[發明專利]一種二氧化碳微觀驅替多相表征裝置及方法

有效

• 申請號: 202011363257.5
• 申請日: 2020-11-27
• 公開（公告）號: CN112525944B
• 公開（公告）日: 2022-05-03
• 發明（設計）人: 李琦;薛強;譚永勝
• 申請（專利權）人: 中國科學院武漢巖土力學研究所
• 主分類號: G01N24/08
• 分類號: G01N24/08;G01N25/20
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務所(普通合伙) 42001
• 代理人: 王敏鋒

本發明公開了一種二氧化碳微觀驅替多相表征裝置及方法，在巖心夾持器筒體外有核磁共振探頭，在巖心夾持器筒體中設巖心，在巖心外部環形纏繞的有溫度傳感器，在巖心夾持器筒體設置左端堵頭，巖心夾持器筒體的堵頭和巖心之間的設左端墊塊，在墊塊上設有光纖定位銷，在堵頭和巖心之間設有右端墊塊，在左端墊塊和右端墊塊之間設置墊片。表征的方法，步驟是：A、將巖心抽真空飽和油、氣或者水，放入持器筒體內；B、把飽和的巖心放入巖心夾持器筒體內；C、利用該裝置進行驅替過程中的測試；D、確定沿巖心軸向相變過程及流體分布的時空演化規律。解決了二氧化碳利用及封存中的微觀孔隙結構、相變過程及流體分布的時空演化不能實時監測表征的問題。

技術領域

本發明涉及二氧化碳地質利用及封存領域，尤其涉及一種二氧化碳微觀驅替多相表征裝置，同時還涉及一種二氧化碳微觀驅替多相表征的方法，適用于二氧化碳驅替(驅油、驅水、驅煤層氣和頁巖氣等)及過程中相變、微觀孔隙結構及流體分布時空演化實時監測表征。

背景技術

二氧化碳捕集、利用和封存是以減少人為二氧化碳排放為目的的技術體系，通過該技術有望實現化石能源的利用的零排放，受到國際社會特別是發達國家的高度重視。二氧化碳封存在地下儲層中，其相態會隨著溫度和壓力的變化而改變，從而引起儲層內物質狀態和應力狀態的改變，容易沿著斷層等地質構造發生滲漏。因此研究目標儲層內二氧化碳與圍巖的化學-滲流-力學多場耦合過程的動力學行為正日益成為備受關注的應用基礎性課題。然而，由于地下流體的組分復雜性，以及受到溫度壓力影響可能會存在相態變化，因此準確的區分地下流體的分布和相態，了解各組分間相互作用成為目前全球研究的熱點和難點。

目前，二氧化碳微觀驅替表征僅限于利用搭載核磁共振的驅替系統進行微觀孔隙結構及流體分布的時空演化實時監測表征，并不能監測二氧化碳驅替過程中的相態，不能有效反映多場多相耦合條件下巖心中各相態間的傳質效應和動力學機理。因此，需要研制二氧化碳微觀驅替多相表征裝置并建立相應的方法，科學地分析和定量預測驅替過程中二氧化碳在巖石中運移規律是二氧化碳驅油及封存設計的前提條件，只有合理確定驅油及封存的工藝參數，才能有效地提高驅油和封存效率，指導二氧化碳驅油和封存工藝的實施。

發明內容

針對上述問題，克服現有技術存在的上述缺陷，本發明的目的是在于提供了一種二氧化碳微觀驅替多相表征裝置。所述氧化碳微觀驅替多相表征裝置能夠通過改變溫度壓力進而改變二氧化碳相態，利用協作運行的核磁設備和光纖設備，測定不同相態下二氧化碳在巖心內不同位置處的流體行為，監測驅替過程中巖心內部流體的分子動力學特征。

本發明的另一個目的是在于提供了一種二氧化碳微觀驅替多相表征的方法，方法易行，操作簡便，可以實施二氧化碳驅替(驅油、驅水、驅煤層氣和頁巖氣等)及過程中相變、微觀孔隙結構及流體分布時空演化實時監測表征。是解決二氧化碳驅油(煤層氣、頁巖氣)和地質封存工程的關鍵，同時對于豐富和拓寬低滲透率多場多相耦合理論的發展及促進學科交叉、滲透和融合具有重要的理論意義和應用價值。

為了現上述目的，本發明采用以下技術手段：