自生自储向斜构造盆地水溶气运移模拟装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种自生自储向斜构造盆地水溶气运移模拟装置，包括：储层模拟系统、供水系统、气液回收系统、样品采集系统、饱和与抽真空系统、起吊控制系统和恒温控制系统，其中储层模拟系统包括模拟管路，模拟管路上设置有多个采样点，该储层模拟系统放置在恒温控制系统中；供水系统与储层模拟系统通过管路连接，为储层模拟系统供水；气液回收系统和样品采集系统均与储层模拟系统通过管路连接，收集储层模拟系统流出的气体和液体；饱和与抽真空系统通过管路与储层模拟系统连接；起吊控制系统用于悬吊储层模拟系统。本发明专利技术所采用的装置结构简单，占地面积小，模拟试验方法准确，简单易行，为煤层气/页岩气的开发提供了基础理论支撑。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及非常规天然气储气向斜构造盆地地层水溶解气(简称水溶气)运移能力及水溶气对储层气体碳同位素分馏机理模拟装置，属于低渗透自生自储非常规天然气(如煤层气/页岩气)向斜构造盆地固、液和气体三相混合介质中水溶气运移规律及同位素分馏

技术介绍
目前，水溶气对非常规天然气成藏的贡献开始受到重视，地层水中溶解的烃类气体简称水溶气，水溶气实际上也是非常规天然气(包括煤层气/页岩气)赋存状态的重要形式之一。非常规天然气生成和运移成藏过程中始终与地层水伴生，地层水可能会对非常规天然气组分、碳同位素产生分馏作用，这可能也是非常规天然气(如煤层气)碳同位素变轻的一个原因。但水溶气如何影响储层盆地含气性的分布？流动的地层水溶解和搬运储层气体后，储层气体碳同位素分馏的机理如何？这些问题都有待进一步研究。为此，本专利技术设计了室内物理模拟装置，模拟非常规天然气(煤层气/页岩气)储气向斜构造盆地剖面几何特征和地下水流动特点，研究地下水流动过程溶解气体的能力及对气体稳定同位素分馏的影响，为煤层气成藏及成因研究提供数据支撑。非常规天然气(煤层气/页岩气)具有自生自储的特点，对其有利的典型地质构造为向斜构造或向斜构造的一翼。向斜构造的普遍形态为两翼翘起，中部相对平缓。盆地地下水的补给为两翼含水层露头，然后沿含水层向盆地中部径流，并在水头压力差的作用下，从含水层露头相对标高较低的一翼溢出，溢出端称为排泄区，相对较高的一翼称为补给区，两翼水位标高连线之间称为承压区。如图1所示，对于自生自储的非常规天然气(包括煤层气/页岩气)储层盆地，两翼可以按储层倾斜程度划分类型，一般可划分为近水平段(α≤5°)、缓倾斜段(5°＜α≤15°)、倾斜段(15°＜α≤35°)、急倾斜段(α＞35°)，并由此计算每个划分段的长度，确定剖面不同倾斜段之间的组合关系，提取剖面形态特征，为室内模拟试验提供基础数据。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种非常规天然气储气向斜构造盆地地层水溶解气(简称水溶气)运移能力、水溶气对储层气体碳同位素分馏影响的模拟装置，能够模拟低渗透自生自储非常规天然气(如煤层气/页岩气)向斜构造盆地固、液和气体三相混合介质中水溶气运移规律、水溶气对储层气体含气性分布及气体同位素分馏作用，同时本专利技术装置还可以完成气体溶解能力模拟实验和三相介质的渗流模拟实验。为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案包括：储层模拟系统、供水系统、气液回收系统、样品采集系统、饱和与抽真空系统、起吊控制系统、恒温控制系统及相关连接管路。储层模拟系统包括顺序连接的3条空心模拟管路，分别对应于向斜构造的两翼和核心区域，其长度和坡度根据原型盆地剖面形态按一定的相似比制作，用于模拟低渗透自生自储非常规天然气(如煤层气/页岩气)向斜构造盆地固、液和气体三相混合介质中水溶气运移规律、水溶气同位素分馏规律、气体溶解能力和三相介质的渗流等室内模拟试验。模拟管路一端与供水系统连接，同时引出一条采样管，供水系统可为储层模拟系统提供稳定的水压力场和恒定水流；另一端与气液回收系统连接，同时也可兼做1条采样管，气液回收系统负责收集流出储层模拟系统的气体和液体。为了试验前期准备和中间采样，在模拟管路中间相互连接部位再设置2条采样管，每条采样管再一分为二，分别连接饱和与抽真空系统和样品采集系统。根据研究需要也可同时在两翼模拟管路坡度变化部位引出采样管，与样品采集系统连接。饱和与抽真空系统可使模拟管路内样品形成含气饱和状态，模拟自身自储含气饱和储层，还原原始均匀含气储层。样品采集系统可按设计要求对模拟管路不同采样点进行样品采集，用于分析模拟过程中样品属性的变化，为后续研究提供数据支撑。起吊控制系统包括固定架和起吊装置，固定架悬挂在起吊装置之下，用于固定储层模拟系统的3条模拟管路及部分采样管路，储层模拟系统与其他系统的连接采用软管柔性连接，便于起吊装置起吊和降落储层模拟系统，使模拟管路浸没在恒温控制系统的恒温箱液面之下或抬升到液面之上。恒温控制系统为储层模拟系统提供恒定的温度场。为实现本专利技术之目的，采用以下技术方案予以实现：一种自生自储向斜构造盆地水溶气运移模拟装置，包括：储层模拟系统、供水系统、气液回收系统、样品采集系统、饱和与抽真空系统、起吊控制系统和恒温控制系统，其中：储层模拟系统包括模拟管路，模拟管路上设置有多个采样点，该储层模拟系统放置在恒温控制系统中，恒温控制系统为储层模拟系统提供预定的工作温度；供水系统与储层模拟系统通过管路连接，为储层模拟系统供水；气液回收系统和样品采集系统均与储层模拟系统通过管路连接，收集储层模拟系统流出的气体和液体；饱和与抽真空系统通过管路与储层模拟系统连接，对储层模拟系统中充填的样品抽真空和进行高压气体饱和处理；起吊控制系统用于悬吊储层模拟系统，以将其放入恒温控制系统中或从恒温控制系统中吊出。所述的自生自储向斜构造盆地水溶气运移模拟装置，优选的：恒温控制系统包括恒温箱和温度传感器，恒温箱中盛有液体。所述的自生自储向斜构造盆地水溶气运移模拟装置，优选的：储层模拟系统包括第一模拟管路、第二模拟管路和第三模拟管路，第一模拟管路和第二模拟管路下端通过第三模拟管路相互连通，第一模拟管路和第二模拟管路的上端分别设置第四采样点和第一采样点，所述第四采样点和第一采样点分别通过连接管路连接样品采集系统和气液回收系统，第四采样点通过连接管路连接供水系统；在第一模拟管路与第三模拟管路的连接处以及第二模拟管路与第三模拟管路的连接处分别设置第三采样点和第二采样点，第三采样点和第二采样点中的任一个分别通过连接管路与样品采集系统和气液回收系统连接以及与饱和与抽真空系统连接。所述的自生自储向斜构造盆地水溶气运移模拟装置，优选的：起吊控制系统包括起吊横梁、两个垂直固定架、一个水平固定架和起吊装置，两个垂直固定架分别用于固定第一模拟管路和第二模拟管路以及采样点引出管路，水平固定架用于固定第三模拟管路；两个垂直固定架分别悬挂在起吊横梁两侧下部，水平固定架在两个垂直固定架的底部水平设置，其两端分别与该两个垂直固定架的底部相连，起吊横梁被起吊装置悬挂在起吊装置的下方。所述的自生自储向斜构造盆地水溶气运移模拟装置，优选的：供水系统包括供水泵、水压表、供水阀门、定压阀和储水箱；供水泵与储层模拟系统通过供水管路连接，该供水管路与供水泵之间设置供水阀门和水压表，储水箱为供水泵提供水源，定压阀安装在连接器与第一采样点之间的连接管路上，配合供水泵设定储层模拟系统压力。所述的自生自储向斜构造盆地水溶气运移模拟装置，优选的：供水泵与储层模拟系统的第一模拟管路上端的第四采样点通过供水管路连接。所述的自生自储向斜构造盆地水溶气运移模拟装置，优选的：储水箱中储存的液体是：盆地地层水、去离子水或纯净水。所述的自生自储向斜构造盆地水溶气运移模拟装置，优选的：气液回收系统包括气压表、第一排泄管、阀门、气液分离器、气体回收容器、液体回收容器；所述气液分离器被其内部的竖向中隔板分为气液分离室和溢流室两部分，气液分离室和溢流室在底部连通，溢流室顶部开有一个孔，与液体回收容器通过管路连接，气液分离室顶部开有两个孔，一孔通过管路与气体回收容器连通，该管路上设有阀门，另一孔通过第一排泄管与连接器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自生自储向斜构造盆地水溶气运移模拟装置，包括：储层模拟系统、供水系统、气液回收系统、样品采集系统、饱和与抽真空系统、起吊控制系统和恒温控制系统，其特征在于：储层模拟系统包括模拟管路，模拟管路上设置有多个采样点，该储层模拟系统放置在恒温控制系统中，恒温控制系统为储层模拟系统提供预定的工作温度；供水系统与储层模拟系统通过管路连接，为储层模拟系统供水；气液回收系统和样品采集系统均与储层模拟系统通过管路连接，收集储层模拟系统流出的气体和液体；饱和与抽真空系统通过管路与储层模拟系统连接，对储层模拟系统中充填的样品抽真空和进行高压气体饱和处理；起吊控制系统用于悬吊储层模拟系统，以将其放入恒温控制系统中或从恒温控制系统中吊出。

【技术特征摘要】
1.一种自生自储向斜构造盆地水溶气运移模拟装置，包括：储层模拟系统、供水系统、气液回收系统、样品采集系统、饱和与抽真空系统、起吊控制系统和恒温控制系统，其特征在于：储层模拟系统包括模拟管路，模拟管路上设置有多个采样点，该储层模拟系统放置在恒温控制系统中，恒温控制系统为储层模拟系统提供预定的工作温度；供水系统与储层模拟系统通过管路连接，为储层模拟系统供水；气液回收系统和样品采集系统均与储层模拟系统通过管路连接，收集储层模拟系统流出的气体和液体；饱和与抽真空系统通过管路与储层模拟系统连接，对储层模拟系统中充填的样品抽真空和进行高压气体饱和处理；起吊控制系统用于悬吊储层模拟系统，以将其放入恒温控制系统中或从恒温控制系统中吊出。2.根据权利要求1所述的自生自储向斜构造盆地水溶气运移模拟装置，其特征在于：恒温控制系统包括恒温箱和温度传感器，恒温箱中盛有液体。3.根据权利要求1所述的自生自储向斜构造盆地水溶气运移模拟装置，其特征在于：储层模拟系统包括第一模拟管路、第二模拟管路和第三模拟管路，第一模拟管路和第二模拟管路下端通过第三模拟管路相互连通，第一模拟管路和第二模拟管路的上端分别设置第四采样点和第一采样点，所述第四采样点和第一采样点分别通过连接管路连接样品采集系统和气液回收系统，第四采样点通过连接管路连接供水系统；在第一模拟管路与第三模拟管路的连接处以及第二模拟管路与第三模拟管路的连接处分别设置第三采样点和第二采样点，第三采样点和第二采样点中的任一个分别通过连接管路与样品采集系统和气液回收系统连接以及与饱和与抽真空系统连接。4.根据权利要求1或3所述的自生自储向斜构造盆地水溶气运移模拟装置，其特征在于：起吊控制系统包括起吊横梁、两个垂直固定架、一个水平固定架和起吊装置，两个垂直固定架分别用于固定第一模拟管路和第二模拟管路以及采样点引出管路，水平固定架用于固定第三模拟管路；两个垂直固定架分别悬挂在起吊横梁两侧下部，水平固定架在两个垂直固定架的底部水平设置，其两端分别与该两个垂直固定架的底部相连，起吊横梁被起吊装置悬挂在起吊装置的下方。5.根据权利要求1或3所述的自生自储向斜构造盆地水溶气运移模拟装置，其特征在于：供水系统包括供水泵、水压表、供水阀门、定压阀和储水箱；供水泵与储层模拟系统通过供水管路连接，该供水管路与供水泵之间设置供水阀门和水压表，储水箱为供水泵提供水源，定压阀安装在连接器与第一采样点之间的连接管路上，配合供水泵设定储层模拟系统压力。6.根据权利要求1或3所述的自生自储向斜构造盆地水溶气运移模拟装置，其特征在于：气液回收系统包括气压表、第一排泄管、阀门、气液分离器、气体回收容器、液体回收容器；所述气液分离器被其内部的竖向中隔板分为气液分离室和溢流室两部分，气液分离室和溢流室在下部连通，溢流室顶部开有一个孔，与液体回收容器通过管路连接，气液分离室顶部开有两个孔，一...

【专利技术属性】
技术研发人员：张军龙，李建军，
申请(专利权)人：张军龙，李建军，
类型：发明
国别省市：北京;11