一种CO2地质封存过程中运移扩散规律监测装置及测试方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种CO2地质封存过程中运移扩散规律监测装置及测试方法。主要解决了现有一维尺度装置在一定程度上限制了二氧化碳运移方向未能完全模拟二氧化碳在油藏中的真实运移情况的问题。其特征在于：所述密封腔体内置的三维岩心物理模型上部预设有1个注入端口、若干采出端口；所述高温高压中间容器下端接口连接注入泵；高温高压中间容器上端出口阀门连接三维物理模型的注入端口；三维岩心物理模型的每个采出端口连接回压阀，回压阀连接气液分离装置的侧置入口；气液分离器分离装置设有上端出口、下端出口；气液分离装置的上端出口连接气体计量装置。该装置能监测二氧化碳全方位运动轨迹和逸散情况，实验数据精度提升，且降低CO2驱替过程中对设备的腐蚀性。驱替过程中对设备的腐蚀性。驱替过程中对设备的腐蚀性。

【技术实现步骤摘要】
一种CO2地质封存过程中运移扩散规律监测装置及测试方法


[0001]本专利技术涉及二氧化碳地质埋存与利用
，特别涉及一种CO2地质封存过程中运移扩散规律监测装置及测试方法。

技术介绍

[0002]当前能源消耗量逐年增加，二氧化碳排放量增大，温室效应加剧。二氧化碳地质埋存潜力巨大。通过将二氧化碳注入油藏中，与多孔介质中的原油不断接触，可使原油粘度降低，流动性能更强。二氧化碳驱替过程中由于油气粘度差异，导致注入气体出现指进现象，气油比急速增大，气体窜流致使采收率迅速衰减。因此，有必要进行二氧化碳在多孔介质中运移扩散规律研究，但现研究装置大部分为一维尺度，在一定程度上限制了二氧化碳运移方向，未能完全模拟真实油藏构造中的多维度运移扩散情况。

技术实现思路

[0003]本专利技术所要解决的技术问题是克服
技术介绍
中存在的现有二氧化碳在多孔介质中运移扩散规律研究装置大部分为一维尺度在一定程度上限制了二氧化碳运移方向未能完全模拟二氧化碳在油藏中的真实运移情况的问题，而提供一种CO2地质封存过程中运移扩散规律监测装置，该CO2地质封存过程中运移扩散规律监测装置，能监测二氧化碳全方位运动轨迹和逸散情况，实验数据精度提升，且降低CO2驱替过程中对设备产生的腐蚀性。本专利技术还提供了一种CO2地质封存过程中运移扩散规律的测试方法。
[0004]本专利技术解决其问题可通过如下技术方案来达到：该CO2地质封存过程中运移扩散规律监测装置，包括高温高压中间容器及密封腔体，所述密封腔体内置有三维岩心物理模型，所述三维岩心物理模型上部预设有1个注入端口、若干采出端口；所述高温高压中间容器下端接口连接注入泵；高温高压中间容器上端出口阀门连接三维物理模型的注入端口；所述三维岩心物理模型的每个采出端口通过耐压连通管连接回压阀，回压阀连接气液分离装置的侧置入口；气液分离器分离装置上下端设有上端出口、下端出口；所述气液分离装置的上端出口连接气体计量装置。
[0005]优选的，所述高温高压中间容器包括水溶液中间容器、模拟油中间容器和气体中间容器。
[0006]优选的，所述高温高压中间容器下端接口通过耐温耐压管线经过驱动端六通阀连接注入泵；所述高温高压中间容器上端出口阀门连接注入端六通阀再通过密封腔体与其内部放置的三维物理模型的注入端口连接。
[0007]优选的，所述三维物理模型为三维立方体形，上部还设置有压力监测点、原油饱和度测定点和气体浓度监测点；三维物理模型内部设有铜质传感线，与三维物理模型外部连接传感线均由绝缘橡胶包覆；所述注入端口位于三维岩心物理模型的中心位置；采出端口为4个；4个采出端口位于三维岩心物理模型的四周。
[0008]优选的，所述压力监测点、原油饱和度测定点和气体浓度监测点的设置方式为：基
于三维岩心模型形状，三维岩心模型上部表面为正方形；通过所述正方形中心向对角及四边中心连线，形成两条对角线(A1、A2)及两条中心线(B1、B2)；所述数据收集点布置以其中一条对角线A1对称设置；由对角线A1分成上下对称的两部分；对角线A1两端头为气体浓度监测点及采出端点；中心为注入端点；对角线A1两端头与中心点间分别设置一个压力测试点；所述压力测试点与两侧的两端头与中心点间分别设置有2个原油饱和度测试点；对角线A1下部分区间平行设置3排原油饱和度测试点；3排原油饱和度测试点递减排列，每排分别为2个、3个、4个测试点；下部分区间的两条中心线B1及B2及另一条对角线A2上分别设置有2个压力测试点。
[0009]优选的，所述气液分离装置分离气体经由采出端六通阀进入气体计量装置；气液分离装置下端出口处置有液体承接容器；所述气体计量装置连接气象色谱分析仪。
[0010]优选的，所述密封腔体为耐温耐压密封腔体；所述密封腔体还经由管线连接电阻率测定仪、真空泵、围压泵；所述耐温耐压密封腔体内部还设有加热装置；所述回压阀通过回压端六通阀门连接回压泵。
[0011]本专利技术还提供了一种CO2地质封存过程中运移扩散规律监测的测试方法的，包括以下步骤：
[0012]步骤1：连接所述监测装置并检查气密性；
[0013]步骤2：启动围压泵注入水溶液，将密封腔体充满，排除内部空气将围压提升至3MPa，启动密封腔内加热装置，恒温至储层温度；
[0014]步骤3：启动真空泵对密封腔内的三维物理模型抽真空；
[0015]步骤4：打开水溶液中间容器及其与三维物理模型连接部件，启动注入泵以恒压1MPa的模式饱和模拟地层水，当注入泵流速降至0时，结束模拟地层水饱和并记录饱和液量；
[0016]步骤5：将回压泵注入压力提升至储层压力，围压泵压力调节至高于储层压力3MPa；
[0017]步骤6：将注入泵调节为恒压模式，压力设定为储层压力，开启模拟油中间容器及与三维物理模型相连接的管路，当压力平衡时调解注入泵为恒流模式对三维物理模型进行含气原油饱和，当采出端原油气油比与配制参数一致且产出流体为连续油溶液时模拟油饱和完成，记录饱和模拟油量，注采压差/气油比等参数；
[0018]步骤7：将饱和模拟油的三维物理模型恒温老化；
[0019]步骤8：启动注入泵，打开模拟地层水溶液以1.5ml/min的速度进行水驱油实验，时刻保持密封腔体内压力高于注入泵压力3MPa以上，定时记录驱替压力差、原油饱和度、气体浓度和采出流体参数变化情况，当含水率达到98％时关闭注入泵，结束驱替；
[0020]步骤9：在恒温45℃环境下将装有气态二氧化碳的气体中间容器增压至10MPa，此时二氧化碳由气态转变为超临界态；
[0021]步骤10：启动注入泵，并连通装有超临界二氧化碳的气体中间容器和三维物理模型间的耐温耐压管线，以1.5ml/min的速度注入超临界二氧化碳，定时记录驱替压力差、原油饱和度、气体浓度和采出流体参数变化情况，当气油比达到1500m3/m3时关闭注入泵，结束驱替。
[0022]优选的，所述步骤3启动真空泵对密封腔内的三维物理模型抽真空的时间为12h；
所述步骤7将饱和模拟油的三维物理模型恒温老化的时间为24h。
[0023]优选的，所述模拟油中间容器中的含气模拟油中加入纳米级导电粒子；所述纳米级导电粒子为四氧化三铁、石墨烯、银或锡中任一种。
[0024]本专利技术与上述
技术介绍
相比较可具有如下有益效果：
[0025]本专利技术CO2地质封存过程中运移扩散规律监测装置能模拟真实油藏环境下二氧化碳在埋存过程中运移扩散规律和埋存潜力。本专利技术的设计采用三维油藏结构与多种监测手段相结合，对二氧化碳在多孔介质中运移扩散规律进行相互验证和参数进行调整，使数据更加精准。可基于不同开发方式对二氧化碳埋存过程中气窜时间节点进行分析和预测。
附图说明
[0026]附图1是本专利技术的结构示意图；
[0027]附图2是本专利技术实施例三维物理模型上测试点分布示意图；
[0028]附图3是本专利技术实施例气体组分变化分析数据；
[0029]附图4是本专利技术实施例原油本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种CO2地质封存过程中运移扩散规律监测装置 ，包括高温高压中间容器（2）及密封腔体（3）；其特征在于：所述密封腔体（3）内置有三维岩心物理模型，所述三维岩心物理模型上部预设有1个注入端口、若干采出端口；所述高温高压中间容器（2）下端接口连接注入泵（11）；高温高压中间容器（2）上端出口阀门连接三维物理模型的注入端口；所述三维岩心物理模型的每个采出端口通过耐压连通管连接回压阀（4），回压阀（4）连接气液分离装置（5）的侧置入口；气液分离器分离装置（5）上下端设有上端出口、下端出口；所述气液分离装置（5）的上端出口连接气体计量装置（6）。2. 根据权利要求1所述的CO2地质封存过程中运移扩散规律监测装置 ，其特征在于：所述高温高压中间容器（2）包括水溶液中间容器、模拟油中间容器和气体中间容器。3. 根据权利要求2所述的CO2地质封存过程中运移扩散规律监测装置 ，其特征在于：所述高温高压中间容器（2）下端接口通过耐温耐压管线经过驱动端六通阀（91）连接注入泵（11）；所述高温高压中间容器（2）上端出口阀门连接注入端六通阀（92）再通过密封腔体（3）与其内部放置的三维物理模型的注入端口连接。4. 根据权利要求1所述的CO2地质封存过程中运移扩散规律监测装置 ，其特征在于：所述三维物理模型为三维立方体形，上部还设置有压力监测点、原油饱和度测定点和气体浓度监测点；三维物理模型内部设有铜质传感线，与三维物理模型外部连接传感线均由绝缘橡胶包覆；所述注入端口位于三维岩心物理模型的中心位置；采出端口为4个；4个采出端口位于三维岩心物理模型的四周。5. 根据权利要求4所述的CO2地质封存过程中运移扩散规律监测装置 ，其特征在于：所述压力监测点、原油饱和度测定点和气体浓度监测点的设置方式为：基于三维岩心模型形状，三维岩心模型上部表面为正方形；通过所述正方形中心向对角及四边中心连线，形成两条对角线A1、A2及两条中心线B1、B2；所述数据收集点布置以其中一条对角线A1对称设置；由对角线A1分成上下对称的两部分；对角线A1两端头为气体浓度监测点及采出端点；中心为注入端点；对角线A1两端头与中心点间分别设置一个压力测试点；所述压力测试点与两侧的两端头与中心点间分别设置有2个原油饱和度测试点；对角线A1下部分区间平行设置3排原油饱和度测试点；3排原油饱和度测试点递减排列，每排分别为2个、3个、4个测试点；下部分区间的两条中心线B1及B2及另一条对角线A2上分别设置有2个压力测试点。6. 根据权利要求1所述的CO2地质封存过程中运移扩散规律监测装置 ，其特征在于：所述气液分离装置（5）分离气体经由采出端六通阀（93）进入气体计量装置（6）；气液分...

【专利技术属性】
技术研发人员：张淼鑫，吴景春，蔡丽媛，赵阳，石芳，侯扬洋，余欣，
申请(专利权)人：东北石油大学，
类型：发明
国别省市：