[发明专利]模拟原岩状态下卤水和超临界CO2

说明书

本发明公开了一种模拟原岩状态下卤水和超临界CO₂浸泡盐岩的系统及方法，系统包括台架和设置在台架上的六组模拟单元，模拟单元均包括储液腔体、密封圈、活塞腔体、活塞和液压缸，方法包括步骤1)通过液压缸推动活塞腔体前移使密封圈紧密压贴在岩盐试件的侧面上；2)将规定用量注入储液腔体；3)开启高压气源向储液腔体内注入二氧化碳；4)模拟出岩盐试件浸泡在卤水和超临界二氧化碳混合物中的状态；5)模拟岩盐试件承受不同方向的不同大小的地应力；6)定期取下岩盐试件观测其微细观结构的变化。通过本发明能准确的掌握盐穴存储超临界二氧化碳过程中卤水、超临界二氧化碳和地应力综合作用对盐岩微细观结构的影响。

技术领域

本发明涉及盐岩储CO₂技术领域，特别涉及一种模拟实验系统及方法，以研究盐岩在原岩所处的地应力状态下，卤水和超临界CO₂混合作用对盐岩的影响。

背景技术

盐穴储能由于寿命长、成本低、安全环保和占地面积小等特点，成为大规模储能发展的重要方向，被认为是地下储能的优良场所，地质储存是减缓温室效应的有效途经，可以利用盐穴封存CO₂。

在盐穴封存CO₂时，盐岩处于原岩状态，会受到地应力作用，而盐岩也处在卤水和超临界CO₂共存的环境下，且盐腔所处的地层应力条件较为复杂，在卤水和CO₂的混合作用下，三者都会对盐岩的结构会造成影响，其孔隙率和渗透率等微观结构也会发生一系列变化。

由于在卤水和超临界CO₂混合作用下，地应力对盐岩的影响未知，针对此现状，需要一种模拟原岩状态下盐岩在卤水和超临界CO₂混合浸泡作用的实验系统及方法，定期观察原岩的微细观结构变化。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种模拟原岩状态下卤水和超临界CO₂浸泡盐岩的系统及方法，以解决研究在卤水和超临界CO₂混合作用下，地应力对盐岩微细观结构影响的技术问题。

本发明模拟原岩状态下卤水和超临界二氧化碳浸泡盐岩的系统，其包括台架和设置在台架上的六组模拟单元，每组模拟单元正对正方体形岩盐试件的一个侧面；

所述模拟单元均包括用于存储卤水和超临界二氧化碳的储液腔体、用于设置在储液腔体口部边缘与岩盐试件侧面之间的密封圈、连接在储液腔体后端上的活塞腔体、活塞和与活塞腔体的后端连接的液压缸，所述活塞腔体的内腔分为前腔段和后腔段，前腔段的直径大于后腔段的直径，所述活塞设置在前腔段内，所述前腔段的口部与储液腔体连通，储液腔体上设置有流体进口和流体出口，流体出口上设置有密封盖，活塞腔体的后腔段上设置有调压液进口；所述液压缸设置在台架上，且台架上具有对活塞腔体的直线移动进行导向的导向套；

所述模拟原岩状态下卤水和超临界二氧化碳浸泡盐岩的系统还包括用于向储液腔体内注入二氧化碳的高压气源；

所述模拟原岩状态下卤水和超临界二氧化碳浸泡盐岩的系统还包括与调压液进口连接的液压站。

本发明模拟原岩状态下卤水和超临界二氧化碳浸泡盐岩的方法，包括以下步骤：

1)将正方体形岩盐试件放置在权利要求1中所述的六组模拟单元之间，通过液压缸推动活塞腔体前移，使设置在储液腔体口部边缘的密封圈紧密压贴在岩盐试件的侧面上；

2)将规定用量的卤水通过流体进口注入储液腔体；

3)通过高压气源的输气管与流体进口连接，然后开启高压气源向储液腔体内注入二氧化碳；

4)通过液压站向活塞腔体的后腔段注入压力液，压力液推动活塞对储液腔体内卤水和二氧化碳混合物加压，从而使二氧化碳处于超临界状态，进而模拟出岩盐试件浸泡在卤水和超临界二氧化碳混合物中的状态；