[發(fā)明專利]一種模擬水巖反應(yīng)的裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710093415.1
• 申請(qǐng)日: 2017-02-21
• 公開（公告）號(hào): CN108458957B
• 公開（公告）日: 2022-06-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 丁茜;何治亮;劉全有;孟慶強(qiáng);沃玉進(jìn);樊德華;孫宜樸;金曉輝;張軍濤;陳霞
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油化工股份有限公司;中國(guó)石油化工股份有限公司石油勘探開發(fā)研究院
• 主分類號(hào): G01N15/08
• 分類號(hào): G01N15/08
• 代理公司: 北京聿宏知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11372
• 代理人: 吳大建

1.一種模擬水巖反應(yīng)的裝置，其包括：

微型CT掃描系統(tǒng)；

置于微型CT掃描系統(tǒng)內(nèi)部的反應(yīng)釜；

與反應(yīng)釜入口相連的流體注入系統(tǒng)；

與反應(yīng)釜出口相連的流體離子測(cè)試分析系統(tǒng)；以及

用于采集微型CT掃描系統(tǒng)及流體離子測(cè)試分析系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)；

其中，所述流體注入系統(tǒng)包括與反應(yīng)釜第一入口相連的CO₂溶液注入系統(tǒng)；以及與反應(yīng)釜第二入口相連的示蹤劑溶液注入系統(tǒng)，所述示蹤劑為NaI；

沿反應(yīng)釜出口到流體離子測(cè)試分析系統(tǒng)的管線上依次設(shè)置有第三熱電偶、第四壓力計(jì)和第四截止閥。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)通過電連接分別與微型CT掃描系統(tǒng)和流體離子測(cè)試分析系統(tǒng)相連。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，所述反應(yīng)釜外包覆有電加熱環(huán)套，電加熱環(huán)套通過導(dǎo)線與電控溫調(diào)節(jié)器相連。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述CO₂溶液注入系統(tǒng)包括：與反應(yīng)釜第一入口相連的CO₂氣瓶；以及

在連接所述CO₂氣瓶和所述反應(yīng)釜第一入口的管線上依次設(shè)置的第一截止閥、第一壓力計(jì)、去離子水儲(chǔ)液罐、第一恒壓恒流泵、第二截止閥、第一預(yù)熱器、第一熱電偶和第二壓力計(jì)；

所述示蹤劑溶液注入系統(tǒng)包括：

與反應(yīng)釜第二入口相連的示蹤劑儲(chǔ)液罐；以及

在連接所述示蹤劑儲(chǔ)液罐和所述反應(yīng)釜第二入口的管線上依次設(shè)置的示蹤劑儲(chǔ)液罐、第二恒壓恒流泵、第三截止閥、第二預(yù)熱器、第二熱電偶和第三壓力計(jì)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，所述反應(yīng)釜為圓柱形的中空容器；和/或所述反應(yīng)釜的材料為聚醚醚酮、聚四氟乙烯和碳纖維中的一種或多種。

6.一種利用如權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的裝置模擬水巖反應(yīng)的方法，其包括以下步驟：

A，先用微型CT掃描系統(tǒng)掃描反應(yīng)釜內(nèi)的純空氣，再掃描反應(yīng)釜內(nèi)的純水，然后掃描標(biāo)準(zhǔn)巖心樣品，獲得確定孔隙度分布的CT參考數(shù)據(jù)；

B，將烘干的待實(shí)驗(yàn)巖心樣品裝入反應(yīng)釜內(nèi)，使用微型CT系統(tǒng)掃描，獲得待實(shí)驗(yàn)巖心樣品內(nèi)部的孔隙結(jié)構(gòu)；

C，在反應(yīng)所需的溫度及壓力下，將CO₂溶液和示蹤劑溶液經(jīng)預(yù)熱后泵入反應(yīng)釜內(nèi)，反應(yīng)開始計(jì)時(shí)；

固定時(shí)間間隔進(jìn)行CT掃描，獲取不同時(shí)刻CO₂溶液和示蹤劑溶液在待實(shí)驗(yàn)巖心樣品孔隙中分布形態(tài)的CT數(shù)據(jù)；反應(yīng)后的流體進(jìn)入流體離子測(cè)試分析系統(tǒng)，利用流體離子測(cè)試分析系統(tǒng)獲取不同時(shí)刻流體中的離子濃度數(shù)據(jù)；

D，反應(yīng)至設(shè)定時(shí)長(zhǎng)后結(jié)束反應(yīng)；整個(gè)反應(yīng)過程中獲取的CT數(shù)據(jù)和離子濃度數(shù)據(jù)由數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)處理。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，基于獲取的不同時(shí)刻CO₂溶液在待實(shí)驗(yàn)巖心樣品孔隙中分布形態(tài)的CT數(shù)據(jù)，采用飽和差值法獲得待實(shí)驗(yàn)巖心樣品的孔隙度分布；基于獲取的不同時(shí)刻示蹤劑溶液在待實(shí)驗(yàn)巖心樣品孔隙中分布形態(tài)的CT數(shù)據(jù)，將流體行進(jìn)路徑、擴(kuò)散分布趨勢(shì)和飽和度分布圖像化；基于獲取的反應(yīng)后流體中的離子濃度數(shù)據(jù)，獲得裝置內(nèi)離子積變化趨勢(shì)，計(jì)算反應(yīng)速率和整體擴(kuò)散系數(shù)，評(píng)估流體巖石相互作用程度與孔隙度分布之間的關(guān)系。