一种模拟页岩气井压后闷井动态实验装置的制作方法

1.本实用新型涉及油气开发技术领域，具体涉及一种模拟页岩气井压后闷井动态实验装置。


背景技术：

2.目前页岩气的开采多依靠水力压裂的方式，而与常规油气储层不同的是，页岩气井的水力压裂返排率往往只有10％
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30％，但值得注意的是，统计显示，多数低返排率的井产能却并未受到严重影响，甚至出现了返排率越低井产能高的现象。因此，国内外往往采用压裂完成后对页岩气井进行关井“闷井”的工艺方式，等一段时间后再进行返排施工，以此提高产量。然而，目前对于“闷井”的增产原理并不十分清楚，实验室中对于“闷井”过程的研究多采用向岩样注入甲烷模拟页岩气，模拟“闷井”完成后使用流体置换排出甲烷气体，这样得到的只是模拟气体的排出量，因而对于岩样内部的各种气体吸附过程的状态和指标的变化情况也难以准确掌握，很难得到准确的实验结果。


技术实现要素：

3.鉴于此，本实用新型目的在于提供一种模拟页岩气井压后闷井动态实验装置，以实现对页岩气闷井实验过程中各个指标与变量的准确掌握。
4.本实用新型的技术方案是，一种模拟页岩气井压后闷井动态实验装置，包括注液泵、活塞缸、气源、多通阀、岩心夹持器、回压阀、气液分离器、核磁共振仪，两组由注液泵和活塞缸依次连接组成的注液路线并联在多通阀上，气源经管路连接至多通阀上，多通阀与岩心夹持器的进口管路连接，岩心夹持器为核磁共振专用岩心夹持器，其出口管路连接在回压阀上，回压阀管路连接至气液分离器的进口处，气液分离器的气体出口连接至外部气体收集装置上，液体出口连接至外部液体收集装置上，核磁共振仪设置在岩心夹持器外围，其检测范围包括岩心夹持器内部整体。
5.本实用新型的一种实施方式在于，所述气源与多通阀的连接管路上设置有气压表。
6.本实用新型的一种实施方式在于，所述岩心夹持器外部设置有控温装置，控温装置管路连接在岩心夹持器的保温夹层中。
7.本实用新型的一种实施方式在于，所述岩心夹持器外部设置有围压泵，围压泵管路连接在岩心夹持器的围压套层中。
8.本实用新型的一种实施方式在于，所述气液分离器与外部气体收集装置的连接管路上还设置有气体流量计。
9.本实用新型的一种实施方式在于，所述气液分离器的液体出口还连接至计量装置上。
10.本实用新型起到的技术效果是：
11.通过核磁共振仪对闷井过程中岩心夹持器内部所有空间进行全面共振扫描检测，
可将闷井过程中模拟页岩气的甲烷与驱替液在岩心中的状态和分布实时准确地反映出来，与常规的闷井实验只能测试闷井后的气体排出量相比，获得的数据为实时分布数据，为针对闷井过程的研究提供了更加准确的实验结果支撑。
附图说明
12.为了更清楚地说明本实用新型实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
13.图1是本实用新型结构示意图；
14.图中1注液泵，2活塞缸，3气源，4气压表，5多通阀，6控温装置，7岩心夹持器，8回压阀，9气体流量计，10气液分离器，11计量装置，12围压泵，13核磁共振仪。
具体实施方式
15.下面结合实施例及附图，对本实用新型作进一步地的详细说明。
16.为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。
17.实施例：
18.参见图1，一种模拟页岩气井压后闷井动态实验装置，两组由注液泵1和活塞缸2依次连接组成的注液路线并联在多通阀5上，一组活塞缸2内部装有实验用的压裂液，另一组活塞缸2内部装有顶替用水，当与活塞缸2各自连接的注液泵1启动时，就可将活塞缸2内的液体注入多通阀5当中；
19.气源3经管路连接至多通阀5上，以此向多通阀5中注气；
20.多通阀5与岩心夹持器7的进口管路连接，岩心夹持器内部设置有实验用的岩心，当需要向实验岩心中注入压裂液时，调节多通阀5的管路连接通口连接岩心夹持器7进口管路和装有压裂液的活塞缸2即可实现向实验岩心中注入实验用压裂液，同样的，也可通过调节多通阀5的连接方式来向实验岩心中注驱替水或注入模拟页岩气；
21.岩心夹持器7为核磁共振专用岩心夹持器，本领域中允许核磁共振仪对夹持器内部的岩心进行扫描测试的夹持器选择均可，在此不做限定，岩心夹持器7出口管路连接在回压阀8上，出口处的回压阀8可提供实验所需的稳定压力条件；
22.回压阀8管路连接至气液分离器10的进口处，从岩心夹持器7中排出的气液混合物将沿管路进入气液分离器10中进行分离；
23.气液分离器10的气体出口连接至外部气体收集装置上，液体出口连接至外部液体收集装置上，闷井结束之后，使用驱替水将岩心内部的实验模拟页岩气全部排出至气液分离器10中分离，使得实验所用的模拟页岩气进入外部气体收集装置中，驱替水和闷井用压裂液被排至液体收集装置中收集；
24.核磁共振仪13设置在岩心夹持器7外围，其检测范围包括岩心夹持器7内部整体，
模拟用页岩气为甲烷，在核磁共振仪中可生成信号峰，因而可以使用核磁共振仪对闷井过程中页岩气的实时分布和状态进行准确检测。
25.气源3与多通阀5的连接管路上设置有气压表4，用于掌握气源3提供的气体压力。
26.岩心夹持器7外部设置有控温装置6，控温装置6管路连接在岩心夹持器7的保温夹层中，用于为岩心夹持器7提供实验所需模拟的温度条件。
27.岩心夹持器7外部设置有围压泵12，围压泵12管路连接在岩心夹持器7的围压套层中，用于为岩心夹持器7提供实验所需模拟的压力条件。
28.气液分离器10与外部气体收集装置的连接管路上还设置有气体流量计9，驱替用水驱替出的实验用气在气液分离器10中分离出之后，沿管路进入外部气体收集装置，通过气体流量计9可测出驱替出的气体量，与实验开始时注入岩心中的气体量相比较后，可用于研究岩心对模拟页岩气的吸附量等数据，以便综合获得准确的实验结果。
29.气液分离器10的液体出口还连接至计量装置11上，用于收集驱替用水和被驱替出的压裂液，从而计算排出页岩气时相应产出的液体总量。
30.本实用新型的使用过程是：
31.按照附图所示组装整个实验设备，岩心夹持器7内部设置模拟岩心，向岩心夹持器7提供温度和压力，用于模拟实验真实条件，并使用核磁共振仪13测量岩心中未注入甲烷时的核磁信号；
32.经多通阀5向岩心夹持器7内部注入已知量的甲烷用于模拟页岩气，注入至设定量之后，静置岩心24h以上以达到甲烷的吸附平衡，后使用核磁共振仪13测量注入压裂液之间的初始信号；
33.调节多通阀5，向岩心夹持器7内部注入模拟压裂液，模拟闷井过程的注压裂液操作，注入确定的量后，关闭多通阀5，静置6h以上，开始闷井实验，闷井实验完成后，打开回压阀，将闷井过程中的压裂液和甲烷自动泄压排出；
34.对前一过程进行闷井实验的岩心夹持器7使用核磁共振仪13进行定时间隔共振扫描，获取压裂液渗吸过程中处于不同状态的甲烷的核磁信号变化，得到不同时刻岩心中甲烷的t2谱，并根据甲烷质量与核磁信号标定曲线，推出不同时刻下不同状态的甲烷的分布情况，从而得到在岩心中压裂液作用下的甲烷自由态和吸附态的变化关系，实现对闷井过程的实时掌握；
35.自动泄压完成后，重新调节多通阀5向岩心夹持器7中注入驱替水，将剩余的自由态甲烷彻底排出岩心夹持器7中，沿管路分离后经气体流量计9测定含量，与甲烷的注入量相比后用于计算吸甲烷在岩心中的吸附量，而包括驱替水再内的注入的液体将被收集在计量装置11中，由此实现对整个闷井实验过程的准确掌握。
36.在本实用新型的描述中，需指出的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，不能理解为对本实用新型的限制。
37.以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型实施例揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范
围应该以权利要求的保护范围为准。