[发明专利]一种研究高矿化度地层水对CO2驱影响的实验装置

说明书

技术领域

本发明属于驱替技术领域，具体涉及一种研究高矿化度地层水对CO₂驱影响的实验装置。

背景技术

随着油气田开发的不断发展，优质储层的原油储量越来越少，目前勘探的新增储量主要是低渗透油藏，并且其中绝大部分为超低渗透油藏和特低渗透油藏。针对超低渗透油藏和特定渗透油藏，常规的注水开发存着“注不进，采不出”的问题。二氧化碳（CO₂）在地层中具有流动性好、能够使原油体积发生大幅度膨胀、大幅度降低原油粘度、降低油气界面张力、与原油发生混相作用等优点。因此，CO₂驱开发能弥补注水开发的不足，注入地层中的CO₂能够波及到水驱难以波及到的低渗透区域，并与地层原油充分接触，驱动地层剩余油，有效提高微观和宏观驱油效率，进而达到提高原油采收率的目的。CO₂驱不仅可以提高石油采收率，而且还能够实现CO₂的地下封存，从而减少大气中人为排放的CO₂，达到节能减排的目的。

然而，CO₂是一种特殊的气体，当其注入含水砂岩储层后，在储层温度、压力条件下，CO₂会与地层水、储层岩石接触会发生复杂的物理化学反应，二氧化碳在注入地层驱油过程中，注入的二氧化碳在地层水中溶解后，与地层水反应会形成碳酸溶液，并解离出H⁺和HCO_3-、CO₃^2-。

一方面，CO₂溶于地层水形成的酸性流体会溶蚀岩石中的胶结物，进而提高储层的渗透率，但同时由于地层水中成垢离子的不断增加，在储层压力、温度等条件发生变化时生成次生矿物，堵塞孔隙使储层渗透率降低。

另一方面，若地层水本身含有高浓度的钙离子、镁离子、钡离子、锶离子，随着CO₂的注入，地层水中碳酸根和碳酸氢根离子浓度的增加，碳酸根和碳酸氢根离子与钙离子、镁离子、钡离子、锶离子反应生成碳酸钙、碳酸镁、碳酸钡、碳酸锶固相沉积，堵塞孔隙喉道从而降低储层渗透率，进而影响到二氧化碳的驱油效果。

现有技术如授权公告号102865899 B，中国发明授权专利文献 公开了一种在高温高压岩心驱替过程中可进行流体体积原位测量的方法，以及能使用该方法进行流体体积测量的装置。该方法分为三步，第一步为正式驱替前的准备工作，目的是使岩心内流体、导管中流体及容器中流体处在应高温高压环境下；第二步开始正式驱替，通过压力泵打入驱替液体，从岩心中驱替出的流体(尤其是气和油)汇集于一密闭透明容器中；第三步为计量各流体体积，待油气水充分分层后，由于三种流体的颜色不同，通过容器上的刻度即可读出三者的体积。所设计的流体体积测量装置结构简单，只需在常规高温高压岩心驱替实验装置的基础上增加四个阀门，两个导管，两个压力测量仪，一个收集容器，一个缓冲容器和一个半渗透隔板即可，但装置收集实验数据准确性不高，且耐腐蚀性和疏油性有所欠缺，驱替过程中装置的真空性不太理想。

发明内容

本发明针对上述技术问题提供一种研究高矿化度地层水对CO₂驱影响的实验装置，装置驱替效果好，耐腐蚀性强，可实现对CO₂与地层水作用生成沉淀的定量化数据采集，数据准确性高，可研究CO₂驱体对储层物性及开发参数的影响。

本发明针对上述技术问题所采取的方案为：一种研究高矿化度地层水对CO₂驱影响的实验装置，包括气瓶、岩心夹持器、气液分离装置，气瓶与活塞容器连接，活塞容器顶部与回压阀和压力计连接，活塞容器底部与ISCO泵连接，压力计与岩心夹持器连接，岩心夹持器出口端连接有气液分离装置，气液分离装置通过气体流量计与上位机连接。

回压阀连接有回压泵，不会造成回压下降且回压波动小，有效保持岩心注入端回压恒定。

岩心夹持器侧面连接有环压泵和阀门，自吸吸程高，岩心夹持器出口端连接有回压阀，回压阀连接有回压泵，有效保持岩心出口端回压恒定。

活塞容器为：CO₂活塞容器或去离子水活塞容器或地层水活塞容器。可通过阀门的调节实现CO₂或地层水或去离子水交替注入。

气瓶和ISCO泵出口端设有阀门，活塞容器输入端和输出端均设有阀门，岩心夹持器输入端和输出端均设有阀门，可通过阀门控制装置内部流体的开启与关闭，提升装置安全性能。