一种CO2驱替实验系统及实验方法

专利主权项内容

1.一种CO驱替实验方法，其特征在于，基于一种CO驱替实验系统，所述CO驱替实验系统包括气体制冷系统、气体注入系统、液体注入系统和岩心夹持系统；222所述气体制冷系统由装有CO的气瓶(1)、第一阀(2)、净化器(3)、第二阀(4)、制冷水浴(5)、第五阀(10)、第一CO泵(11)、第六阀(12)和储罐(14)依次连接组成；制冷水浴(5)经过第四阀(7)、过滤器(8)与储罐(14)的顶部相连接；22所述气体注入系统通过储罐(14)与第二CO泵(15)和缓冲罐(19)依次连接，此外，缓冲罐(19)的底部连接有由第八阀(20)控制的放空支路；2所述液体注入系统包括并联的两个支路，第一支路包括第一活塞容器(24)，第二支路由包扣第二活塞容器(25)；液体注入系统的入口分别经过第十二阀(26)、第十三阀(27)与注液泵(28)、第一容器(29)连接，出口分别经过第十阀(22)、第十一阀(23)与缓冲罐(19)出口相连接；所述岩心夹持系统包括岩心夹持器(33)；岩心夹持器(33)连接气体注入系统和液体注入系统；还包括回环压系统、计量系统和抽真空系统；所述回环压系统包括依次连接的手摇泵(36)、第十六阀(38)、第六压力计(40)和回压阀(41)；岩心夹持器(33)侧面依次通过第四压力计(34)、第十五阀(35)与手摇泵(36)相连接；手摇泵(36)通过阀门能够控制输出回压和环压的大小；岩心夹持器(33)的出口依次通过第五压力计(37)、第十七阀(39)连接回压阀(41)的第一入口；所述计量系统包括气液分离器(43)；回压阀(41)的出口连接气液分离器(43)的入口；气液分离器(43)的底部出口与第二容器(45)相连接，第二容器(45)的底部设置有天平(44)；气液分离器(43)的顶部设有气体流量计(42)；所述抽真空系统包括真空泵(30)，通过管线连接在第九阀(21)和第十四阀(31)之间；CO的气瓶(1)与净化器(3)之间设有第一阀(2)；净化器(3)与制冷水浴(5)之间设有第二阀(4)；制冷水浴(5)与第一CO泵(11)之间设有第五阀(10)；第一CO泵(11)与储罐(14)之间设有第六阀(12)；制冷水浴(5)依次经过第四阀(7)、过滤器(8)与储罐(14)连接；在制冷水浴(5)的顶部还设置有通过第三阀(6)控制的第一放空支路；储罐(14)的顶部设置有第一压力计(13)和温度计(9)；222缓冲罐(19)与岩心夹持器(33)之间设有第九阀(21)和第十四阀(31)，缓冲罐(19)的底部连接有第八阀(20)控制的第二放空支路；缓冲罐(19)的顶部连接有第二压力计(17)、安全阀(18)和由第七阀(16)控制的第三放空支路；液体注入系统的第一支路由第十阀(22)、第一活塞容器(24)、第十二阀(26)依次连接组成，第二支路由第十一阀(23)、第二活塞容器(25)、第十三阀(27)依次连接组成；液体注入系统的出口连接第九阀(21)和第十四阀(31)之间；岩心夹持系统包括依次连接的第十四阀(31)、第三压力计(32)、岩心夹持器(33)、第五压力计(37)和第十七阀(39)；岩心夹持器(33)侧面设置有第四压力计(34)；气体注入系统中第一CO泵(11)采用双杠恒速恒压泵，第一CO泵(11)的入口端经过第五阀(10)连接在制冷水浴(5)的底部，出口端经过第六阀(12)连接在储罐(14)的底部；第二CO泵(15)能够根据出口压力，控制CO输出的启动或者暂停，保证缓冲罐(19)中压力恒定；2222所述抽真空系统用于在实验前，抽出岩样空隙和仪器系统中空气，消除空气对实验测试精度的干扰；所述CO驱替实验方法包括以下步骤：2步骤1，对岩心孔隙度、孔隙体积、渗透率、进行测试；步骤2，将岩心放置于烤箱内烘干，去除其内部水分，随后称取岩心干重M；0步骤3，将称取岩心干重后的岩心放置于岩心夹持器(33)，并且关闭第九阀(21)、第十阀(22)、第十一阀(23)、第十五阀(35)和第十七阀(39)，打开抽真空系统抽真空；步骤4，将实验用的水溶液放置于第一活塞容器(24)或者第二活塞容器(25)的上部；打开注液泵(28)将第一容器(29)中清水吸入，将实验用水溶液驱替经过岩心夹持器(33)中的岩样，使之饱和水溶液，然后取出岩样称重M；1步骤5，打开第一阀(2)、第二阀(4)、第五阀(10)、第六阀(12)，使得CO气体经过第一CO泵进入储罐(14)，同时调节制冷水浴(5)和储罐(14)的温度至设定温度；22调节第二CO泵(15)，使得缓冲罐(19)中CO保持在实验设定的稳定压力，并且不断输入到岩心夹持器(33)中，使得其中的岩样饱和CO，然后对岩样称重M；则在这一实验条件下的残余水饱和度Swr为：2222Swr＝(M-M)/(M-M)；2010步骤6，改变实验条件，调节不同温度、不同压力、不同排量以及不同液体配比，根据预先测得的岩心原始渗透率，得到相应条件下对储层岩心造成的伤害程度；步骤4-5中，改变饱和与驱替的先后顺序，先让岩心用CO驱替，使其饱和CO，然后用水溶液驱替；假设岩心中CO质量为M，管道中CO质量为M，从岩心中流出的CO质量为M，以溶解条件流出CO质量为M，实验结束时温度压力条件下密度为R，岩心样品孔隙体积为V，则根据质量守恒定律，计算残留在岩样内部超临界CO饱和度为Sgr：22232425262Sgr＝(M+M-M-M)/(RV)。3456