本实用新型专利技术公开了一种煤储层支撑裂缝中固液气运移规律实验装置，涉及模拟实验装置。所述实验装置包括夹持器主体、第一煤岩板、第二煤岩板、注入泵、收集计量系统以及压力加载装置；夹持器主体设有空腔；第一煤岩板和第二煤岩板布置在空腔内，且在空腔内围成可容纳煤粉和支撑剂的空间；夹持器主体两端设有连通空间的注入孔和产出孔，注入孔和产出孔中均设有滤网，滤网的网孔尺寸大于煤粉的尺寸而小于支撑剂的尺寸。本实用新型专利技术可以模拟煤层气井不同的排采制度和上覆岩层压力条件下压裂支撑裂缝中固体煤粉、液体水及煤层气的运移产出情况，为解决煤层气生产过程中煤粉伤害问题和提高单井产量提供依据。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及模拟实验装置，特别涉及一种煤储层支撑裂缝中固液气运移规律实验装置。
技术介绍
煤层气是一种非常规天然气资源，煤层气储层与常规天然气储层不同，它是自生自储气藏，具有低渗、低压、低饱和的特点，煤层气井需要经过压裂才能获得有效开发。煤是一种抗压和抗拉强度较低的脆弱介质，弹性模量小，泊松比高，硬度低，在煤层气井压裂过程中，易产生大量固体煤粉。固体煤粉进入支撑裂缝与支撑剂混合，压裂施工后大量煤粉会滞留在支撑裂缝中，堵塞支撑剂间孔隙，伤害支撑裂缝的导流能力，影响煤层气井产能。在煤层气井排采过程中，少量煤粉会随流体介质的流动而运移，从而有煤粉的产出。煤粉产出易造成卡栗、埋栗、缩短检栗周期，影响煤层气井的正常生产。煤层气排采过程中的固体煤粉问题是煤层气井遇到的核心问题之一，沁水盆地南部及鄂尔多斯盆地东缘众多煤层气井排采实践表明，在煤层气井排采各阶段均存在煤粉产出现象，且煤粉粒度随排采生产的进行具有逐渐变小的规律。煤层气井压裂后先排水降压，气体甲烷从煤中解吸，经过扩散渗流到支撑裂缝的高速通道中，最后流向井底排采至地面，这个过程涉及到液体水、气体甲烷以及固体煤粉的运移和产出，固体、液体及气体之间存在一定的耦合关系，准确掌握其在支撑裂缝中的运移产出规律对煤层气井的高效生产具有重大指导意义。目前，一些科研院校开发了煤储层裂缝或井筒中煤粉的运移沉积规律物理模拟实验装置，如中国专利公开号为CN 203081424U，它公开了一种裂缝内煤粉运移规律可视化实验装置，该装置可以模拟裂缝宽度的变化，实现了缝流条件下固体煤粉运移的可视化模拟，该装置无法模拟上覆岩层压力条件下裂缝内煤粉的运移情况。中国专利公开号为CN203035186U和CN 203117074U分别公开了井筒和管道中固体煤粉及液体水的运移沉降实验装置，这些实验装置主要是用于研究井筒、管道中固液混合物的运移规律。现今几乎没有用于研究煤储层压裂支撑裂缝中固体煤粉、液体水及气体甲烷多相流动规律的物理模拟实验装置。
技术实现思路
为了解决现有技术的问题，本技术实施例提供了一种煤储层支撑裂缝中固液气运移规律实验装置，其可以模拟煤层气井不同的排采制度和上覆岩层压力条件下压裂支撑裂缝中固体煤粉、液体水及煤层气的运移产出情况。所述技术方案如下:本技术提供了一种煤储层支撑裂缝中固液气运移规律实验装置，其包括:夹持器主体、第一煤岩板、第二煤岩板、注入栗、收集计量系统以及压力加载装置；夹持器主体设有空腔;第一煤岩板和第二煤岩板布置在空腔内，且在空腔内围成可容纳煤粉和支撑剂的空间；夹持器主体两端设有连通空间的注入孔和产出孔，注入孔和产出孔中均设有滤网，滤网的网孔尺寸大于煤粉的尺寸而小于支撑剂的尺寸；注入孔与注入栗连接，产出孔与收集计量系统连接，压力加载装置与第一煤岩板连接。通过夹持器主体、第一煤岩板、第二煤岩板为煤粉和支撑剂提供容纳空间，并对其加载轴压用来模拟上覆岩层压力条件下压裂支撑裂缝的环境，再通过注入栗采用单相或多相将固体煤粉、液体水及气体甲烷高压注入容纳煤粉和支撑剂的空间来模拟空间内固液气的运移，并通过收集计量系统收集、分析数据。另外，本技术提供的一种煤储层支撑裂缝中固液气运移规律实验装置还具有如下附加技术特征。进一步地，夹持器主体在靠近注入孔的位置设有至少一个压力传感器，以及夹持器主体在靠近产出孔的位置设有至少一个压力传感器。进一步地，其还包括封堵空腔的第一活塞和第二活塞，第一活塞一端与第一煤岩板连接，另一端与压力加载装置连接，第二活塞的一端与第二煤岩板连接。进一步地，第一活塞与第一煤岩板之间铺设有第一钢板，以及第二活塞与第二煤岩板之间铺设有第二钢板。进一步地，第一活塞与第一钢板之间铺设有第一密封橡胶圈，以及第二活塞与第二煤岩板之间铺设有第二密封橡胶圈。进一步地，第一活塞与第二活塞的边缘均设有凸缘，第二活塞的凸缘与夹持器主体贴合；在压力加载装置的加载下，第一活塞的凸缘与夹持器主体保持间距，或者第一活塞的凸缘与夹持器主体贴合。进一步地，第一煤岩板和第二煤岩板在与夹持器主体的连接处设有用于密封的麻绳。进一步地，注入栗为高压驱替栗。进一步地，收集计量系统设有与产出孔连接的计量装置以及与计量装置连接的固液气分离装置。本技术提供的技术方案带来的有益效果是:1、通过压力加载装置对煤粉和支撑剂加载轴压，轴压的大小可变化，因此可以很好的模拟上覆岩层压力条件下支撑裂缝中气液及固体的运动状态；2、通过注入孔和产出孔中的滤网网孔变化，可阻止支撑剂的运移，容许固体煤粉、液体及气体通过，提高了实验的准确性；3、通过高压驱替栗实现固体煤粉、液体水和气体甲烷的单相或者多相的注入，更加的接近实际煤层情况，更好的模拟煤储层压裂后支撑裂缝中固液气的运移产出情况，为解决煤层气生产过程中煤粉伤害问题和提高单井产量提供依据；4、通过调节注入栗以及压力加载装置模拟煤层气井不同的排采制度下煤储层支撑裂缝中固液气的运移产出规律，可通过实验方式研究支撑裂缝中固液气运移耦合关系，为煤层气井排采管控提供依据。【附图说明】为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本技术实施例提供的一种煤储层支撑裂缝中固液气运移规律实验装置的主视图；图2是图1中一种煤储层支撑裂缝中固液气运移规律实验装置的剖视图；图3是图1中一种煤储层支撑裂缝中固液气运移规律实验装置的左视图；图4是图1中夹持器主体的俯视图。【具体实施方式】为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本技术实施方式作进一步地详细描述。下面将结合图1-图4详细说明本技术的实施例。本技术实施提供了一种煤储层支撑裂缝中固液气运移规律实验装置，如图Ι-Α 所示，其包括: 夹持器主体 1、第一煤岩板 21、第二煤岩板 22、注入栗 3、收集计量系统 4、压力加载装置(图中未示出)、第一活塞51、第二活塞52、第一钢板61、第二钢板62、第一密封橡胶圈71、第二密封橡胶圈72和压力传感器14。如图4所示，本实施例中，夹持器主体I设有空腔11，夹持器主体I两端设有连通空腔11的注入孔12和产出孔13，夹持器主体I在靠近注入孔12的位置设有至少一个压力传感器14，以及夹持器主体I在靠近产出孔13的位置设有至少一个压力传感器14。本实施例中，具体地，夹持器主体I在靠近注入孔12的位置设有一个压力传感器14，夹持器主体I在靠近产出孔13的位置设有一个压力传感器14。两压力传感器14用于实时记录空腔11两端的压力。当然以上关于压力传感器14的数量和位置的设置，也仅仅是举例说明，在实际应用的过程中，可以根据实际需要进行设置，本实施例对此并不作限制。如图1所当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种煤储层支撑裂缝中固液气运移规律实验装置，其特征在于，其包括夹持器主体、第一煤岩板、第二煤岩板、注入泵、收集计量系统以及压力加载装置；所述夹持器主体设有空腔；所述第一煤岩板和所述第二煤岩板布置在所述空腔内，且在所述空腔内围成可容纳煤粉和支撑剂的空间；所述夹持器主体两端设有连通所述空间的注入孔和产出孔，所述注入孔和所述产出孔中均设有滤网，所述滤网的网孔尺寸大于所述煤粉的尺寸而小于所述支撑剂的尺寸；所述注入孔与所述注入泵连接，所述产出孔与所述收集计量系统连接，所述压力加载装置与所述第一煤岩板连接。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘岩，苏雪峰，张遂安，李辉，张雅兰，刘俊英，高彩霞，王磊，周贤，吴赞美，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11
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