一种不同相态CO2扩容改造程度评价装置及评价方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种不同相态CO2扩容改造程度评价装置及方法，该装置包括：用于放置岩心样品的岩心夹持室；控制岩心夹持室围压的围压加载装置；控制岩心夹持室温度的恒温箱；提供多种相态CO2的CO2相态控制装置；将CO2相态控制装置提供的多种相态的CO2注入岩心夹持室中的变压式注入装置；分别与变压式注入装置和岩心夹持室连接的数据采集与处理装置，数据采集与处理装置获取扩容改造参数，基于扩容改造参数计算不同CO2相态下不同注入条件对应的扩容改造系数。本发明专利技术计算获得不同相态下不同注入条件对应的扩容改造系数，通过多个扩容改造系数评价出不同相态CO2在不同注入条件下的扩容改造程度，为现场CO2扩容改造施工方案优化设计提供便利。提供便利。提供便利。

【技术实现步骤摘要】
一种不同相态CO2扩容改造程度评价装置及评价方法


[0001]本专利技术属于油气田开发领域，具体涉及一种不同相态CO2扩容改造程度评价装置及评价方法。

技术介绍

[0002]对于低渗水敏性致密砂岩、页岩储层，可通过CO2扩容改造技术，改善近井地带岩石孔渗结构，形成大体积高渗通道。为合理、高效地制定CO2扩容改造方案，应充分认识CO2对目标储层岩心的作用规律。研究不同相态CO2在不同注入条件下扩容改造程度，评估和认识不同相态CO2对岩心的作用规律，是目前较为可靠高效的方式。
[0003]申请专利“不同相态二氧化碳致裂页岩装置及实验方法(CN201811467133)”通过调节温度和CO2压力，模拟气态、液态、超临界CO2致裂页岩机理，测试页岩致裂前后的渗透率，但无法模拟研究和表征不同相态CO2在不同注入条件下扩容改造程度。申请专利“一种基于损伤扩容理论的围岩位移预警方法(CN201711043563)”基于传统的Fennar公式，通过弹性力学求解，得到围岩压力计算式，考虑围岩随开挖过程损伤扩容变形的扩容效应，得到考虑围岩损伤区扩容效应的洞壁位移公式，但无法模拟研究CO2注入过程中的扩容改造程度。申请专利“一种基于应力应变曲线评价致密储层可压性的方法(CN201810450260)”根据轴向应变-裂缝体积应变关系曲线，确定岩样扩容点，通过从扩容点到破裂点围成的应力应变曲线包络面积，获得其应变能大小，但无法系统地研究不同相态CO2在不同注入条件下对岩石的作用规律。申请专利“变尺寸条件下水平井超临界CO2压裂试验系统(CN201810720148)”提供了一种可用于研究不同尺寸人造试件在超临界CO2压裂过程中变形特征的装置系统，利用变尺寸扁千斤顶，测量试样在三向应力作用下的变形特征，但无法模拟和表征不同相态CO2在不同注入条件下扩容改造程度。文献“高应力卸荷条件下砂岩扩容特征及其剪胀角函数”通过开展不同初始围压水平的三轴峰前卸围压试验和常规三轴压缩试验，分析了卸荷应力路径对砂岩扩容的影响效应，但无法表征CO2在不同注入条件下对岩石的扩容改造规律。
[0004]综上所述，虽然针对扩容改造及CO2压裂方面的研究越来越受到重视，但针对不同相态CO2在不同注入条件下的扩容改造程度评价装置及研究方法仍处于空白，亟需研发。因此，针对现场开发和储层改造需求，特别需要一种可用于评价研究不同相态CO2在不同注入条件下的扩容改造装置，为CO2扩容改造方案的制定提供指导。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种可用于评价研究不同相态CO2在不同注入条件下的扩容改造装置及方法。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术提供一种不同相态CO2扩容改造程度评价装置，包括：岩心夹持室，所述岩心夹持室用于放置岩心样品；围压加载装置，所述围压加载装置与所述岩心夹持室连接，所述围压加载装置控制所述岩心夹持室的围压；恒温箱，所述恒温箱与所
述岩心夹持室连接，所述恒温箱控制所述岩心夹持室的温度；CO2相态控制装置，所述CO2相态控制装置提供多种相态的CO2；变压式注入装置，所述变压式注入装置分别与所述CO2相态控制装置和所述岩心夹持室连接，所述变压式注入装置将所述CO2相态控制装置提供的多种相态的CO2注入所述岩心夹持室中；数据采集与处理装置，所述数据采集与处理装置分别与所述变压式注入装置和所述岩心夹持室连接，所述数据采集与处理装置获取扩容改造参数，基于所述扩容改造参数计算不同CO2相态下不同注入条件对应的扩容改造系数。
[0007]可选的，所述岩心夹持室设置在架体内，所述架体包括底座、顶板和筒壁，所述底座和顶板分别与所述筒壁连接。
[0008]可选的，所述岩心夹持室包括侧壁和顶壁，所述侧壁固定连接在所述底座上，所述侧壁上沿竖直方向设有滑槽，所述顶壁的边缘设有与所述滑槽相匹配的滑块，所述顶壁能够相对于所述侧壁沿竖直方向滑动。
[0009]可选的，所述变压式注入装置设置在所述架体内，所述变压式注入装置插入所述岩心夹持室内。
[0010]可选的，所述评价装置还包括：储气罐，所述储气罐与所述CO2相态控制装置连接，用于存储CO2。
[0011]可选的，所述CO2相态控制装置与变压式注入装置之间依次设有流量计、压力表和阀门。
[0012]可选的，所述扩容改造参数包括：所述扩容改造参数包括CO2注入过程中的压力、CO2注入时间、岩心初始渗透率、岩心注入过程中的渗透率、注入气体体积和返排气体体积。
[0013]可选的，所述数据采集与处理装置根据以下公式计算所述扩容改造系数：
[0014][0015]其中，a为扩容改造系数，P3为CO2初始注入压力，P
t
为CO2注入过程中的压力，t为CO2注入时间，K0为岩心初始渗透率，K为岩心注入过程中的渗透率，V0为注入气体体积，V
t
为返排气体体积。
[0016]第二方面，本专利技术提供了一种不同相态CO2扩容改造程度评价方法，利用上述不同相态CO2扩容改造程度评价装置，所述方法包括：步骤1：针对一种CO2相态，在多种注入条件下分别将CO2注入所述岩心夹持室中，并分别获取每种注入条件下的扩容改造参数；步骤2：基于每种注入条件下的扩容改造参数，计算每种注入条件对应的扩容改造系数；步骤3：改变CO2相态，重复执行步骤1至步骤2，获得每种CO2相态下每种注入条件对应的扩容改造系数；步骤4：基于所述每种CO2相态下每种注入条件对应的扩容改造系数，确定最优扩容改造系数。
[0017]可选的，所述步骤4包括：选取每种CO2相态下每种注入条件对应的扩容改造系数的最大值作为所述最优扩容改造系数。
[0018]本专利技术的有益效果在于：本专利技术的不同相态CO2扩容改造程度评价装置通过变压式注入装置将来自CO2相态控制装置的CO2注入岩心夹持室内，围压加载装置和恒温箱分别控制岩心夹持室的围压和温度，数据采集与处理装置采集不同相态下不同注入条件下的扩容改造参数，计算获得不同相态下不同注入条件对应的扩容改造系数，通过多个扩容改造系数评价出不同相态CO2在不同注入条件下的扩容改造程度，为现场CO2扩容改造施工方案
优化设计提供便利。
[0019]本专利技术具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施例中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施例中进行详细陈述，这些附图和具体实施例共同用于解释本专利技术的特定原理。
附图说明
[0020]通过结合附图对本专利技术示例性实施方式进行更详细的描述，本专利技术的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本专利技术示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。
[0021]图1示出了根据本专利技术的一个实施例的不同相态CO2扩容改造程度评价装置的连接结构图。
[0022]图2示出了根据本专利技术的一个实施例的不同相态CO2扩容改造程度评价方法的流程图。
[0023]附图标记说明：
[0024]1、储气罐本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种不同相态CO2扩容改造程度评价装置，其特征在于，包括：岩心夹持室，所述岩心夹持室用于放置岩心样品；围压加载装置，所述围压加载装置与所述岩心夹持室连接，所述围压加载装置控制所述岩心夹持室的围压；恒温箱，所述恒温箱与所述岩心夹持室连接，所述恒温箱控制所述岩心夹持室的温度；CO2相态控制装置，所述CO2相态控制装置提供多种相态的CO2；变压式注入装置，所述变压式注入装置分别与所述CO2相态控制装置和所述岩心夹持室连接，所述变压式注入装置将所述CO2相态控制装置提供的多种相态的CO2注入所述岩心夹持室中；数据采集与处理装置，所述数据采集与处理装置分别与所述变压式注入装置和所述岩心夹持室连接，所述数据采集与处理装置获取扩容改造参数，基于所述扩容改造参数计算不同CO2相态下不同注入条件对应的扩容改造系数。2.根据权利要求1所述的不同相态CO2扩容改造程度评价装置，其特征在于，所述岩心夹持室设置在架体内，所述架体包括底座、顶板和筒壁，所述底座和顶板分别与所述筒壁连接。3.根据权利要求2所述的不同相态CO2扩容改造程度评价装置，其特征在于，所述岩心夹持室包括侧壁和顶壁，所述侧壁固定连接在所述底座上，所述侧壁上沿竖直方向设有滑槽，所述顶壁的边缘设有与所述滑槽相匹配的滑块，所述顶壁能够相对于所述侧壁沿竖直方向滑动。4.根据权利要求1所述的不同相态CO2扩容改造程度评价装置，其特征在于，所述变压式注入装置设置在所述架体内，所述变压式注入装置插入所述岩心夹持室内。5.根据权利要求1所述的不同相态CO2扩容改造程度评价装置，其特征在于，所述评价装置还包括：储气罐，所述储气罐与所述CO2相态控制装置连接，用于存储CO2。6.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：王纪伟，宋丽阳，陈刚，田玲钰，刘光祥，高波，张英，李东晖，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院，
类型：发明
国别省市：