[發(fā)明專利]一種測量二氧化碳在巖石中擴散系數(shù)的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210222193.6
• 申請日: 2012-06-29
• 公開（公告）號: CN102706779A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李兆敏;李松巖;張超;王舒華;劉葳;李賓飛
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油大學(xué)（華東）
• 主分類號: G01N13/04
• 分類號: G01N13/04;G01N7/10
• 代理公司: 濟南金迪知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37219
• 代理人: 呂利敏

1.一種測量二氧化碳在巖石中擴散系數(shù)的方法，其特征在于，其包括步驟如下：

（1）對擴散筒進行烘干；

（2）將取樣圓柱巖心或人造圓柱巖心作為裝填樣品巖石，將所述的裝填樣品巖石烘干，用密封膠將裝填樣品巖石上下兩端面密封后裝入擴散筒中；

（3）將擴散筒抽真空；

（4）利用加熱器對擴散筒進行加熱，恒溫至要模擬地層壓力，待用；

（5）向擴散筒中泵入實驗流體，并加壓至10MPa，對填裝巖石樣品進行飽和流體處理；所述的實驗流體為地層孔隙流體或模擬地層流體，所述模擬地層流體是與地層孔隙流體性質(zhì)相同的模擬流體；

（6）繼續(xù)對擴散筒內(nèi)部實驗流體進行加壓操作，加壓至要模擬地層壓力；

（7）在所述擴散筒的底部設(shè)置有回壓閥，調(diào)整回壓閥的設(shè)定壓力，所述的設(shè)定壓力較擴散筒內(nèi)部壓力小0.1MPa；

（8）向擴散筒泵入二氧化碳，所述二氧化碳的壓力與要模擬地層壓力相同，由于回壓閥的作用，排空擴散筒中的實驗流體；

（9）封閉擴散筒，利用壓力傳感器采集擴散筒內(nèi)的初始壓力P0、采集n個時間點t1～tn的壓力P1～Pn，n大于等于2；

（10）ΔP為n個時間點的壓力P1-Pn分別與初始壓力P0的壓力差，如，ΔP1=P1-P0、ΔP2=P2-P0、ΔPn=Pn-P0；將計算得到的壓降ΔP1~ΔPn與分別與時間點t1～tn對應(yīng)作圖，得到ΔP與的曲線圖，計算所述曲線圖中直線段部分的斜率k；

（11）將步驟（10）中的k帶入式①，

ΔP=4M∞ZRTDeffr0Vπt=kt]]>①

在式①中，ΔP為n個時間點的壓力P1-Pn分別與初始壓力P0的壓力差，如，ΔP1=P1-P0、ΔP2=P2-P0、ΔPn=Pn-P0；M_∞-時間趨近于無窮時二氧化碳擴散進入裝填樣品巖石中的量，mol；Z-壓縮因子由實驗的壓力和溫度確定；R-通用氣體常數(shù)，8.314Pa·m³·K^-1·mol^-1；T-實驗溫度，K；D_eff-二氧化碳擴散系數(shù)；r₀-裝填樣品巖石的橫截面半徑，m；V-巖樣與擴散筒之間的環(huán)空體積，m³；t-時間點，包括t1～tn；k-ΔP與t^1/2所形成直線段部分的斜率；

由式①得，即能求出二氧化碳在裝填樣品巖石中的擴散系數(shù)D_eff。