[发明专利]有水气藏封存二氧化碳物理模拟装置及其模拟方法

权利要求书

1.一种有水气藏封存二氧化碳物理模拟装置，其特征在于，设置在保温箱内，保温箱内还设置有恒温加热系统，恒温加热系统用于将有水气藏封存二氧化碳物理模拟装置加热至目标废弃气藏的原始地层温度；

有水气藏封存二氧化碳物理模拟装置包括六通阀，六通阀的b阀门用于泄压；六通阀的c阀门连接有第二电子压力计；六通阀的d阀门通过管道连接有岩心夹持器，岩心夹持器通过管道依次连接有第三电子压力计、第十针型阀和第一手摇泵，岩心夹持器还通过管道与三通阀的a阀门连接，三通阀的b阀门通过管道依次连接有第十一针型阀、真空压力计和真空泵，三通阀的c阀门通过管道依次连接有第四电子压力计、回压阀和废液罐，回压阀通过管道依次连接有第五电子压力计和第二手摇泵；六通阀的e阀门通过管道依次连接有第四针型阀、第三耐压中间容器、第八针型阀、第二恒速恒压泵，第三耐压中间容器还通过管道依次连接有第五针型阀、第四耐压中间容器、第九针型阀和第三恒速恒压泵；在第三耐压中间容器内装有通过第二活塞分隔开的地层水和液压油，在第四耐压中间容器内装有通过第三活塞分隔开的二氧化碳和液压油；六通阀的f阀门通过管道依次连接有第三针型阀、第二耐压中间容器、第七针型阀、第二针型阀、第一耐压中间容器、第六针型阀、第一恒速恒压泵，第一耐压中间容器还通过管道依次连接有第一针型阀、第一电子压力计、气体压缩机和第一储气钢瓶，在第一储气钢瓶存储有二氧化碳与天然气的复配气；在第一耐压中间容器内装有通过第一活塞分隔开的升压后的复配气和液压油，在第二耐压中间容器内装有地层水。

2.如权利要求1所述的有水气藏封存二氧化碳物理模拟装置，其特征在于，在第三耐压中间容器上固定有旋转支架，以驱动第三耐压中间容器旋转，在第一耐压中间容器、第二耐压中间容器、第四耐压中间容器上分别固定有固定支架。

3.如权利要求1或2所述的有水气藏封存二氧化碳物理模拟装置，其特征在于，六通阀的a阀门通过管道连接有第二储气钢瓶，在所述第二储气钢瓶内装有氮气。

4.利用权利要求3所述的有水气藏封存二氧化碳物理模拟装置进行饱和水的复配气驱替的模拟方法，包括如下步骤：

步骤S1：采用岩心孔渗联测仪测试实验岩心的初始孔隙度和初始渗透率k_i11；

步骤S2：通过气体压缩机将第一储气钢瓶中复配气的压力提升至目标废弃气藏的原始地层压力P₀，打开第一针型阀，将升压后的复配气存储在第一耐压中间容器中；

步骤S3：将目标废弃气藏的地层水装入第二耐压中间容器内；其中，地层水的体积占第二耐压中间容器容积的1/2至3/4；

步骤S4：打开六通阀的a、d阀门和三通阀的a、c阀门，使用第二储气钢瓶中的氮气冲洗有水气藏封存二氧化碳物理模拟装置，关闭所有阀门，检验装置气密性，启动恒温加热系统，设置加热温度为目标废弃气藏的原始地层温度T₀；

步骤S5：将实验岩心装入岩心夹持器，打开六通阀的d阀门、三通阀的a和b阀门、第十一针型阀，启动真空泵抽真空，恒温1小时以上，使得有水气藏封存二氧化碳物理模拟装置的温度达到设置温度T₀；

步骤S6：关闭六通阀的d阀门、三通阀的a和b阀门、第十一针型阀，启动第二手摇泵，将回压阀的压力提升至P₀，打开第十针型阀，启动第一手摇泵，将岩心夹持器的围压提升至P₀+2MPa；

步骤S7：打开第二针型阀、第三针型阀、第六针型阀、第七针型阀、六通阀的c、d和f阀门、三通阀的a和c阀门，启动第一恒速恒压泵，使饱和水的复配气以恒定流速通过实验岩心48小时以上，使实验岩心与饱和水的复配气充分进行反应，直至第二电子压力计显示的入口压力稳定；

步骤S8：关闭第一恒速恒压泵、第二针型阀、第三针型阀、第六针型阀、第七针型阀，打开六通阀的b阀门泄压后关闭，再关闭六通阀的c和f阀门及三通阀的c阀门；

步骤S9：打开第十一针型阀、三通阀的b阀门，启动真空泵抽真空，泄去岩心夹持器的围压，从岩心夹持器中取出实验岩心，并关闭第十一针型阀、三通阀的a和b阀门、六通阀的d阀门；

步骤S10：采用岩心孔渗联测仪测试复配气驱替模拟后的实验岩心的孔隙度和渗透率k_f11，根据下式计算复配气驱替模拟后的实验岩心的孔隙度的变化率和渗透率的变化率：

R_k11＝(k_f11-k_i11)/k_i11×100％；

其中，为复配气驱替模拟后的实验岩心的孔隙度的变化率，R_k11为复配气驱替模拟后的实验岩心的渗透率的变化率。