[發明專利]含束縛水多孔介質中天然氣與CO2

在審

• 申請號: 202110336082.7
• 申請日: 2021-03-29
• 公開（公告）號: CN113063703A
• 公開（公告）日: 2021-07-02
• 發明（設計）人: 杜建芬;劉奇;郭平;趙勇;劉煌
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: G01N13/00
• 分類號: G01N13/00;G01N30/02
• 代理公司: 成都金英專利代理事務所(普通合伙) 51218
• 代理人: 袁英

本發明公開了含束縛水多孔介質中天然氣與CO₂擴散系數的測試方法及裝置，測試方法包括以下步驟：步驟一：對活塞筒及中間容器進行清洗并烘干；步驟二：將巖心放入加持器并抽真空，然后用地層水對巖心進行全飽和，之后再用天然氣進行驅替，將巖心中的水驅替出來，建立束縛水；步驟三：將天然氣和CO₂輸送入氣室，通過圍壓增壓閥以及加熱裝置建立實驗溫度壓力；步驟四：關閉兩端氣室閥門等待氣體擴散；步驟五：分別打開天然氣端與CO₂端取樣閥進行取樣，進行色譜分析并計算擴散系數。本發明方法原理可靠、簡單適用，可簡單測試多孔介質中存在束縛水時天然氣?CO₂擴散系數，同時本發明實驗條件為高溫高壓，貼近現場實際情況，具有廣闊的市場應用前景。

技術領域

本發明涉及油氣田開發領域，尤其涉及含束縛水多孔介質中天然氣與CO₂擴散系數的測試方法及裝置。

背景技術

注CO₂不僅是開采致密氣、頁巖氣、煤層氣的一種有效方法，就是對于接近廢棄的常規氣藏而言也可以有效提高氣藏采收率，與此同時，氣藏具有完整的地質構造、完整的圈閉，可以阻止氣體的外溢，是良好的封存CO₂的地下存氣庫。CO₂注入氣藏儲層開采天然氣一種重要的機理就是天然氣與CO₂間的擴散，為此需要確定氣藏儲層中天然氣與CO₂間的擴散系數。

目前國內外對CO₂與天然氣在多孔介質中的擴散研究仍然很少，只有一部分研究了CO₂在干巖心和濕巖心中的擴散，在含束縛水的多孔介質中研究天然氣-CO₂的擴散情況仍然未見。專利(申請號為CN201710082829.4)提供了一種測試多孔介質中CO2擴散濃度和擴散系數的裝置及其測試方法，該裝置能夠直接測量獲得多孔介質中某一時間點、空間點處的CO₂濃度，進而通過有限大一維軸向擴散模型求得CO₂擴散系數。但該裝置CO2只能通過多孔介質軸向運動，對研究實際氣藏注CO₂擴散時的意義不大。張璐等人(張璐，國建英，謝增業，劉愛國，楊春龍.巖石中烴類氣體擴散系數測定技術細節淺析[J].石油和化工設備，2019，22(05):29-31+28)開展擴散系數測定實驗研究了取氣時間、取氣方式、取值個數和取氣位置四個方面的不同操作對烴類氣體擴散系數的影響，通過不同方式的對比分析減小了實驗誤差。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供含束縛水多孔介質中天然氣與CO₂擴散系數的測試方法及裝置，提供利用氣體擴散儀測試在含束縛水的多孔介質中CO₂與天然氣擴散系數的方法，通過該方法可以測量在高溫高壓條件下二氧化碳濃度在天然氣室的濃度變化情況以及二氧化碳氣室中天然氣的濃度變化情況，為計算二氧化碳的擴散系數提供數據基礎。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：

含束縛水多孔介質中天然氣與CO₂擴散系數的測試方法，包括以下步驟：

步驟一：對活塞筒及中間容器進行清洗并烘干；

步驟二：將巖心放入加持器并抽真空，然后用地層水對巖心進行全飽和，之后再用天然氣進行驅替，將巖心中的水驅替出來，建立束縛水；

步驟三：將天然氣和CO₂輸送入氣室，通過圍壓增壓閥以及加熱裝置建立實驗溫度壓力；

步驟四：關閉兩端氣室閥門等待氣體擴散；

步驟五：分別打開天然氣端與CO₂端取樣閥進行取樣，進行色譜分析并計算擴散系數。