录数据点为10-12小时一次,直到出口端没有气体和液体产出;对记录的数据进行处理分析,可得到整个合层开采过程中的压力-时间关系,采气量-时间关系,采液量-时间关系,采气量-压力关系,采液量-压力关系,并分析模拟实验的整个动态开采过程及开采机理。
24.根据权利要求23所述的方法,其中,步骤(7)使回压阀的压力以恒定速率逐渐降低是控制回压以2-3MPa为步长,以0.5-1h为间隔逐渐降低。
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