【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种模拟页岩气藏注co2立体开发的实验装置及实验方法，属于页岩气勘探开发及注co2提高采收率。
技术介绍
1、页岩气是赋存于以富有机质页岩为主的储集岩系中的非常规天然气，它不仅是常规天然气的潜在替代能源，也是一种清洁环保能源。我国的页岩气资源丰富，开发潜力大，发展前景广阔，目前初步实现了页岩气的有效开采，但存在区块采收率低的问题。
2、为提高页岩气采收率，发展了区块整体立体开发和注co2提高采收率等技术。然而，目前模拟页岩气立体开发的实验装置是将不同物性层位的岩心分别装入不同的岩心夹持器，夹持器间通过管线进行连通，无法准确模拟储层真实过渡层状况，且尚未建立在页岩气立体开发过程中先进行衰竭式开采，后进行注co2提高采收率的实验装置。因此，有必要开展相应的实验装置和实验方法研究，为提高页岩气藏采收率提供借鉴和支撑。
技术实现思路
1、本专利技术旨在提供一种模拟页岩气藏注co2立体开发的实验装置及实验方法，应用该实验装置及方法进行页岩气室内模拟开发实验。
2、为达到以上技术目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、一种模拟页岩气藏注co2立体开发的实验装置，包括页岩岩心模型、高温高压岩心夹持器、气体注入单元、围压控制单元、回压控制单元、温度控制装置、数据采集装置、电脑；
4、所述页岩岩心模型由不同物性的岩心ⅰ、岩心ⅱ和岩心ⅲ组成，三块岩心左右两端分别设有注入井和生产井，所述岩心ⅰ和岩心ⅱ之间由岩心粉末ⅰ连接，所述岩心粉末ⅰ为岩心
5、所述高温高压岩心夹持器包括胶皮套、夹持器外壳、堵头，所述页岩岩心模型固定在所述胶皮套内，所述堵头通过螺栓ⅰ、螺栓ⅱ、螺栓ⅲ、螺栓ⅳ、螺栓ⅴ、螺栓ⅵ与夹持器外壳连接；所述高温高压岩心夹持器上设有入口通道、出口通道、与围压泵连通的围压通道，所述注入井、生产井分别通过管线与入口通道、出口通道连通；所述入口通道、出口通道呈“v字型”布置；
6、所述高温高压岩心夹持器上设有加热套，所述加热套与温度控制装置电性连接；
7、所述气体注入单元、围压控制单元、回压控制单元分别通过管线与入口通道、围压通道、出口通道连通；
8、所述气体注入单元、围压控制单元、回压控制单元上分别设有压力传感器ⅰ、压力传感器ⅱ、压力传感器ⅲ、压力传感器ⅳ、压力传感器ⅴ、压力传感器ⅵ，所述高温高压岩心夹持器上设有温度传感器；所述数据采集装置分别与压力传感器ⅰ、压力传感器ⅱ、压力传感器ⅲ、压力传感器ⅳ、压力传感器ⅴ、压力传感器ⅵ、温度传感器电性连接，所述电脑与数据采集装置电性连接。
9、进一步的，所述围压控制单元包括围压泵、围压通道，所述围压泵通过管线与围压通道连通；所述高温高压岩心夹持器与围压泵之间设有阀门ⅰ。
10、进一步的，所述气体注入单元包括驱替泵、co2活塞容器、ch4活塞容器；所述co2活塞容器、ch4活塞容器上端通过管线与入口通道连通，下端通过管线与驱替泵连通，所述驱替泵与co2活塞容器、ch4活塞容器之间设有六通阀ⅰ，所述高温高压岩心夹持器与co2活塞容器、ch4活塞容器之间设有六通阀ⅱ、阀门ⅱ、阀门ⅲ、阀门ⅳ。
11、进一步的，所述回压控制单元包括回压泵、回压阀；所述回压泵上端通过管线与出口通道连通；所述高温高压岩心夹持器与回压泵之间设有回压阀、阀门ⅶ、阀门ⅷ、阀门ⅸ。
12、进一步的，所述高温高压岩心夹持器上设有真空处理装置，所述真空处理装置包括真空泵、干燥瓶；所述真空泵通过管线与干燥瓶连通，所述干燥瓶通过管线与高温高压岩心夹持器、压力计连通，所述高温高压岩心夹持器与干燥瓶之间设有阀门ⅴ，所述真空泵与干燥瓶之间设有阀门ⅵ。
13、一种模拟页岩气藏注co2立体开发的实验方法，具体包括以下步骤：
14、s1：制备页岩岩心模型；
15、s2：将制备好的页岩岩心模型固定在高温高压岩心夹持器的胶皮套中，气密性检测后关闭所有阀门，打开阀门ⅴ、阀门ⅵ并用真空泵抽真空，然后关闭阀门ⅴ、阀门ⅵ；
16、s3：利用温度控制装置将实验温度设置为与储层温度一致，利用围压控制单元将围压加载至储层上覆压力，利用气体注入单元注入ch4，将页岩岩心模型饱和ch4至储层压力，饱和后静置至页岩岩心模型出入口压力一致，使ch4的吸附达到平衡；
17、s4：利用回压控制单元控制页岩岩心模型出口压力与目标井井底压力一致，模拟衰竭式开发过程，当系统压力衰竭到设定的生产压力后，利用气体注入单元向页岩岩心模型中注入co2使系统压力恢复到储层压力后停泵进行焖井；
18、s5：待系统压力稳定后，利用气体注入单元向页岩岩心模型中注入co2进行驱替；
19、s6：整个实验过程中利用数据采集装置采集温度和压力，利用气量计测定气体流量，直至实验结束。
20、进一步的，所述页岩岩心模型的具体制备过程为：
21、s1：对三个不同层位的目标岩样进行切割，得到三块不同物性的岩心，岩心尺寸为7cm×7cm×10cm，三块岩心左右两端分别设置注入井和生产井，注入井和生产井布井方式呈“v字型”；
22、s2：剩余的岩样磨成200目的粉末，将岩心ⅰ和岩心ⅱ的粉末进行1：1混合得到岩心粉末ⅰ，将岩心ⅱ和岩心ⅲ的粉末进行1：1混合得到岩心粉末ⅱ；
23、s3：将三块岩心的接触面进行粗糙处理，然后在岩心ⅰ和岩心ⅱ、岩心ⅱ和岩心ⅲ之间进行填砂处理，岩心ⅰ和岩心ⅱ之间填入岩心粉末ⅰ，岩心ⅱ和岩心ⅲ之间填入岩心粉末ⅱ。
24、有益效果：
25、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
26、本专利技术提供的一种模拟页岩气藏注co2立体开发的实验装置能够实现在页岩气立体开发过程中先进行衰竭式开发，后进行co2驱替的物理模拟；页岩岩心模型上“v字型”布井进行立体开发能够实现同时考虑储层纵向和横向上的非均质性；页岩岩心模型尺度大，代表性强，能够反映储层真实情况；现有装置是将不同物性层位的岩心分别装入不同的岩心夹持器，夹持器间通过管线进行连通，无法准确模拟储层真实过渡层状况，该装置真实模拟还原不同层系以及不同层系之间过渡带，实验结果更具有代表性和可靠性。
27、附图说明
28、图1为本专利技术中一种模拟页岩气藏注co2立体开发的实验装置整体结构示意图；
29、图2为夹持器堵头左视图；
30、图3为夹持器堵头剖面图；
31、图4为高温高压岩心夹持器左视图；
32、图5为高温高压岩心夹持器剖面图；
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1.一种模拟页岩气藏注CO2立体开发的实验装置，其特征在于，包括页岩岩心模型、高温高压岩心夹持器(19)、气体注入单元、围压控制单元、回压控制单元、温度控制装置(27)、数据采集装置(28)、电脑(32)；
2.如权利要求1中所述的一一种模拟页岩气藏注CO2立体开发的实验装置，其特征在于，所述围压控制单元包括围压泵(1)、围压通道，所述围压泵(1)通过管线与围压通道连通；所述高温高压岩心夹持器(19)与围压泵(1)之间设有阀门Ⅰ(18)。
3.如权利要求1中所述的一种模拟页岩气藏注CO2立体开发的实验装置，其特征在于，所述气体注入单元包括驱替泵(2)、CO2活塞容器(4)、CH4活塞容器(5)；所述CO2活塞容器(4)、CH4活塞容器(5)上端通过管线与入口通道连通，下端通过管线与驱替泵(2)连通，所述驱替泵(2)与CO2活塞容器(4)、CH4活塞容器(5)之间设有六通阀Ⅰ(3)，所述高温高压岩心夹持器(19)与CO2活塞容器(4)、CH4活塞容器(5)之间设有六通阀Ⅱ(6)、阀门Ⅱ(16)、阀门Ⅲ(14)、阀门Ⅳ(12)。
4.如权利要求1中
5.如权利要求1中所述的一种模拟页岩气藏注CO2立体开发的实验装置，其特征在于，所述高温高压岩心夹持器(19)上设有真空处理装置，所述真空处理装置包括真空泵(7)、干燥瓶(9)；所述真空泵(7)通过管线与干燥瓶(9)连通，所述干燥瓶(9)通过管线与高温高压岩心夹持器(19)、压力计(11)连通，所述高温高压岩心夹持器(19)与干燥瓶(9)之间设有阀门Ⅴ(10)，所述真空泵(7)与干燥瓶(9)之间设有阀门Ⅵ(8)。
6.一种模拟页岩气藏注CO2立体开发的实验方法，其特征在于，该方法采用权利要求1-5任一所述的一种模拟页岩气藏注CO2立体开发的实验装置，具体包括以下步骤：
7.如权利要求6中所述的一种模拟页岩气藏注CO2立体开发的实验方法，其特征在于，所述页岩岩心模型的具体制备过程为：
...【技术特征摘要】
1.一种模拟页岩气藏注co2立体开发的实验装置，其特征在于，包括页岩岩心模型、高温高压岩心夹持器(19)、气体注入单元、围压控制单元、回压控制单元、温度控制装置(27)、数据采集装置(28)、电脑(32)；
2.如权利要求1中所述的一一种模拟页岩气藏注co2立体开发的实验装置，其特征在于，所述围压控制单元包括围压泵(1)、围压通道，所述围压泵(1)通过管线与围压通道连通；所述高温高压岩心夹持器(19)与围压泵(1)之间设有阀门ⅰ(18)。
3.如权利要求1中所述的一种模拟页岩气藏注co2立体开发的实验装置，其特征在于，所述气体注入单元包括驱替泵(2)、co2活塞容器(4)、ch4活塞容器(5)；所述co2活塞容器(4)、ch4活塞容器(5)上端通过管线与入口通道连通，下端通过管线与驱替泵(2)连通，所述驱替泵(2)与co2活塞容器(4)、ch4活塞容器(5)之间设有六通阀ⅰ(3)，所述高温高压岩心夹持器(19)与co2活塞容器(4)、ch4活塞容器(5)之间设有六通阀ⅱ(6)、阀门ⅱ(16)、阀门ⅲ(14)、阀门ⅳ(12)。
4.如权利要求1中所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵玉龙，范云婷，张涛，吴建发，汪永朝，葛枫，郑健，王建君，唐慧莹，张烈辉，刘香禺，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：
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