[發(fā)明專利]CO2巖心驅(qū)替實驗裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110305428.3
• 申請日: 2011-10-11
• 公開（公告）號: CN102721739A
• 公開（公告）日: 2012-10-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 田寶卿;徐佩芬;王鑫;田青
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所
• 主分類號: G01N29/04
• 分類號: G01N29/04;G01N33/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及巖石因注入CO₂所引起物理性質(zhì)變化的測定裝置，屬CO₂巖心驅(qū)替實驗裝置。尤其適用于對鉆井所取出巖心的相關(guān)物理性質(zhì)變化的監(jiān)測，可實現(xiàn)巖心注入CO₂后不同壓強、溫度條件下物理性質(zhì)變化的測定，研究其電學(xué)性質(zhì)、損耗性質(zhì)波阻抗的變化規(guī)律，實現(xiàn)對巖心物理性質(zhì)變化規(guī)律的總結(jié)。

背景技術(shù)

隨著溫室效應(yīng)的加劇，CO₂的控制日益受到重視。CCS技術(shù)被看作是最具有潛力的解決方案之一。雖然近幾年CCS技術(shù)得到了長足發(fā)展，包括碳捕集、壓縮運輸、CO₂注入、地質(zhì)封存等的可行性得到實體項目的驗證，但CCS技術(shù)還面臨著很多問題，如封存的選址問題、CO₂泄漏問題、建設(shè)和運行高昂成本等。將地球物理技術(shù)應(yīng)用于CCS技術(shù)的封存選址、CO₂狀態(tài)與泄漏情況監(jiān)測剛剛起步，未能提出堅實的理論基礎(chǔ)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種測試巖石注入CO₂后，物理性質(zhì)隨壓強、溫度變化而出現(xiàn)的變化規(guī)律的一套裝置。

本發(fā)明是以如下技術(shù)方案實現(xiàn)的：CO₂巖心驅(qū)替實驗裝置，本裝置包括兩個裝置，一個為測定巖石電性變化規(guī)律的裝置，另一個為測定巖石損耗性質(zhì)變化規(guī)律的裝置，兩個裝置大部分相同，其相同特征在于：包括圓柱體缸筒，缸筒下面為底座，缸筒與底座采用錐螺紋連接(螺母)，在缸筒與底座間采用O型橡膠圈密封，缸筒上部為活塞，在活塞左側(cè)配有密封注液閥，活塞右側(cè)配有密封導(dǎo)線孔；為保證兩個裝置良好的密封性，在裝置內(nèi)部、缸筒與底座、缸筒與活塞連接處涂有環(huán)氧樹脂。測定巖石電性變化規(guī)律裝置的特別之處在于需要在缸筒內(nèi)部表面鍍絕緣層，在不影響裝置密封的前提下實現(xiàn)了絕緣，測定巖石損耗性質(zhì)變化規(guī)律裝置的特別之處在于在活塞和底座中心部位切出空穴，以滿足超聲波探測儀的安放要求。

上述技術(shù)方案是在長期CO₂地質(zhì)封存理論研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合CO₂地質(zhì)封存地球物理監(jiān)測的新進展研制的。CO₂巖心驅(qū)替實驗裝置，用于在實驗室條件下，研究因CO₂注入所引起的巖石物理性質(zhì)的變化規(guī)律，為CO₂注入井和監(jiān)測井選址、CO₂狀態(tài)與泄漏情況監(jiān)測的地球物理方法選擇、現(xiàn)場施工技術(shù)方案的設(shè)計、實測資料處理與解釋提供基礎(chǔ)參數(shù)與依據(jù)。這套實驗裝置可望促進地球物理監(jiān)測技術(shù)的研究，推進CCS技術(shù)的發(fā)展，具有一定的實用價值。

本發(fā)明的有益效果是：

(1)裝置可測定巖石在注入臨界態(tài)CO₂后，電學(xué)性質(zhì)隨壓強、溫度變化而產(chǎn)生的變化規(guī)律，可實時進行監(jiān)測；

(2)裝置可測定巖石在注入臨界態(tài)CO₂后，損耗性質(zhì)壓強、溫度變化而產(chǎn)生的變化規(guī)律，可實時進行監(jiān)測；

(3)可實現(xiàn)不同半徑巖心的物理性質(zhì)的測定。

附圖說明

圖1是本發(fā)明測定巖石電性變化規(guī)律裝置的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明測定巖石損耗性質(zhì)變化規(guī)律裝置的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖1、圖2中相同部分：1、密封注液閥，2、活塞，3、O型橡膠密封圈，5、底座，6、螺母，7、缸筒，8、密封導(dǎo)線孔；圖1的不同之處為4、絕緣層，圖2的不同之處為4、空穴切槽。

具體實施方式

如圖1、圖2所示，本發(fā)明CO₂巖心驅(qū)替實驗裝置，包括兩個裝置，一個為測定巖石電性變化規(guī)律的裝置(圖1)，另一個為測定巖石損耗性質(zhì)變化規(guī)律的裝置(圖2)，兩個裝置大部分相同，其相同特征在于：包括圓柱體缸筒7，缸筒7下面為底座5，缸筒7與底座5采用錐螺紋連接(螺母6)，底座5切出O型槽，缸筒7與底座5間采用O型橡膠圈3密封，缸筒7上部為活塞2，缸筒7、底座5、活塞2均采用鋼質(zhì)材料，以承受高溫、高壓條件；在活塞2左側(cè)配有密封注液閥1，密封注液閥1采用氣筒活塞原理，單向通氣；活塞2右側(cè)配有密封導(dǎo)線孔8，連接缸筒7內(nèi)部的溫度、壓強傳感器；為保證兩個裝置良好的密封性，在裝置內(nèi)部、缸筒7與底座5、缸筒7與活塞2連接處涂有環(huán)氧樹脂。測定巖石電性變化規(guī)律裝置的特別之處在于需要在缸筒7內(nèi)部表面鍍絕緣層4(圖1)，在不影響裝置密封的前提下實現(xiàn)了絕緣，測定巖石損耗性質(zhì)變化規(guī)律裝置的特別之處在于在活塞2和底座5中心部位切出空穴切槽4(圖2)，以滿足超聲波探測儀的安放要求。

本套裝置可嫁接于美國MTS815.02型巖石力學(xué)實驗系統(tǒng)，利用MTS815.02型巖石力學(xué)實驗系統(tǒng)的優(yōu)點，推動活塞2，增加缸筒7內(nèi)部的溫度、壓強，保證加載的穩(wěn)定性和計量的精確性。