第一回压阀3-10、第 二回压阀3-11的开关，可分别模拟气体正向、气体反向、液体正向、液体反向注入条件下 两相渗流贾敏效应的产生过程；与煤屯、加持器3-1所匹配的煤柱直径q)=25mm，长度L= 25mm-75mm;环压累3-12所提供的最高环压为40MPa，模拟试验过程中限定的最高驱动压力 为38MPa，试验溫度为室溫。
[0047] 所述的回压装置4包括依次连接的回压累4-1、十Ξ号阀口 4-2、回压缓冲容器 4- 3、屯号二阀组4-4、二十二号阀口 4-6、二十Ξ号阀口 4-8、第一回压阀4-7、第二回压阀 4-9 ;第四压力变送器4-5与屯号二阀组4-4相连接，显示回压装置4输出端压力值；第一回 压阀4-7安装于煤屯、夹持器3-1后端的气管路上，控制出口端气压；第二回压阀4-9安装于 煤屯、夹持器3-1后端的水管路上，控制出口端液压。
[0048] 所述的气液计量装置5包括计量气体流量、流速的电子皂膜流量计5-1及计量液 体流量、流速的量筒5-2、电子天平5-3 ;量筒5-2规格的选择根据液体流速、流量大小调整， 电子天平5-3绝对精度为千分之一。
[0049] 所述的抽空饱水装置6包括依次连接的真空累6-1、抽空缓冲容器6-2、二十四号 阀口 6-3 ;模拟气液两相渗流试验前，通过合理控制装置中阀口的开关，抽空操作后可使模 拟两相渗流管路达到饱气或饱水状态。
[0050] W上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人 员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可W做出若干改进和润饰，运些改进和润饰也应 视为本发明的保护范围。
【主权项】
1. 一种煤储层中气液两相渗流贾敏效应模拟试验方法，其特征在于：模拟试验方法， 由第一注气装置（1)向模拟渗流装置（3)提供压力可控、流速稳定的气体注入条件；由第二 注液装置（2)向模拟渗流装置（3)提供压力可控、流速稳定的地层水、钻井液、返排液注入 条件；模拟渗流装置输入端与第一注气装置（1)、第二注液装置（2)相连，输出端与回压装 置（4)相连，模拟煤储层中气液两相渗流条件下贾敏效应的产生及强度变化过程；由气液 计量装置（5)分别计量气液两相渗流管路中气体、液体的流量及流速；由抽空饱水系统抽 空模拟试验装置管路中的气体或液体，使模拟试验前管路达到饱水或饱气状态。2. 根据权利要求1所述的一种煤储层中气液两相渗流贾敏效应模拟试验方法，其特征 在于：模拟试验方法的具体步骤如下： (a) 不同含水饱和度煤柱制备：沿煤层层理方向钻取煤柱，利用覆压孔渗仪测定煤柱 的孔隙度及渗透率，并依次制备以下三类样品：①将煤柱放入真空干燥箱中，70°C下抽真空 干燥至恒重，制备干燥煤柱并准备进行贾敏效应模拟试验；②模拟试验后的煤柱放入饱水 装置，并在一定压力下加压饱水至恒重，制备饱和地层水、钻井液或返排液的煤柱，并准备 进行贾敏效应模拟试验；③模拟试验后的煤柱放入离心机中，调节离心机转速使煤柱中部 分地层水、钻井液或返排液被甩出，制备不同含水饱和度煤柱并准备进行贾敏效应模拟试 验； (b) 抽空饱和：接通电源，接通第一注气装置（1)或第二注液装置（2)，控制系统中其他 阀门的开合，启动真空栗（6-1)，打开二十四号阀门（6-3)，使正、反向注水模拟试验前装置 管路处于饱水状态，正、反向注气模拟试验前装置管路处于饱气状态；抽空饱和操作后，关 闭二十四号阀门（6-3); (c) 气密性检查：将煤柱放入煤心夹持器（3-1)中，关闭十八号阀门（3-10)、十九号阀 门（3-11)，使第一注气装置（1)或第二注液装置（2)输出40MPa左右的气压或液压，以检查 模拟试验装置的气密性；若模拟试验装置气密性良好，则开展气液两相渗流贾敏效应模拟 试验； (d) 实施贾敏效应模拟试验： (e) 试验装置清理：模拟试验结束后，通过一号二阀组（1-9)、二号二阀组（2-11)、三号 二阀组（2-12)、四号二阀组（2-13)、六号二阀组（3-13)、七号二阀组（4-4)将试验装置内液 体、气体压力慢慢泄放；关闭第一注气装置（1)控制一号阀门（1-2)、模拟渗流装置（3)气 体出口端十八号阀门（3-10)，拆下第一活塞容器（2-8)、第二活塞容器（2-9)、第三活塞容 器（2-10)并用去离子水清洗干净，各盛装500ml去离子水后将第一活塞容器（2-8)、第二 活塞容器（2-9)、第三活塞容器（2-10)安装复位；启动恒速恒压栗（2-2)，依次打开五号阀 门（2-5)、六号阀门（2-6)、七号阀门（2-7)，用去离子水清洗试验装置中液体流经的管路， 直至管路被冲洗干净；启动真空栗(6-1)，打开二十四号阀门出-3)，将装置管路中残留的 去离子水吸入抽空缓冲容器（6-2)中，使模拟渗流装置（3)管路达到饱气状态。3. 根据权利要求1所述的一种煤储层中气液两相渗流贾敏效应模拟试验方法，其特征 在于：所述的贾敏效应模拟试验包括以下四个方面： ①启动压力梯度测试：启动环压栗（3-12)，给不同初始含水饱和度的煤柱加环压，环 压大小根据煤样所在深度的地应力大小决定，待环压稳定后进行启动压力梯度测试；启动 压力梯度测试过程中，煤心夹持器（3-1)进口端压力初始值设定为0· 5MPa，每隔3小时压力 增加0. 3MPa，直至量筒（5-2)中有水滴落下或电子皂膜流量计（5-1)中有气流显示，对比不 同初始含水饱和度煤柱注水、注气条件下的启动压力梯度； ② 净环压稳定条件下单相渗透率测试：保持模拟试验过程中环压及注入端压力恒定， 连续监测气相或液相渗透率随注入时间的变化规律，对比不同初始含水饱和度煤柱单相渗 透率的变化特征； ③ 净环压变化条件下单相渗透率测试：启动环压栗（3-12)，给不同初始含水饱和度煤 柱加环压，保持注入端压力恒定，使环压先增大后减小，最大环压值根据煤样所在深度的地 应力大小决定；记录不同净环压所对应的单相稳定渗透率值，分析不同初始含水饱和度煤 柱单相渗透率随净环压的变化规律； ④ 压差稳定条件下的单相渗透率测试：启动环压栗（3-12)，给不同初始含水饱和度的 煤柱加环压，环压大小根据煤样所在深度的地应力大小决定，待环压稳定后进行压差稳定 条件下的单相渗透率测试；启动回压栗（4-1)，设定回压值，且保持模拟渗流装置（3)前后 端压差恒定，当气液两相渗流达到稳定状态后记录气相或液相渗透率值；在保持模拟渗流 装置（3)前后端压差恒定的条件下逐步提高注入端压力及回压，记录单相渗透率随注入端 压力的变化特征。4. 根据权利要求1所述的一种煤储层中气液两相渗流贾敏效应模拟试验方法，其特征 在于：所述模拟渗流装置（3)中，输入端最高驱动压力为38MPa，输出端最低压力为常压，环 压栗（3-12)所提供的最大环压为40MPa，试验温度为室温。5. 根据权利要求1所述的一种煤储层中气液两相渗流贾敏效应模拟试验方法，其特征 在于：所述不同含水饱和度煤柱制备中，采用同一煤柱依次制备干燥煤样、饱水煤样、不同 含水饱和度煤样，以保证测试煤柱孔隙度、渗透率一致，便于测试结果的对比分析。6. 根据权利要求1所述的一种煤储层中气液两相渗流贾敏效应模拟试验方法，其特 征在于：所述模拟渗流装置（3)中，通过合理控制气、水流向十号阀门（3-2)、十一号阀门 (3-3)、十二号阀门（3-4)、十三号阀门（3-5)、十四号阀门（3-6)、十五号阀门（3-7)、十六号 阀门（3-8)、十七号阀门（3-9)、十八号阀门（3-10)、十九号阀门（3-11)的开关，实现正向注 气、反向注气或正向注液、反向注液条件下气液两相渗流贾敏效应模拟，测定气、液相渗透 率及其变化特征。
【专利摘要】一种煤储层中气液两相渗流贾敏效应模拟试验方法，属于煤层气地面开采模拟试验方法。该方法由第一注气装置、第二注液装置分别提供压力可控、流速稳定的气体及液体注入条件；由模拟渗流装置模拟一定地应力下煤储层中贾敏效应的产生；由气液计量装置测定回压阀后气、液流速；抽空饱水装置使注入前装置管路达到饱气、饱水状态。试验方法的具体步骤包括：不同含水饱和度煤柱制备、抽空饱和、气密性检查、贾敏效应模拟试验、试验装置清理。能够在实验室内实现煤储层中气液两相渗流贾敏效应模拟试验，可测定启动压力梯度、气液相渗透率及其变化特征。本发明解决了煤储层中气液两相渗流贾敏效应定量评价的难题，对煤层气井排采制度优化具有指导意义。
【IPC分类】E21B49/00
【公开号】CN105298487
【申请号】CN201510870724
【发明人】周效志, 桑树勋, 黄华州, 侯丁根, 牛严伟, 张俊超, 侯登才, 刘世奇, 敖显书, 贾彤
【申请人】中国矿业大学
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2015年12月2日