CN106840991B - 一种非常规天然气岩-气-热多过程耦合试验*** - Google Patents

一种非常规天然气岩-气-热多过程耦合试验*** Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种非常规天然气岩‑气‑热多过程耦合试验***,由流体控制***、岩芯吸附/解吸及气体分析***、抽真空***和水力压裂***组成,流体控制***分别与岩芯吸附/解吸及气体分析***、抽真空***和水力压裂***相连通。本发明可实现真三轴或假三轴应力加载、温度加载、多组分气体扩散下的煤岩渗透性演化的多场耦合过程测试,实验的温度、组分气体流量以吸附特性全程数据通过软件适时动态存储和处理,可以科学地模拟地层温度、压力和流体介质下岩体非常规气富集成藏、吸附和解吸规律。本***将为极端复杂的深部资源开采提供科学的实验支持。

Description

一种非常规天然气岩-气-热多过程耦合试验***
技术领域
本发明涉及一种测试非常规天然气的耦合试验***,具体是一种非常规天然气岩-气-热多过程耦合试验***。
背景技术
非常规天然气作为一种高效的清洁能源,凭借其巨大的资源潜力和经济效益逐渐日益受到重视。非常规天然气通常包括致密砂岩气、煤层气、页岩气、天然气水合物(可燃冰)等,是指储量大、难以开发,必须依靠大规模增产措施或者特殊的开发方法以及先进勘探开发技术才能以有经济价值产量生产的天然气藏。
与常规储层气藏不同,页岩(或煤)既是天然气生成的源岩,也是聚集和保存天然气的储层和盖层。页岩(或煤)气藏的储层一般呈低孔、低渗透率的物性特征。页岩(或煤)气多以吸附和游离状态存在于页岩(或煤)基质或有机质孔隙之中。页岩气与煤层气等非常规天然气的开采会导致储层内应力场、吸附化学场、渗流场和温度场之间产生复杂的链式反应,这种链反应通常定义为“耦合过程”,即一个物理过程会影响另一个物理过程的启动和发展。
耦合过程出现会显著改变储层的传导性能,具体包括储层基质收缩,孔隙率和渗透率变化。为科学表征以上的耦合过程,国内外学者研发了许多渗流试验设备对储层渗透率演化进行研究。林柏泉等自制煤样瓦斯渗透试验装置,研究在围压恒定条件下,含瓦斯煤的孔隙压力与渗透率、煤样变形之间关系;谭学术等也自制煤样瓦斯渗流装置,分别对在不同应力状态、不同电场、不同温度及变形过程中煤样的渗透率进行研究;胡耀青等研制三轴应力渗透仪,进行了三维应力作用下煤体瓦斯渗透规律的试验;唐巨鹏等自制了三轴瓦斯渗透仪,研究有效应力与煤层气解吸和渗流特性间的关系;隆清明等利用自行研制瓦斯渗透仪,进行了孔隙气压对煤体渗透性影响的试验研究。然而,传统的渗透仪器功能不能充分考虑非常规天然气运移过程以及温度等对储层基质-裂隙相互作用的影响。
为此,非常有必要开展真三轴或假三轴应力加载、温度加载、多组分气体扩散下的煤岩渗透性演化的多场耦合过程测试***,揭示气体运移过程中非常规天然气储层基质与裂隙/气体、裂隙与气体、温度与气体之间的耦合作用机制,为非常规天然气开采提供重要的实验研究手段。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题,本发明提供一种常规天然气岩-气-热多过程耦合试验***,能模拟非常规天然气在不同地层温度、压力和地层流体介质条件下的气体富集成藏、吸附和解吸动态过程以及进行煤岩体渗透性演化的实验。
为了实现上述目的,本发明采用的技术方案是:该种非常规天然气岩-气-热多过程耦合试验***,由流体控制***、岩芯吸附/解吸及气体分析***、抽真空***和水力压裂***组成,流体控制***分别与岩芯吸附/解吸及气体分析***、抽真空***和水力压裂***相连通。
进一步,所述流体控制***具体为:第二气瓶和第三气瓶分别通过第一阀门和第二阀门与增压泵相连;所述第一阀门和第二阀门与增压泵之间的管路上接有第一压力表和第三阀门;压力表和第三阀门可以分别监测和控制气瓶和气瓶的混合气体流量;所述增压泵一端通过第四阀门和第一减压阀与静音空压机相连;所述第四阀门和第一减压阀之间的管路上连有第二压力表;所述增压泵另一端与第一四通阀相连;所述第一四通阀与第五阀门相连;所述第五阀门与第二四通阀相连;所述第二四通阀与第二减压阀相连;所述第二减压阀与第六阀门相连;第二减压阀与第六阀门之间的管路上连有第五压力表;所述第二四通阀的另外两端分别与第四压力表和第一气体储罐相连;所述第一四通阀的另外两端分别与第七阀门和第八阀门相连;所述第八阀门与第三四通阀相连;所述第三四通阀与第三减压阀相连;所述第三减压阀与第九阀门相连;所述第三减压阀和第九阀门之间的管路上连有第七压力表;所述第三四通阀的另外两端分别连有第六压力表和第二气体储罐。
进一步,所述岩芯吸附/解吸及气体分析***具体为:第六阀门与第九阀门分别与第四四通阀的其中两端相连;所述第四四通阀的另外两端分别与第一气动阀和第十阀门相连;所述第十阀门与第四减压阀连接;所述第四减压阀与第一气瓶连接;所述第四减压阀与第十阀门之间的管路上接有第三压力表和第十一阀门;
所述第一气动阀与第五四通阀的一端相连;所述第五四通阀的其中一端与第一三通阀相连;所述第一三通阀与第二气动阀相连;所述第五四通阀的另外两端分别与标准压力室和第三气动阀相连;所述第三气动阀与50ml标准室连接;所述第一三通阀的一端与第四气动阀相连;
所述第四气动阀与100ml标准室相连;所述第二气动阀与第六四通阀相连;所述第六四通阀与第五气动阀相连;所述第五气动阀与真三轴夹持器连接;所述真三轴夹持器与第六气动阀相连;所述第六气动阀与第七四通阀相连;所述第七四通阀其中一端与出口压力测量装置相连;
所述第六四通阀的另外两端分别与入口压力检测装置和第二三通阀;所述第二三通阀与所述第六四通阀之间的管路上连有第七气动阀;所述第二三通阀与第十二阀门相连;所述第十二阀门与压差检测装置相连;所述压差检测装置与第十三阀门相连;所述压差检测装置还与第十三气动阀并联;所述第十三阀门与第三三通阀相连;所述第二三通阀还与所述第八四通阀相连;
所述第三三通阀与第七四通阀相连;所述第七四通阀与回压阀相连;所述回压阀与回压容器相连;所述回压容器与第十四阀门相连;回压容器与第十四阀门之间的管路上装有第八压力表;所述第十四阀门与回压泵相连;所述回压泵与第十五阀门相连;
所述回压阀与冷凝器相连;所述冷凝器与气液分离器和第十六阀门相连;所述气液分离器与第四三通阀相连;所述第四三通阀的一端与第八气动阀相连;所述第八气动阀与干燥器相连;所述干燥器与气体流量计相连;所述第四三通阀的另一端与第九气动阀相连;所述第九气动阀与气排水计量装置相连;
所述第三三通阀与第十气动阀相连;所述第十气动阀与假三轴夹持器相连;所述假三轴夹持器与第十一气动阀相连;所述第十一气动阀与第八四通阀相连;所述假三轴夹置上装有控温装置、环压检测装置、测温装置、应力应变装置、轴压检测装置和位移检测装置。
进一步,所述抽真空***具体为:第八四通阀与第十二气动阀相连;所述第十二气动阀与缓冲器相连;所述缓冲器与第十七阀门相连;所述缓冲器的底部装有第十八阀门;所述缓冲器与第十七阀门之间的管路上接有第九压力表;所述第十七阀门与干燥管相连;所述干燥管与真空泵相连。
进一步,所述水力压裂***具体为:第八四通阀与第十三气动阀相连;所述第十三气动阀与第一活塞容器相连;所述第一活塞容器与第十四气动阀相连;所述第十四气动阀与第五三通阀相连;所述第八四通阀其中一端与第十五气动阀相连;所述第十五气动阀与第二活塞容器相连;所述第二活塞容器与第十六气动阀相连;所述第十六气动阀与所述第五三通阀相连;所述第五三通阀的另外一端与双缸注入泵相连。
特别的,所述吸附/解吸***和水力压裂***安置在恒温室中。
与现有技术相比,本发明的这种结构具有以下优点:
(1)采用环压跟踪技术,采用高精度跟踪泵,可保证夹持器环压压力与孔隙压力始终在特定的压力差;
(2)关键测量控制部件如气体增压装置、气体减压阀、温控***、压力传感器、差压传感器、电子天平和气相色谱仪采用精密仪器,保证实验精度;
(3)可对真假三轴模型进行不同应力、孔隙压力、地层温度条件下的吸附/解吸量测量,研究吸附量随时间、温度与气压的动态变化过程;进行渗透率测试;
(4)传感器组合使用,根据实验驱替压力,软件***自动选择合适量程的传感器,提高数据精度;
(5)模块化设计,简单明了,操作方便,方便设备升级改造;
(6)***设计有超压、超温自动报警关闭功能,设计有危险气体报警装置,保障设备安全运行及人身安全。
附图说明
图1是本发明的结构示意图;
图2是本发明中采集、测控的电原理图。
具体实施方式
下面将对本发明作进一步说明。
如图1所示,本发明由流体控制***、岩芯吸附/解吸及气体分析***、抽真空***和水力压裂***组成,流体控制***分别与岩芯吸附/解吸及气体分析***、抽真空***和水力压裂***相连通。
进一步,所述流体控制***具体为:第二气瓶2和第三气瓶3分别通过第一阀门5和第二阀门6与增压泵9相连;所述第一阀门5和第二阀门6与增压泵9之间的管路上接有第一压力表7和第三阀门8;压力表7和第三阀门8可以分别监测和控制气瓶2和气瓶3的混合气体流量;所述增压泵9一端通过第四阀门10和第一减压阀12与静音空压机13相连;所述第四阀门10和第一减压阀12之间的管路上连有第二压力表11;所述增压泵9另一端与第一四通阀86相连;所述第一四通阀86与第五阀门18相连;所述第五阀门18与第二四通阀87相连;所述第二四通阀87与第二减压阀20相连;所述第二减压阀20与第六阀门22相连;第二减压阀20与第六阀门22之间的管路上连有第五压力表21;所述第二四通阀87的另外两端分别与第四压力表19和第一气体储罐28相连;为方便对不同类型的气体进行增压,所述第一四通阀86的另外两端分别与第七阀门17和第八阀门23相连;所述第八阀门23与第三四通阀88相连;所述第三四通阀88与第三减压阀25相连;所述第三减压阀25与第九阀门27相连;所述第三减压阀25和第九阀门27之间的管路上连有第七压力表26;所述第三四通阀88的另外两端分别连有第六压力表24和第二气体储罐29。
进一步,为进行孔隙体积测量,所述岩芯吸附/解吸及气体分析***具体为:第六阀门22与第九阀门27分别与第四四通阀89的其中两端相连;所述第四四通阀89的另外两端分别与第一气动阀31和第十阀门30相连;所述第十阀门30与第四减压阀14连接;所述第四减压阀14与第一气瓶1连接;所述第四减压阀14与第十阀门31之间的管路上接有第三压力表15和第十一阀门16;
所述第一气动阀31与第五四通阀90的一端相连;所述第五四通阀89的其中一端与第一三通阀91相连;所述第一三通阀91与第二气动阀37相连;所述第五四通阀90的另外两端分别与标准压力室32和第三气动阀33相连;所述第三气动阀33与50ml标准室34连接;所述第一三通阀91的一端与第四气动阀35相连;
所述第四气动阀35与100ml标准室36相连;所述第二气动阀37与第六四通阀92相连;所述第六四通阀92与第五气动阀38相连;所述第五气动阀38与真三轴夹持器41连接;所述真三轴夹持器41与第六气动阀42相连;所述第六气动阀42与第七四通阀94相连;所述第七四通阀94其中一端与出口压力测量装置56相连;
为保证真、假三轴夹持器内的压力稳定,所述第六四通阀92的另外两端分别与入口压力检测装置40和第二三通阀93;所述第二三通阀93与所述第六四通阀92之间的管路上连有第七气动阀39;所述第二三通阀93与第十二阀门43相连;所述第十二阀门43与压差检测装置44相连;所述压差检测装置44与第十三阀门45相连;所述压差检测装置44与第十三气动阀46并联;所述第十三阀门45与第三三通阀95相连;所述第二三通阀93还与所述第八四通阀97相连;
为方便调节真、假三轴夹持器内的压力,所述第三三通阀95与第七四通阀94相连;所述第七四通阀94与回压阀57相连;所述回压阀57与回压容器58相连;所述回压容器58与第十四阀门60相连;回压容器58与第十四阀门60之间的管路上装有第八压力表59;所述第十四阀门60与回压泵61相连;所述回压泵61与第十五阀门62相连;
为进行解吸气体量或气体出口流量和气体组分浓度测试,所述回压阀57与冷凝器63相连;所述冷凝器63与气液分离器64和第十六阀门65相连;所述气液分离器64与第四三通阀96相连;所述第四三通阀96的一端与第八气动阀68相连;所述第八气动阀68与干燥器67相连;所述干燥器67与气体流量计66相连;所述第四三通阀96的另一端与第九气动阀69相连;所述第九气动阀69与气排水计量装置70相连;
所述第三三通阀95与第十气动阀55相连;所述第十气动阀55与假三轴夹持器51相连;所述假三轴夹持器51与第十一气动阀47相连;所述第十一气动阀47与第八四通阀97相连;所述假三轴夹置51上装有控温装置48、环压检测装置49、测温装置50、应力应变装置52、轴压检测装置53和位移检测装置54。
进一步,为保证实验时所需的真空环境,所述抽真空***具体为:第八四通阀97与第十二气动阀79相连;所述第十二气动阀79与缓冲器80相连;所述缓冲器80与第十七阀门83相连;所述缓冲器80的底部装有第十八阀门81;所述缓冲器80与第十七阀门83之间的管路上接有第九压力表82;所述第十七阀门83与干燥管84相连;所述干燥管与真空泵85相连。
进一步,为确保水力压裂时有足够的动力,所述水力压裂***具体为:第八四通阀97与第十三气动阀71相连;所述第十三气动阀71与第一活塞容器72相连;所述第一活塞容器72与第十四气动阀73相连;所述第十四气动阀73与第五三通阀98相连;所述第八四通阀97其中一端与第十五气动阀74相连;所述第十五气动阀74与第二活塞容器75相连;所述第二活塞容器75与第十六气动阀76相连;所述第十六气动阀76与所述第五三通阀98相连;所述第五三通阀98的另外一端与双缸注入泵76相连。
特别的,所述吸附/解吸***和水力压裂***安置在恒温室99中。便于***的测试。
如图1和图2所示,上述实验***可进行非常规天然气在不同地层温度、压力和地层流体介质条件下的富集成藏、吸附、解吸过程实验,具体步骤如下:先在第一气瓶1内装入氦气,第二气瓶2内装入甲烷气体,第三气瓶3内装入氮气。
气体增压:甲烷气体经第一阀门5到达气体增压泵9,增压泵9在静音空压机13、第一减压阀12、第四阀门10作用下开始工作,增压后的高压气体经第八阀门23到达第二气体储罐29,增压完毕关闭第八阀门23,打开第七阀门17排空管路内的甲烷气体。打开第二阀门6使用同样的方法对氮气进行增压,增压后的高压气体经第五阀门18到达第一气体储罐28,增压完毕关闭第五阀门18,打开第七阀门17排空管路内的氮气。
高压试压:通过回压泵57、第十四阀门60、回压容器58,对回压阀57施加控制压力。高压氮气通过第二减压阀20、第六阀门22、气动阀31、37、38或者47、42或者55,使氮气到达需要测试的管路,即真三轴夹持器41或假三轴夹持器51。当压力到达实验要求压力后,关闭阀门31,根据标准要求时间采用真三轴夹持器41或假三轴夹持器51对煤岩体试样进行压力测试。测试完毕,打开阀门39放空管路内高压气体。
孔隙体积测量:首先使用真空泵85经第十七阀门83、第十二气动阀79对标准室和真三轴夹持器41进行抽真空操作。氦气经第十九阀门4、第四减压阀14、第十一阀门16、气动阀31、33到达50ml标准室34,关闭第一气动阀31,等待压力稳定后打开第二气动阀37、第五气动阀38后,真三轴夹持器41内的煤岩样周围开始充入氦气,等待压力数据稳定。依据波义尔定律计算孔隙体积。测试完毕,打开第七气动阀39放空管路内高压气体。
吸附量测量:首先开启恒温箱99,调到实验所需温度,待温度平稳后使用真空泵85经第十七阀门83、第十二气动阀79对标准室和真三轴夹持器41进行抽真空操作。高压甲烷气经第三减压阀25、第九阀门27、第一气动阀31、第三气动阀33到达标准室,关闭第一气动阀31等待压力稳定后打开第二气动阀37、第五气动阀38后,真三轴夹持器41内的煤岩样周围开始充入甲烷气,等待压力数据稳定。依据波义尔定律,结合孔隙体积测试参数等计算吸附体积。测试完毕,打开第七气动阀39放空管路内高压气体。
解吸气体量或气体出口流量和气体组分浓度测试:关闭第五气动阀38,打开第六气动阀42,通过回压泵61降低出口压力到实验要求压力,解吸气体经回压阀57、冷凝器63、气液分离器64、第八气动阀68、干燥器67,通过出口气体质量流量计66计算解吸气体量,如流量较小通过计算机软件自动切换到第九气动阀69,由气排水装置70计量。气体组分及浓度通过安捷伦7890B气相色谱仪检测。
气驱实验渗透率测试:高压氮气经第二减压阀20、第六阀门22、第一气动阀31、第二气动阀37、第五气动阀38、真三轴夹持器41、第六气动阀42、回压阀57、冷凝器63、气液分离器64、第八气动阀68、干燥器67,出口气体经流量计66计量。进出口压力、差压通过压力传感器40、差压传感器44计量,计算机软件通过采集及输入的原始数据结合固定公式自动计算渗透率。
水力压裂:首先开启恒温箱99,调到实验所需温度,待温度平稳后将压裂用溶液加入到第二活塞容器75,第二活塞容器75通过双缸注入泵77提供动力,动力流体经双缸注入泵77、第五三通阀98作用于活塞,活塞推动压裂溶液进入管路经第十五气动阀74、第十一气动阀47进入假三轴夹持器51对岩心进行压裂,压裂过程中实时采集入口压力,当入口压力突然降低时即说明压裂完成。
通过假三轴夹持器51模拟氧气参与下煤体演化升温过程,适时获取氧化温度、气体流量,多组分气体浓度等参数,同时对煤体加载室内和管路的安全性具有安全保障措施。具体实施步骤是:
假三轴夹持器51内安装2组温度传感器测试点50,直接测试煤岩样温度,通过计算机软件采集测温数值,通过温度数值判断煤体演化升温过程。氮气、氧气混合气体经增压后储存在第一气体储罐28内,高压气体经第二减压阀20、第六阀门22、第一气动阀31、第二气动阀37、第十一气动阀47进入假三轴夹持器51,假三轴岩心在PID仪表程序控温48作用下升温,通过假三轴夹持器51内部的测温探头50测量岩芯温度变化情况,出口通过气体流量计66计量气体流量,通过气相色谱仪对气体进行含量和组份分析。

Claims (1)

1.一种非常规天然气岩-气-热多过程耦合试验***,其特征在于,由流体控制***、岩芯吸附/解吸及气体分析***、抽真空***和水力压裂***组成,流体控制***分别与岩芯吸附/解吸及气体分析***、抽真空***和水力压裂***相连通;
所述流体控制***具体为:第二气瓶(2)和第三气瓶(3)分别通过第一阀门(5)和第二阀门(6)与增压泵(9)相连;所述第一阀门(5)和第二阀门(6)与增压泵(9)之间的管路上接有第一压力表(7)和第三阀门(8);所述增压泵(9)一端通过第四阀门(10)和第一减压阀(12)与静音空压机(13)相连;所述第四阀门(10)和第一减压阀(12)之间的管路上连有第二压力表(11);所述增压泵(9)另一端与第一四通阀(86)相连;所述第一四通阀(86)与第五阀门(18)相连;所述第五阀门(18)与第二四通阀(87)相连;所述第二四通阀(87)与第二减压阀(20)相连;所述第二减压阀(20)与第六阀门(22)相连;第二减压阀(20)与第六阀门(22)之间的管路上连有第五压力表(21);所述第二四通阀(87)的另外两端分别与第四压力表(19)和第一气体储罐(28)相连;所述第一四通阀(85)的另外两端分别与第七阀门(17)和第八阀门(23)相连;所述第八阀门(23)与第三四通阀(88)相连;所述第三四通阀(88)与第三减压阀(25)相连;所述第三减压阀(25)与第九阀门(27)相连;所述第三减压阀(25)和第九阀门(27)之间的管路上连有第七压力表(26);所述第三四通阀(88)的另外两端分别连有第六压力表(24)和第二气体储罐(29);
所述岩芯吸附/解吸及气体分析***具体为:第六阀门(22)与第九阀门(27)分别与第四四通阀(89)的其中两端相连;所述第四四通阀(89)的另外两端分别与第一气动阀(31)和第十阀门(30)相连;所述第十阀门(30)与第四减压阀(14)连接;所述第四减压阀(14)与第一气瓶(1)连接;所述第四减压阀(14)与第十阀门(31)之间的管路上接有第三压力表(15)和第十一阀门(16);
所述第一气动阀(31)与第五四通阀(90)的一端相连;所述第五四通阀(90)的其中一端与第一三通阀(91)相连;所述第一三通阀(91)与第二气动阀(37)相连;所述第五四通阀(90)的另外两端分别与标准压力室(32)和第三气动阀(33)相连;所述第三气动阀(33)与50ml标准室(34)连接;所述第一三通阀(91)的一端与第四气动阀(35)相连;
所述第四气动阀(35)与100ml标准室(36)相连;所述第二气动阀(37)与第六四通阀(92)相连;所述第六四通阀(92)与第五气动阀(38)相连;所述第五气动阀(38)与真三轴夹持器(41)连接;所述真三轴夹持器(41)与第六气动阀(42)相连;所述第六气动阀(42)与第七四通阀(94)相连;所述第七四通阀(94)其中一端与出口压力测量装置(56)相连;
所述第六四通阀(92)的另外两端分别与入口压力检测装置(40)和第二三通阀(93);所述第二三通阀(93)与所述第六四通阀(92)之间的管路上连有第七气动阀(39);所述第二三通阀(93)与第十二阀门(43)相连;所述第十二阀门(43)与压差检测装置(44)相连;所述压差检测装置(44)与第十三阀门(45)相连;所述压差检测装置(44)还与第十三气动阀(46)并联;所述第十三阀门(45)与第三三通阀(95)相连;所述第二三通阀(93)还与第八四通阀(97)相连;
所述第三三通阀(95)与第七四通阀(94)相连;所述第七四通阀(94)与回压阀(57)相连;所述回压阀(57)与回压容器(58)相连;所述回压容器(58)与第十四阀门(60)相连;回压容器(58)与第十四阀门(60)之间的管路上装有第八压力表(59);所述第十四阀门(60)与回压泵(61)相连;所述回压泵(61)与第十五阀门(62)相连;
所述回压阀(57)与冷凝器(63)相连;所述冷凝器(63)与气液分离器(64)和第十六阀门(65)相连;所述气液分离器(64)与第四三通阀(96)相连;所述第四三通阀(96)的一端与第八气动阀(68)相连;所述第八气动阀(68)与干燥器(67)相连;所述干燥器(67)与气体流量计(66)相连;所述第四三通阀(96)的另一端与第九气动阀(69)相连;所述第九气动阀(69)与气排水计量装置(70)相连;
所述第三三通阀(95)与第十气动阀(55)相连;所述第十气动阀(55)与假三轴夹持器(51)相连;所述假三轴夹持器(51)与第十一气动阀(47)相连;所述第十一气动阀(47)与第八四通阀(97)相连;所述假三轴夹置(51)上装有控温装置(48)、环压检测装置(49)、测温装置(50)、应力应变装置(52)、轴压检测装置(53)和位移检测装置(54);
所述抽真空***具体为:第八四通阀(97)与第十二气动阀(79)相连;所述第十二气动阀(79)与缓冲器(80)相连;所述缓冲器(80)与第十七阀门(83)相连;所述缓冲器(80)的底部装有第十八阀门(81);所述缓冲器(80)与第十七阀门(83)之间的管路上接有第九压力表(82);所述第十七阀门(83)与干燥管(84)相连;所述干燥管与真空泵(85)相连;
所述水力压裂***具体为:第八四通阀(97)与第十三气动阀(71)相连;所述第十三气动阀(71)与第一活塞容器(72)相连;所述第一活塞容器(72)与第十四气动阀(73)相连;所述第十四气动阀(73)与第五三通阀(98)相连;所述第八四通阀(97)其中一端与第十五气动阀(74)相连;所述第十五气动阀(74)与第二活塞容器(75)相连;所述第二活塞容器(75)与第十六气动阀(76)相连;所述第十六气动阀(76)与所述第五三通阀(98)相连;所述第五三通阀(98)的另外一端与双缸注入泵(77)相连;
所述吸附/解吸***和水力压裂***安置在恒温室(99)中。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107313754A (zh) * 2017-07-28 2017-11-03 中国地质调查局油气资源调查中心 一种天然气水合物开发模拟实验装置的注入***
CN107462508B (zh) * 2017-08-16 2018-10-02 西南石油大学 一种多场耦合渗流多功能实验装置及测试方法
CN109459362A (zh) * 2017-09-06 2019-03-12 中国石油化工股份有限公司 高温高压水岩反应和气体渗透率的一体化测试装置及方法
CN107764510B (zh) * 2017-10-13 2019-11-15 中国科学院武汉岩土力学研究所 一种用于盐穴储库中油-气-卤水运移规律研究的模拟装置和实验方法
CN108827848A (zh) * 2017-10-20 2018-11-16 中国石油大学(华东) 一种低效水循环演化过程降压测试模拟***
CN108318666A (zh) * 2018-04-29 2018-07-24 江苏拓创科研仪器有限公司 非常规天然气的岩、气多过程耦合试验装置
CN108760802A (zh) * 2018-05-21 2018-11-06 辽宁工程技术大学 煤岩吸附解吸瓦斯过程中温度演化特征试验装置及方法
CN108844850A (zh) * 2018-07-11 2018-11-20 中国石油大学(华东) 基于动态平衡的页岩吸附解吸及降压开采模拟装置及方法
CN109163971A (zh) * 2018-07-16 2019-01-08 山东科技大学 岩石侵水-失水循环力学实验***及其实验方法
CN108896509A (zh) * 2018-07-30 2018-11-27 中国华能集团有限公司 现场测量收集页岩解吸气量及组分分析一体化的实验***
CN109060629A (zh) * 2018-09-04 2018-12-21 中国矿业大学(北京) 一种深部软岩三轴非等温多相渗流实验***
CN109470616B (zh) * 2018-10-31 2021-11-23 重庆大学 岩石多功能渗流测试***
CN109669424B (zh) * 2019-01-10 2024-02-09 清华大学 一种复杂条件下岩石力学性能试验控制***及方法
CN111929223B (zh) * 2020-09-24 2022-11-18 山东科技大学 气体在致密岩芯中渗流规律的快速准确测定装置和方法
CN112924354B (zh) * 2021-01-22 2022-09-20 西南石油大学 一种基于气体扩散系数的页岩储层应力敏感实验评价方法
CN113008682A (zh) * 2021-02-07 2021-06-22 山东科技大学 天然气水合物储层真三轴水力压裂模拟试验装置及方法
CN114216785B (zh) * 2021-12-16 2024-01-12 中国矿业大学 一种大尺寸真三轴煤岩体多场多相变频压裂试验装置

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202305368U (zh) * 2011-09-29 2012-07-04 海安县石油科研仪器有限公司 多功能驱替物理模拟***孔隙度测量装置
CN202599946U (zh) * 2012-06-26 2012-12-12 中国石油天然气股份有限公司 成岩生烃排烃全过程热压模拟实验装置
CN103335916A (zh) * 2013-06-04 2013-10-02 河南理工大学 一种构造煤瓦斯解吸初期规律实验装置
CN104502251A (zh) * 2014-12-23 2015-04-08 黑龙江科技大学 外水侵入对含瓦斯煤体渗流影响的测试***及测试方法
CN204422365U (zh) * 2015-01-07 2015-06-24 河南理工大学 动态监测孔隙压力分布及变化的瓦斯渗流实验装置
CN204882319U (zh) * 2015-08-12 2015-12-16 黑龙江科技大学 真三轴受载含瓦斯煤吸附解析渗流实验装置
CN105717026A (zh) * 2016-04-01 2016-06-29 河南理工大学 一种出口压力可调的煤岩渗流实验***及方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202305368U (zh) * 2011-09-29 2012-07-04 海安县石油科研仪器有限公司 多功能驱替物理模拟***孔隙度测量装置
CN202599946U (zh) * 2012-06-26 2012-12-12 中国石油天然气股份有限公司 成岩生烃排烃全过程热压模拟实验装置
CN103335916A (zh) * 2013-06-04 2013-10-02 河南理工大学 一种构造煤瓦斯解吸初期规律实验装置
CN104502251A (zh) * 2014-12-23 2015-04-08 黑龙江科技大学 外水侵入对含瓦斯煤体渗流影响的测试***及测试方法
CN204422365U (zh) * 2015-01-07 2015-06-24 河南理工大学 动态监测孔隙压力分布及变化的瓦斯渗流实验装置
CN204882319U (zh) * 2015-08-12 2015-12-16 黑龙江科技大学 真三轴受载含瓦斯煤吸附解析渗流实验装置
CN105717026A (zh) * 2016-04-01 2016-06-29 河南理工大学 一种出口压力可调的煤岩渗流实验***及方法

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