一种热水力耦合的深部致密岩石渗透性自动化测试装置及方法

    公开(公告)号:CN118837263A

    公开(公告)日:2024-10-25

    申请号:CN202410677632.5

    申请日:2024-05-29

    Applicant: 东北大学

    Abstract: 本发明属深部油气开采岩石力学测试领域,具体地,涉及一种热水力耦合的深部致密岩石渗透性自动化测试装置及方法。实验装置包括:主实验室系统、自动无间断轴向应力供应系统、自动无间断孔压供应系统、自动无间断围压供应系统、温度反馈调节系统、数据采集‑处理‑反馈一体化系统和远程手机监控系统。实验过程为:搭载好实验装置后,将试样送入压力仓并对中固定;启动各系统确保工作正常;据拟定实验方案依次加载轴压、围压、渗流(孔压)及温度,数据采集与处理系统反馈实验结果至PC端;通过手机监控系统实现实验数据远程传输及远程操控实验。该实验装置可实现温度、轴压、围压、孔压的独立加载,并依托监控系统实现基本的用户端远程操控。

    一种模拟开采过程中含可燃冰沉积物孔隙率及气-水两相相对渗透率测试方法及装置

    公开(公告)号:CN118758830A

    公开(公告)日:2024-10-11

    申请号:CN202410317101.5

    申请日:2024-03-20

    Applicant: 东北大学

    Inventor: 张玉

    Abstract: 本发明属于开采过程中含可燃冰沉积物孔隙率及渗透率演化特性试验方法及装置,具体地,涉及一种模拟开采过程中含可燃冰沉积物孔隙率及气‑水两相相对渗透率测试方法及装置,测试装置包括岩心夹持器、围压加载系统、含可燃冰沉积物试样、气体质量流量计、甲烷注气系统、氮气注气系统、高压恒流输液系统、温度控制系统、背压调节系统、气液分离回收系统、数据采集系统;本发明可实现开采过程中含可燃冰沉积物孔隙率及气‑水两相相对渗透率的测量与确定,试验结果可反映出开采过程中含可燃冰沉积物孔隙率及气‑水两相渗透率演化规律,对含可燃冰沉积物产能提供理论依据。

    一种基于颗粒流模拟含可燃冰沉积物可燃冰分解过程的计算方法

    公开(公告)号:CN118607335A

    公开(公告)日:2024-09-06

    申请号:CN202410676230.3

    申请日:2024-05-29

    Applicant: 东北大学

    Abstract: 本发明涉及一种基于颗粒流模拟含可燃冰沉积物可燃冰分解过程的计算方法,基于离散单元法,对线性平行胶结模型(PB)进行改进,建立考虑可燃冰胶结复合失效模式、可燃冰赋存几何形态及胶结残余约束的改进线性平行胶结模型(I‑PB),创新性地提出了基于可燃冰胶结宽度连续衰减的含可燃冰土分解效应计算方法,通过C++编写包装为独立的计算模块,集成入所建立的I‑PB接触模型中,通过与PFC2D软件实现接口,进行迭代求解,通过参数标定建立胶结半径乘子与可燃冰分解度的对应关系,通过采用柔性膜颗粒边界替换竖向墙体,以模拟室内试验中采用液体介质通过橡胶模对含可燃冰土试样施加围压,使离散元模拟所得的数值试样变形特性与剪切带发展特征与室内试验相近,考虑不同饱和度及不同围压条件,实现含可燃冰土双轴剪切试验。本发明能够很好地对含可燃冰土分解进行模拟,能考虑到线性平行胶结接触模型由于压缩引起的胶结破坏以及破坏后可燃冰对土体颗粒的残余约束,并能大大提高模拟的计算效率。

    一种基于颗粒流描述可燃冰沉积物胶结接触的模型构建流程和方法

    公开(公告)号:CN118410691A

    公开(公告)日:2024-07-30

    申请号:CN202410675830.8

    申请日:2024-05-29

    Applicant: 东北大学

    Abstract: 本发明公布一种基于颗粒流描述可燃冰沉积物胶结接触的模型构建流程和方法,其具体步骤如下:(1)C++编程后生成含可燃冰土的改进胶结接触模型DLL文件;(2)定义土颗粒柔性膜颗粒和胶结,建立基于I‑PB接触模型的含可燃冰土离散元数值试样;(3)进行柔性双轴剪切试验;(4)标定含可燃冰土数值模型细观参数;本发明能够解决模拟含可燃冰土的细观力学特性不够清晰的技术问题,能考虑到线性平行胶结接触模型由于压缩引起的胶结破坏以及破坏后可燃冰对土体颗粒的残余约束,能极大提高模拟含可燃冰土在外部荷载条件下的宏细观力学响应的准确度。

    一种模拟开采过程中井周含可燃冰沉积物层理分布的真三轴力学特性测试方法及装置

    公开(公告)号:CN118730736A

    公开(公告)日:2024-10-01

    申请号:CN202410316490.X

    申请日:2024-03-20

    Applicant: 东北大学

    Inventor: 张玉

    Abstract: 本发明属于含可燃冰沉积物物理力学特性测试领域,具体地,涉及一种模拟开采过程中井周含可燃冰沉积物层理分布的真三轴力学特性测试方法及装置,测试装置包括:真三轴压力室,真三轴伺服应力加载系统、近井含可燃冰沉积物层理分布试样、甲烷气体注入‑控制系统、气体质量流量计、温度控制系统、背压调节系统、气液分离回收系统、数字采集系统;本发明采用真三轴压缩试验装置,模拟真实冻土带分层情况和三向应力状态,并研究了可燃冰开采引起的土‑井耦合作用下冻土带力学特性。

    一种伺服降压开采过程中含可燃冰储层产气预测与力学特性试验装置

    公开(公告)号:CN118191269A

    公开(公告)日:2024-06-14

    申请号:CN202410316738.2

    申请日:2024-03-20

    Applicant: 东北大学

    Inventor: 张玉

    Abstract: 本发明属于海洋能源土力学测试领域,具体地,涉及一种伺服降压开采过程中含可燃冰储层产气预测与力学特性试验装置,包括:高压反应釜、轴压加载器、围压加载器、含可燃冰沉积物试样、气体注入系统、温度控制系统、质量流量计、伺服降压控制器、气液分离回收装置、数据传输采集处理器;其中:轴压加载器和围压加载器与高压反应釜连接,实现含可燃冰沉积物不同有效应力、不同应力路径的加载;预制沉积物骨架试样经热缩胶套包裹后于降压端设置滤砂网,与上下压头组合置于高压反应釜中;气体注入系统通过不锈钢管与质量流量计、高压反应釜、伺服降压控制器、气液分离回收装置连接,提供可燃冰在沉积物骨架孔隙中生成所需气体介质;温度控制系统配合压力加载系统提供可燃冰稳定赋存的低温环境;质量流量计控制干燥气体以恒定流量注入;伺服降压控制器采用电子伺服控制降压端孔压,模拟储层压力扰动引起的可燃冰分解;气液分离回收装置用于将可燃冰分解后产生的混合流体分离;数据传输采集处理器分别与轴压传感器、围压传感器、孔压传感器、位移传感器、温度传感器、质量流量计、伺服降压控制器相连,定时采集试验数据并予以存储处理;该装置可实现可燃冰分解过程中的伺服线性降压,通过改变线性降压速率得到最优产气速率及累积产气体量;基于三轴压缩试验系统,开展不同降压速率条件下含可燃冰储层力学特性研究。

    一种模拟开采过程中井周含可燃冰沉积物孔隙结构CT扫描试验装置和方法

    公开(公告)号:CN118730709A

    公开(公告)日:2024-10-01

    申请号:CN202410684479.9

    申请日:2024-05-29

    Applicant: 东北大学

    Abstract: 本发明属于可燃冰微观测试技术领域,具体地,涉及一种模拟开采过程中井周含可燃冰沉积物孔隙结构CT扫描试验装置和方法,试验装置包括高压三轴压力室、围压加载装置、轴压加载装置、近井含可燃冰沉积物试样、CT扫描系统、固定旋转载物台、甲烷气体注入‑控制系统、氮气气体注入‑控制系统、气体质量流量计、背压调节系统、温度控制与施加系统、气液分离回收系统、计算机控制和处理系统;该试验装置基于CT扫描能够在可燃冰分解及剪切试验过程中对试样进行实时扫描,得到沉积物试样内部孔隙空间结构变化及内部流体运移规律,为研究可燃冰微观孔隙特征与宏观力学性质提供有利依据。

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