专利名称：页岩气藏开采模拟实验装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种天然气开采领域的实验装置，尤其涉及一种页岩气藏开采模拟实验装置。
背景技术：
页岩气作为一种新型非常规能源，其形成、运移、赋存和开采机理不同于常规天然气，其存在于泥岩、高碳泥岩、页岩和夹层状的粉砂质泥岩、泥质粉砂岩地层中，为天然气生成之后在源岩层内就近聚集结果，页岩气藏表现为典型的“原地”成藏模式。页岩气藏中的天然气主要是以吸附状态赋存于岩石颗粒和有机质表面，或以游离状态赋存于孔隙和裂缝之中，还有极少量的溶解状态存在。吸附状天然气的赋存与有机质含量密切有关，它与游离状天然气含量之间呈彼此消长关系，其中吸附状态天然气的含量变化于209Γ85%之间。页岩气藏中孔隙类型可分为毫米级孔隙、微米级孔隙及纳米级孔隙，在页岩气渗流中，页岩气·与孔道表面碰撞、扩散等作用，使运移呈现多尺度特征，包括解析、扩散及达西流，在毫米级孔隙中主要是达西流，在微米级孔隙中主要是扩散和达西流，在纳米级孔隙中主要是解析。与常规天然气相比，页岩气藏分布范围广、厚度大及吸附气含量大的特点，使得页岩气藏开发具有开采寿命长和生产周期长的优点。页岩气在我国具有良好的勘探前景，我国页岩气预测的可采资源潜力可达到25. 08万亿立方米(不含青藏区)。目前，在我国页岩气勘探开发处于起步阶段和理论探索阶段，有必要对页岩气藏的特点进行室内实验评价研究。因页岩气的自身特点，目前室内实验研究内容主要包括岩石学分析、地球化学分析、含气性分析、致密性岩石专项分析等方面，而在室内综合研究页岩气藏的各种开采机理、开采动态等方面的内容较少。

发明内容
本发明的目的在于提供一种页岩气藏开采模拟实验装置，该实验装置可模拟页岩气藏的真实地层条件，包含了页岩气藏的多尺度孔隙类型，可综合研究页岩气藏各种开采机理、开采动态，探索和分析页岩气藏的不同开采阶段的采出规律和渗流规律的变化，并对各种开采方法进行优化和综合评价；该实验装置还可模拟研究大尺度页岩岩心模型的吸附/解析实验，探索大尺度岩心模型的吸附/解析规律。为达到以上技术目的，本发明提供以下技术方案。一种页岩气藏开采模拟实验装置，主要由高压气源系统、注入系统、模型系统、恒温箱系统、回压系统及数据采集系统组成。所述的高压气源系统包括高纯甲烷(CH4)高压气瓶、高纯二氧化碳(CO2)高压气瓶、氦气(He)高压气瓶、氮气(N2)高压气瓶、阀门、空气压缩机及增压泵。高纯CH4/C02/He高压气瓶通过管线连接增压泵，通过增压泵为注入系统的中间容器提供稳定的高压气源；N2高压气瓶通过管线与增压泵连接，通过增压泵为回压系统的中间容器提供稳定的高压气源。
所述的模型系统包括入口阀门、压力传感器、平板模型岩心夹持器、第一个全直径岩心夹持器、第二个全直径岩心夹持器、出口阀门。三个岩心夹持器通过管线连接六通阀门，在通过管线与手动泵连接，手动泵为岩心夹持器提供围压；该模型系统包括一个入口和一个出口，入口阀门和注入系统的中间容器连接，且在入口处设置一个抽空接口，用于和抽空泵连接，出口阀门和回压系统的回压阀连接；压力传感器与数据采集系统的数据信号采集箱连接，用于采集模块记录数据点。所述的注入系统包括高精度高压驱替泵、阀门、中间容器。中间容器分别与高精度高压驱替泵、高压气源系统的增压泵及模型系统的入口阀门连接，高压气源系统通过增压泵为中间容器提供稳定的高压气源，高精度高压驱替泵可控制中间 容器中的注入气体的压力，与模型系统的入口阀门连接部分设置一个放空阀。所述恒温箱系统主要为满足实验系统所需实验温度，提供可靠稳定的温度环境，注入系统中的中间容器和模型系统中的岩心夹持器都位于恒温箱内。所述回压系统包括高精度高压驱替泵、阀门、中间容器、放空阀、回压阀。中间容器分别与高压气源系统的增压泵和回压阀连接；回压阀依次连接中间容器、高精度高压驱替泵，通过后者来调节压力变化，可控制模拟开采过程中的气体输出压力；回压阀的入口与模型系统的出口阀门通过管线连接，回压阀的出口与数据采集系统的气体流量计通过管线连接。所述的数据采集系统包括一个数据信号采集器、一台计算机、一个气体流量计及气相色谱仪。数据信号采集器与模型系统中压力传感器连接，然后与计算机连接，计算机的数据采集模块记录实验中的压力值；气体流量计与气相色谱分析仪连接，气体流量计测出模拟开采后的气体流量，后输入计算机中的数据处理模块；气相色谱分析仪与计算机连接，气相色谱分析仪用于分析采出气的组成。计算机中包括数据采集模块、数据处理模块和数据储存模块，结合气体流量计所测得的气量值输入数据处理模块中，可分析得到时间与压力变化之间关系，时间与各压差之间的关系，时间与气体流量的之间关系等关系曲线；数据储存模块可将数据采集模块采集的数据和数据处理模块处理的数据进行储存。本发明由于采取以上技术方案，其优点在于将平板模型岩心夹持器装置及两个全直径岩心夹持器装置连接起来，将不同尺度大小的岩心串联起来，可模拟页岩气藏中的多尺度孔隙特征，反映出因多尺度效应影响的页岩气渗流具有的多尺度特征，能够准确模拟页岩气藏的开采过程，可综合评价页岩气藏的不同方式的开采机理及开采动态。同时还可以利用该实验装置进行大尺度页岩岩心的吸附/解析实验，研究在大尺度页岩岩心在不同条件下的气体吸附/解吸规律。下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。


图I是本发明实例I所述的页岩气藏开采模拟实验装置示意图。图2是本发明实例2所述的页岩气吸附/解析实验装置示意图。附图标记说明1.高精度高压驱替泵，2.中间容器的上端阀门，3.中间容器，4.中间容器的下端阀门，5.高纯甲烷(CH4)/二氧化碳(CO2)/氦气(He)高压气瓶，6.阀门，
7.空气压缩机，8.增压泵，9.放空阀，10.抽空泵，11.入口阀门，12.压力传感器，13.平板模型岩心夹持器，14.压力传感器，15.阀门，16.第一个全直径岩心夹持器,17.压力传感器，18.阀门，19.第二个全直径岩心夹持器，20.压力传感器，21.出口阀门，22.六通阀，23.手动泵，24.数据信号采集器，25.计算机，26.回压阀，27.放空阀，28.阀门，29.增压泵，30.空气压缩机，31.阀门，32.氮气(N2)高压气瓶，33.中间容器的上端阀门，34.中间容器，35.中间容器的下端阀门，36.高精度高压驱替泵，37.气相色谱分析仪，38.气体流量计，39.恒温箱。
具体实施例方式
下面结合附图和具体实施方式
对本发明内容作进一步说明。实例I如图I所示，本发明提供一种模拟页岩气藏开采模拟实验装置，包括高压气源系统、注入系统、模型系统、恒温箱系统、回压系统及数据采集系统。高压气源系统主要包括两部分，高纯CH4/C02/He高压气瓶5依次连接阀门6、增压泵8、注入系统的中间容器3 ；N2高压气瓶32依次连接阀门31、增压泵29、回压系统的中间容器34。增压泵(8、29)与空气压缩机(7、30)相连接，增压泵(8、29) —端与高压气瓶(5、32 )连接，一端与中间容器(3、34)连接，其中高压气瓶(5、32 )提供稳定的高压气源，增压泵(8、29)为中间容器的气源稳定地增加压力，增压泵(8、29)中的气源压力增加到设定压力后进入中间容器(3、34)，使中间容器(3、34)中充满高压气体。注入系统中的高精度高压驱替泵I依次连接中间容器的下端阀门2、中间容器3、中间容器的上端阀门4、放空阀门9、模型系统的入口阀门11。中间容器3上端与模型系统的入口阀门相连接，中间容器3下端与高精度高压泵I相连接，高精度高压驱替泵I为中间容器3提供压力源(传压介质为液压油)，对中间容器3的气源压力进行调节，以更稳定的压力进入模型系统中。中间容器3充满He时，可测试模型系统中的仪器的误差体积和管线体积及页岩岩心中孔隙体积；中间容器3充满CH4时，对模型系统进行试压，确保模型系统的密封性，同时为模型系统的页岩岩心部分充分饱和CH4提供气源；中间容器3充满CO2时,为评价页岩气藏用CO2置换CH4的开采方式提供CO2气源。模型系统中的入口阀门11依次连接平板模型岩心夹持器13、阀门15、第一个全直径岩心夹持器16、阀门18、第二个全直径岩心夹持器19、出口阀门21，压力传感器12和压力传感器14分别于平板模型岩心夹持器13的入口和出口相连接，压力传感器17与第一个全直径岩心夹持器16的出口相连接，压力传感器20与第二个全直径岩心夹持器19的出口相连接。3个岩心夹持器(13、16、19)之间连接通过阀门控制，岩心夹持器两端的压力通过4个压力传感器(12、14、17、20)检测，4个压力传感器(12、14、17、20)与数据信号采集器24连接，采集到的数据传输给计算机25的数据采集模块，采集模块将上述接收的数据显示出压力随时间变化的曲线。入口阀门11与注入系统中的中间容器3上端相连通，两者之间连接有中间容器的上端阀门4和放空阀门9，入口阀门11与抽空泵10连接是对模型系统中岩心夹持器中装有的页岩岩心部分抽真空，出口阀门21与回压系统中的回压阀26入口相连接；还包括手动泵23通过管线连接六通阀22，在分别与3个岩心夹持器(13、16、19)连接，手动泵23主要为岩心夹持器(13、16、19)提供径向围压(传压介质为液压油)，模拟实际地层中的上覆压力变化。其中平板模型岩心夹持器13中采用平板岩心的几何尺寸(长X宽X厚)为200mmX200mmX (50-100) mm，平板岩心为人造或露头页岩岩心；两个全直径岩心夹持器(16、19)米用全直径岩心的尺寸(直径X长度)为Φ (50-60) mmX (50-100)
mm,全直径岩心为天然或露头页岩岩心，平板岩心和全直径岩心装在胶皮套中，胶皮套位于岩心夹持器中。采用的平板岩心在其上下两面采用措施产生一定深度和宽度的裂缝，其在低围压下呈一定程度的张开，在高围压下呈一定程度的闭合状态，目的是为了页岩岩心中充分的吸附气体。恒温箱系统主要是一个恒温箱39，恒温箱39中主要有高灵敏温度传感器和温度控制器，可精确控制温度的变化，为实验系统提供可靠的实验温度，模型系统中的3个岩心夹持器(13、16、19)和注入系统中的中间容器3部分应位于恒温箱中。回压系统中的回压阀26依次连接放空阀27、阀门28、中间容器的上端阀门33、中间容器34、中间容器的下端阀门35、高精度高压驱替泵36。回压阀26入口与模型系统中的 出口阀门21相连通，回压阀26出口与数据采集系统的气体流量计38相连通，中间容器34上端与回压阀26相连通，中间容器34下端与高精度高压泵36相连通，高精度高压泵36为中间容器34提供压力源(传压介质为液压油)，对中间容器34的气源压力进行调节，以稳定状态的气体进入回压阀26的腔体中，使回压阀26能稳定的控制系统输出压力。回压阀26连接放空阀27，放空阀27主要调节回压阀26的压力，以便回压阀26控制压力能准确达到实验要求。数据采集系统主要包括数据信号采集器24、计算机25、气体流量计38及气相色谱分析仪37。数据信号采集器24与模型系统中压力传感器(12、14、17、20)相连通，然后与计算机25相连接，数据信号采集器24将采集的数据传输给计算机25的数据采集模块，采集模块将上述接收的数据显示出压力随时间变化的曲线。气体流量计38与回压阀26相连通，气体流量计38测出模拟开采后的气体流量，后输入计算机中的数据处理模块，可得到采气量与时间之间的变化曲线。气相色谱分析仪37分别与气体流量计38和计算机25相连通，气相色谱仪37用于分析采出气的组成，采出气组分分析结果储存在计算机25。计算机25中包括数据采集模块、数据处理模块和数据储存模块，结合气体流量计38所测得的气体流量值输入数据处理模块中，可分析得到压力与时间变化之间关系，各压差与时间之间的关系，压力与气体产量的之间关系，压差与气体产量的之间关系，气体产量与时间的之间关系等关系曲线；数据储存模块可将数据采集模块采集的数据和数据处理模块处理的数据进行储存。本发明提供根据前述实验装置模拟页岩气藏开采过程的方法，包括以下的实验步骤I.按照图I的实验装置图组装实验设备，对恒温箱39设置实验温度；2.关闭模型系统中的出口阀门21，将高纯CH4高压气瓶5的气体转入到中间容器3中，用增压泵8对中间容器3中气体增压到设定压力，利用高精度高压泵I调节中间容器3压力。待稳定后，缓慢打开入口阀门11，使高压气体缓慢转入岩心夹持器中，对实验系统进行试压工作，确定其密封性良好性；3.利用真空泵10对模型系统进行抽真空，先在低围压的条件下抽空，后用手动泵23逐渐增加夹持器围压到实验要求，加压的顺序为第二个全直径岩心夹持器19、第一个全直径岩心夹持器16、平板模型岩心夹持器13,抽空时间视岩心尺寸大小确定,抽完之后关闭模型系统中的入口阀门11 ;4.将He高压气瓶5的气体转入到中间容器3中，用高精度高压泵I调节中间容器3的压力。待稳定一段时间后，先打开放空阀9，排除管线中的空气后，关闭放空阀9，待稳定后，记录高精度高压泵的初始体积值V1，缓慢打开入口阀门11，同时打开出口阀门21，使高压气体缓慢转入岩心夹持器(13、16、19)中。待系统稳定后读取高精度高压泵的体积值V2,前后的体积差值(V1-V2)即为粗测的页岩岩心系统的孔隙体积(包括系统的死体积管线体积及仪器的误差体积)，可作为页岩岩心系统的游离气体积；5.关闭出口阀门21，按照步骤3进行抽空，同时N2高压气瓶32中气体转入中间容器34，用增压泵29对中间容器34中的气体增压到设定压力后，用高精度高压泵36调节中间容器的压力，加压到实验压力，待稳定之后，缓慢打开阀门28，让气体缓慢充满回压阀26中的腔体，保持回压阀26的压力不变；6.将高纯014高压气瓶I中气体转入中间容器3，利用高精度高压泵I对中间容器·3中气体增压到设定压力，用高精度高压泵I调节中间容器3的压力，待稳定一段时间后，先打开放空阀9,排除管线中的空气后,关闭放空阀9,待稳定后,记录闻精度闻压栗的初始体积值V3。将模型系统的入口阀门11缓慢打开，同时打开出口阀门21，使气体缓慢注入到岩心夹持器(13、16、19)中的岩心系统中，为了让气体得到充分的扩散及吸附，可将围压值设置相对较低，持续注入的时间视岩心大小而定，一般需要2-10天的时间，直至高精度高压泵I的体积不再变化为止。然后关闭入口阀门11，让气体在岩心系统中得到充分扩散，得到最大程度的被吸附，扩散持续时间和注入持续时间相当，过程中用手动泵23逐渐增加围压到实验要求，加压的顺序第二个全直径岩心夹持器19、第一个全直径岩心夹持器16、平板模型岩心夹持器13，打开入口阀门11，利用高精度高压泵I调节整个模型系统的压力，待整个系统稳定后，记录高精度高压泵体积值V4，前后的体积差值(V3-V4)即为页岩岩心系统饱和的气量，可利用气体状态方程计算出大气压下整个页岩岩心系统中注入气体的体积，包括吸附气量和游离气量；7.关闭入口阀门11，设置高精度高压泵36的压力值，调节回压阀26的压力，使回压阀26的压力逐渐降低，保持回压阀26有一定的压降速率，气体流量计38测出模拟开采后的气体流量，在初期记录数据每30分钟记录一次时间和采气量，后输入在计算机25的数据处理模块中，并保存在计算机25的储存模块中。计算机25的数据采集模块检测各个压力传感器(12、14、17、20)的压力变化，并记录压力随时间点的变化，并保存在计算机25的储存模块中。回压阀的压力值降低到实验压力点后，保持高精度高压泵36驱替压力值不变，记录采气量数据点可改为12小时一次，直到出口端没有气体产出；8.关闭阀门28，打开放空阀门27，缓慢卸掉回压阀26的压力，记录采气量，记录数据点可为12小时一次，直到出口端没有气体产出；9.对记录的数据利用计算机25中的数据处理模块进行处理分析，可分析模拟实验的整个动态开采过程及开采机理，可得到整个开采过程中的压力一时间之间的关系、压差一时间之间的关系、压力一采气量之间的关系、采气量一时间之间的关系等，估算出页岩岩心残留的吸附气的体积。本发明实验装置除了用于探索页岩气藏动态开采规律外，还可用于探索不同开采阶段的采出规律及渗流规律，研究探索不同全直径岩心组合的渗流特征以及对采收率的影响，以及对不同开采方式及提高采收率技术开采页岩气藏的可行性综合评价。实例2
如图2所示，本发明还提供一种页岩气吸附/解析实验装置示意图，包括高压气源系统、注入系统、模型系统、恒温箱系统、回压系统及数据采集系统。其中的高压气源系统、注入系统、恒温箱系统、回压系统和数据采集系统跟实例I中所述的页岩气藏开采模拟实验装置部分相同，不再详述。模型系统中的入口阀门11依次连接平板模型岩心夹持器13、出口阀门15，压力传感器12和压力传感器14分别于平板模型岩心夹持器13的入口和出口相连通，入口阀门11与注入系统中的中间容器3相连接，入口阀门11与抽空泵10连接是对模型系统中页岩岩心部分抽真空，出口阀门15与回压系统中的回压阀26入口相连接；还包括手动泵23依次连接六通阀22、岩心夹持器13，手动泵23主要为平板模型岩心夹持器13提供径向围压(传压介质为液压油)，模拟实际地层中的上覆压力变化。其中平板模型岩心夹持器中采用平板岩心的几何尺寸(长X宽X厚)为200mmX200mmX (50-100) mm,平板岩心为人造或露头页岩岩心，平板岩心装在胶皮套中，胶皮套位于夹持器中。采用的平板岩心在其上下两面采用措施产生一定深度和宽度的裂缝，其在低围压下呈一定程度的张开，在高围压下呈一定程度的闭合状态，目的是为了页岩岩心充分的吸附气体。本发明提供根据前述实验装置研究大尺度页岩岩心吸附/解析规律的方法，包括以下的实验步骤I.按照图2的实验装置图组装实验设备，对恒温箱39设置实验温度；2.关闭模型系统中的出口阀门15，将高纯CH4高压气瓶5的气体转入到中间容器3中，用增压泵8对中间容器3中气体增压到设定压力，利用高精度高压泵I调节中间容器
3压力。待稳定后，缓慢打开入口阀门11，使高压气体缓慢转入岩心夹持器中，对实验系统进行试压工作，确定其密封性良好性；3.利用真空泵10对模型系统进行抽真空，现在低围压的条件下抽空，后用手动泵23逐渐增加平板模型岩心夹持器的围压到实验要求，抽空时间视岩心尺寸大小确定，抽完之后关闭模型系统中的入口阀门11 ;4.将He高压气瓶5的气体转入到中间容器3中，用高精度高压泵I调节中间容器3的压力。待稳定一段时间后，先打开放空阀9，排除管线中的空气后，关闭放空阀9，待稳定后，记录高精度高压泵的初始体积值V' 10缓慢打开入口阀门11，同时打开出口阀门15，使高压气体缓慢转入平板模型岩心夹持器13中，待系统稳定后读取高精度高压泵的体积值V' 2，前后的体积差值(V' ΓΝ' 2)即为粗测的页岩岩心系统的孔隙体积(包括系统的死体积管线体积及仪器的误差体积)，可作为实验仪器的误差体积；5.关闭出口阀门15，按照步骤3进行抽空，同时Ν2高压气瓶32中气体转入中间容器34，用增压泵29对中间容器34中的气体增压到设定压力后，用高精度高压泵36调节中间容器的压力，加压到实验压力，待稳定之后，缓慢打开阀门28，让气体缓慢充满回压阀26中的腔体，保持回压阀26的压力不变；6.将高纯CH4高压气瓶I中气体转入中间容器3，利用高精度高压泵I对中间容器3中气体增压到设定压力，用高精度高压泵I调节中间容器3的压力。待稳定一段时间后，先打开放空阀9,排除管线中的空气后，关闭放空阀9,待稳定后，记录闻精度闻压栗的初始体积值V' 3。将模型系统的入口阀门11缓慢打开，同时打开出口阀门15，使气体缓慢注入到平板模型岩心夹持器13中的岩心系统中，为了让气体得到充分的扩散及吸附，可将围压值设置相对较低，持续注入的时间视岩心大小而定，一般需要2-10天的时间，直至高精度高压泵I的体积不再变化为止。然后关闭入口阀门11，让气体在岩心系统中得到充分扩散，得到最大程度的被吸附，扩散持续时间和注入持续时间相当，过程中用手动泵23逐渐增加平板模型岩心夹持器13的围压·到实验要求，打开入口阀门11，利用高精度高压泵I调节整个模型系统的压力，待整个系统稳定后，记录高精度高压泵体积值V' 4，前后的体积差值(V' 3_V' 4)即为页岩岩心系统饱和的气量，可利用气体状态方程计算出大气压下整个页岩岩心系统中注入气体的体积，计算出页岩岩心在该压力下的吸附量；7.利用高精度高压泵I继续对中间容器加压到下个实验压力，重复步骤6，直到实验最闻压力；8.关闭入口阀门11，设置高精度高压泵36的压力值，调节回压阀26的压力，使回压阀26的压力逐渐降低，保持回压阀26有一定的压降速率，气体流量计38测出模拟开采后的气体流量，在初期记录数据每30分钟记录一次时间和采气量，后输入在计算机25的数据处理模块中，并保存在计算机25的储存模块中。计算机25的数据采集模块检测各个压力传感器(12、14)的压力变化，并记录压力随时间的变化，并保存在计算机25的储存模块中。回压阀的压力值降低到实验压力点后，保持高精度高压泵36驱替压力值不变，记录采气量数据点可改为12小时一次，直到出口端没有气体产出；9.继续降低回压阀26的压力到下个实验压力，重复步骤8，直到最低实验压力；10.对记录的数据利用计算机25中的数据处理模块进行处理分析，可得到每个实验压力点下的大尺度页岩岩心的吸附量和解析量随时间的变化，以及大尺度页岩岩心的吸附量和解析量随压力的变化过程，即吸附特征曲线和解析特征曲线。本发明实验装置除了用于研究大尺度页岩岩心中CH4气体的吸附/解析规律外，还可研究大尺度页岩岩心中其它气体的吸附/解析规律，以及研究大尺度页岩岩心的CH4气体的解析率，如温度变化率对CH4气体解析率的研究，注CO2对CH4气体解析率的研究，平板页岩岩心上下两面不同长度、深度、宽度对CH4气体解析率的影响等。
权利要求
1.一种页岩气藏开采模拟实验装置，其特征在于，包括高压气源系统、注入系统、模型系统、恒温箱系统、回压系统及数据采集系统组成，注入系统中的中间容器和模型系统中的岩心夹持器位于恒温箱内。
2.根据权利要求I所述的页岩气藏开采模拟实验装置，其特征在于，模型系统包括一个入口和出口，入口与注入系统相连接，出口与回压系统相连接，模型系统中的压力传感器与数据采集系统相连接。模型系统包括3个岩心夹持器装置平板模型岩心夹持器、第一个全直径岩心夹持器、第二个全直径岩心夹持器，其中平板模型岩心夹持器中采用平板岩心的几何尺寸(长X宽X厚)为200mmX200mmX (50-100)mm，平板岩心为人造或露头页岩岩心；全直径岩心夹持器米用全直径岩心的尺寸(直径X长度)为Φ (50-60)mmX (50-100)mm,全直径岩心为天然或露头页岩岩心，平板岩心和全直径岩心装在胶皮套中，胶皮套位于夹持器中。
3.根据权利要求2所述的页岩气藏开采模拟实验装置，其特征在于，平板模型岩心夹持器中采用的平板岩心中主要以纳米级孔隙为主，含有少量微裂隙及大孔隙，主要是用于吸附气为主，在模拟实验中模拟页岩气藏解析，提供气源，气体的运移特征主要是以解析为主，含有扩散；第一个全直径岩心夹持器采用全直径岩心主要含有大孔隙或微裂缝，主要是沟通页岩气藏基质部分和人工裂缝形成通道，在模拟实验中模拟页岩气藏中扩散，同时在压力梯度下存在达西流，气体的运移特征主要是以扩散为主，含有达西流；第二个全直径岩心夹持器采用全直径岩心主要含有人造裂缝，主要模拟页岩气藏中人工压裂形成的压裂裂缝，在模拟实验中模拟页岩气藏中页岩气在裂缝中的流动，气体的运移特征主要是以达西流为主。
4.根据权利要求3所述的页岩气藏开采模拟实验装置，其特征在于，模型系统中岩心夹持器采用不同要求的页岩岩心，可以模拟页岩气藏中天然气在气藏开采过程中的运移特征，模拟页岩气藏开采中动态过程，研究页岩气藏的开采机理。
全文摘要
本发明涉及一种天然气开采领域的实验装置，尤其涉及一种页岩气藏开采模拟实验装置。本发明的页岩气藏开采模拟实验装置，包括高压气源系统、注入系统、模型系统、恒温箱系统、回压系统及数据采集系统组成，注入系统中的中间容器和模型系统中的岩心夹持器位于恒温箱内。本发明的优点在于将平板模型岩心夹持器装置及两个全直径岩心夹持器装置连接起来，将不同尺度大小的岩心串联起来，可模拟页岩气藏中的多尺度孔隙特征，反映出因多尺度效应影响的页岩气渗流具有的多尺度特征，能够准确模拟页岩气藏的开采过程，可综合评价页岩气藏的不同方式的开采机理及开采动态。同时还可以利用该实验装置进行大尺度页岩岩心的吸附/解析实验，研究在大尺度页岩岩心在不同条件下的气体吸附/解吸规律。
文档编号G01N33/24GK102944666SQ201210513880
公开日2013年2月27日 申请日期2012年12月5日 优先权日2012年12月5日
发明者刘向君, 熊健, 梁利喜 申请人:西南石油大学