[发明专利]一种二氧化碳微观驱替多相表征装置及方法

说明书

本发明公开了一种二氧化碳微观驱替多相表征装置及方法，在岩心夹持器筒体外有核磁共振探头，在岩心夹持器筒体中设岩心，在岩心外部环形缠绕的有温度传感器，在岩心夹持器筒体设置左端堵头，岩心夹持器筒体的堵头和岩心之间的设左端垫块，在垫块上设有光纤定位销，在堵头和岩心之间设有右端垫块，在左端垫块和右端垫块之间设置垫片。表征的方法，步骤是：A、将岩心抽真空饱和油、气或者水，放入持器筒体内；B、把饱和的岩心放入岩心夹持器筒体内；C、利用该装置进行驱替过程中的测试；D、确定沿岩心轴向相变过程及流体分布的时空演化规律。解决了二氧化碳利用及封存中的微观孔隙结构、相变过程及流体分布的时空演化不能实时监测表征的问题。

技术领域

本发明涉及二氧化碳地质利用及封存领域，尤其涉及一种二氧化碳微观驱替多相表征装置，同时还涉及一种二氧化碳微观驱替多相表征的方法，适用于二氧化碳驱替(驱油、驱水、驱煤层气和页岩气等)及过程中相变、微观孔隙结构及流体分布时空演化实时监测表征。

背景技术

二氧化碳捕集、利用和封存是以减少人为二氧化碳排放为目的的技术体系，通过该技术有望实现化石能源的利用的零排放，受到国际社会特别是发达国家的高度重视。二氧化碳封存在地下储层中，其相态会随着温度和压力的变化而改变，从而引起储层内物质状态和应力状态的改变，容易沿着断层等地质构造发生渗漏。因此研究目标储层内二氧化碳与围岩的化学-渗流-力学多场耦合过程的动力学行为正日益成为备受关注的应用基础性课题。然而，由于地下流体的组分复杂性，以及受到温度压力影响可能会存在相态变化，因此准确的区分地下流体的分布和相态，了解各组分间相互作用成为目前全球研究的热点和难点。

目前，二氧化碳微观驱替表征仅限于利用搭载核磁共振的驱替系统进行微观孔隙结构及流体分布的时空演化实时监测表征，并不能监测二氧化碳驱替过程中的相态，不能有效反映多场多相耦合条件下岩心中各相态间的传质效应和动力学机理。因此，需要研制二氧化碳微观驱替多相表征装置并建立相应的方法，科学地分析和定量预测驱替过程中二氧化碳在岩石中运移规律是二氧化碳驱油及封存设计的前提条件，只有合理确定驱油及封存的工艺参数，才能有效地提高驱油和封存效率，指导二氧化碳驱油和封存工艺的实施。

发明内容

针对上述问题，克服现有技术存在的上述缺陷，本发明的目的是在于提供了一种二氧化碳微观驱替多相表征装置。所述氧化碳微观驱替多相表征装置能够通过改变温度压力进而改变二氧化碳相态，利用协作运行的核磁设备和光纤设备，测定不同相态下二氧化碳在岩心内不同位置处的流体行为，监测驱替过程中岩心内部流体的分子动力学特征。

本发明的另一个目的是在于提供了一种二氧化碳微观驱替多相表征的方法，方法易行，操作简便，可以实施二氧化碳驱替(驱油、驱水、驱煤层气和页岩气等)及过程中相变、微观孔隙结构及流体分布时空演化实时监测表征。是解决二氧化碳驱油(煤层气、页岩气)和地质封存工程的关键，同时对于丰富和拓宽低渗透率多场多相耦合理论的发展及促进学科交叉、渗透和融合具有重要的理论意义和应用价值。

为了现上述目的，本发明采用以下技术手段：