【技术实现步骤摘要】
含水合物沉积物旁压蠕变试验装置及方法
本专利技术涉及海洋天然气水合物基础物性测试领域,特别是一种天然气水合物室内蠕变试验装置及方法。
技术介绍
当前,随着全球天然气水合物研究从单一的勘察评价向实验室模拟+试采实践评价的推进,天然气水合物储层的力学特性成为了国内外研究的焦点。天然气水合物开采过程中的储层力学特性对水合物的高效、安全开采至关重要,未经评估的大降压开采方案、不合理的钻进方案、不合理的压裂增产方案等的实施都可能造成原储层力学稳定状态的打破,引发井壁失稳,甚至是海底滑坡、崩塌的发生。蠕动变形破坏作为一种历时长、缓慢发展的破坏形式,其对储层的破坏往往不是显而易见的。我国在南海神狐海域天然气试采中发现的钻井套管无法拔出的现象,更是引发了对储层蠕动变形导致套管被抱死的猜测。可见,对天然气水合物储层的蠕变力学研究至关重要,其直接影响着成井方式的选择和水合物开采方式选择。从目前水合物蠕动变形测试的情况来看,在测试仪器方面,目前主要利用改装的三轴力学实验仪器对水合物蠕变力学特性进行测试,其反映的水合物力学特性集中在垂向;在测试试样方面,目前主要存在两种制样方式,分别为混合制样法和原位合成法,混合制样法是将纯水合物制成粉末状然后再与沉积物混合从而制成所需的水合物测试样,原位制样法则是将一定含水率的沉积物装入测试模具,然后通入高压气体,通过仪器提供的高压低温环境生成所需水合物测试样。总体而言,上述仪器及制样方法具有技术成熟,操作简单的特点,能很好测试人工制样水合物的垂向蠕变力学参数,但其不能满足测试天然气水合物储层侧向 ...
【技术保护点】
1.一种含水合物沉积物旁压蠕变试验装置,其特征在于,包括液压传动模块、恒温控制模块、天然气水合物合成模块、旁压蠕变测试模块、顶压控制模块,液压传动模块分别与恒温控制模块、旁压蠕变测试模块和顶压控制模块连接,恒温控制模块位于天然气水合物合成模块的外侧,旁压蠕变测试模块位于天然气水合物合成模块的正中心位置,顶压控制模块位于天然气水合物合成模块的顶部;/n所述天然气水合物合成模块包括天然气水合物生成舱室(34),旁压蠕变测试模块包括旁压探头内管(18)、输液管(17)、液压顶杆(19)和应力触探片(21),旁压探头内管(18)位于天然气水合物生成舱室(34)的中心处,旁压探头内管(18)呈上粗下细的中空状,旁压探头内管(18)下部外侧沿其周向均匀间隔设置数组应力触探片,相邻两组应力触探片之间存在间隙,沿旁压探头内管的竖直方向设置的位于同一竖直列的数块应力触探片(22)为一组,应力触探片(22)通过液压顶杆(20)与旁压探头内管(18)的外壁连接,液压顶杆(20)与应力触探片(22)连接处的外侧设有应力传感器(21),液压顶杆(20)上设有位移传感器(23);/n所述旁压探头内管(18)的中心 ...
【技术特征摘要】
1.一种含水合物沉积物旁压蠕变试验装置,其特征在于,包括液压传动模块、恒温控制模块、天然气水合物合成模块、旁压蠕变测试模块、顶压控制模块,液压传动模块分别与恒温控制模块、旁压蠕变测试模块和顶压控制模块连接,恒温控制模块位于天然气水合物合成模块的外侧,旁压蠕变测试模块位于天然气水合物合成模块的正中心位置,顶压控制模块位于天然气水合物合成模块的顶部;
所述天然气水合物合成模块包括天然气水合物生成舱室(34),旁压蠕变测试模块包括旁压探头内管(18)、输液管(17)、液压顶杆(19)和应力触探片(21),旁压探头内管(18)位于天然气水合物生成舱室(34)的中心处,旁压探头内管(18)呈上粗下细的中空状,旁压探头内管(18)下部外侧沿其周向均匀间隔设置数组应力触探片,相邻两组应力触探片之间存在间隙,沿旁压探头内管的竖直方向设置的位于同一竖直列的数块应力触探片(22)为一组,应力触探片(22)通过液压顶杆(20)与旁压探头内管(18)的外壁连接,液压顶杆(20)与应力触探片(22)连接处的外侧设有应力传感器(21),液压顶杆(20)上设有位移传感器(23);
所述旁压探头内管(18)的中心设有输液管(19),输液管(19)的顶端与液压传动模块连接,输液管(19)与各液压顶杆(20)连接。
2.根据权利要求1所述的天然气水合物室内旁压蠕变试验装置,其特征在于,沿旁压探头内管(18)的环形外部均匀间隔设置四组应力触探片,每组应力触探片包括沿旁压探头内管(18)的竖直方向间隔设置的三块应力触探片(22)。
3.根据权利要求1所述的含水合物沉积物旁压蠕变试验装置,其特征在于,所述天然气水合物合成模块还包括甲烷气瓶(3)、压力缓冲罐(2)和传感光纤(14),甲烷气瓶(3)与压力缓冲罐(2)连接,传感光纤(14)的一端固定于天然气水合物生成舱室(34)的外壁上,传感光纤(14)的另一端与旁压蠕变测试模块固定连接,传感光纤(14)为预拉伸光纤,传感光纤(14)与光纤解调器(8)相连,天然气水合物生成舱室(34)内设有温度传感器(11)。
4.根据权利要求1所述的含水合物沉积物旁压蠕变试验装置,其特征在于,所述旁压探头内管(18)上部外侧设置数个叠加的橡胶阻隔环,橡胶阻隔环的内径不大于旁压探头内管(18)上部的外径,橡胶阻隔环的外径不小于天然气水合物生成舱室(34)的内径。
5.根据权利要求1所述的含水合物沉积物旁压蠕变试验装置,其特征在于,所述顶压控制模块包括顶部压力舱室(35),顶部压力舱室(35)与液压传动模块连接,顶部压力舱室(35)采用封闭的橡胶囊体,橡胶囊体的中部密封套在旁压探头内管(18)的外部。
6.根据权利要求1所述的含水合物沉积物旁压蠕变试验装置,其特征在于,所述液压顶杆(...
【专利技术属性】
技术研发人员:吴能友,陈明涛,李彦龙,宁伏龙,万义钊,
申请(专利权)人:青岛海洋地质研究所,
类型:发明
国别省市:山东;37
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