【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及非常規油氣藏勘探開發，尤其涉及一種定量評價有水氣藏co2-烴-水交互混溶能力的實驗裝置及方法。
技術介紹
1、高溫高壓氣藏容易造成天然氣運移和集中分布，在地層水的參與下，形成有水氣藏。由于水蒸氣和烴氣混溶或者烴氣溶解在地層水中，最終在有水氣藏內部形成了“氣中有水，水中有氣”的液-氣-水三相平衡體系。由于氣藏邊底水能量充足，降壓開采過程中，三相平衡體系被破壞，水中co2逸出進入氣相，地層水離子也會發生變化。有水氣藏開采過程中注co2保壓驅氣，不僅能夠提高氣藏采收率，同時實現co2在地層中埋存，具有較高的經濟效益和良好的環境效益。然而，當前關于高溫高壓條件下氣水界面co2-烴-水體系變化規律研究的可視化設備較少，且對高溫高壓條件下有水氣藏復雜的流體性質改變引起的co2-烴-水體系混溶能力定量分析有待進一步研究。
2、現有技術結合顯微可視化熱模擬實驗和分子動力學模擬，分析了co2-烴-水混溶過程和微觀機理，從微觀尺度上指出了co2對促進烴-水體系混溶能力的重要性?，F有公開號為(cn116537752a)的專利文件通過co2-ch4溶解置換實驗來模擬高碳氣置換高烴氣的過程，系統性總結了有水氣藏天然氣開采和溫室氣體埋存過程中的兩相置換規律。
3、但是這些研究成果都無法定量評價co2在有水氣藏co2-烴-水體系中的混溶能力，并且由于高溫高壓氣藏流體在地層深部，很難直接觀測到多相流體相態變化特征和交互混溶過程，目前針對有水氣藏co2置換烴-水體系中的ch4沒有給出定量表征互溶互換能力的方法，對有水氣藏co
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于提供一種定量評價有水氣藏co2-烴-水交互混溶能力的實驗裝置及方法，解決現有技術中針對有水氣藏co2置換烴-水體系中的ch4沒有給出定量表征互溶互換能力的方法，對有水氣藏co2注入埋存全過程co2-烴-水混溶關系尚不清楚，亟需開展高溫高壓條件下的co2-烴-水體系交互混溶能力的定量評價研究的問題。
2、為實現上述目的，本專利技術提供了一種定量評價有水氣藏co2-烴-水交互混溶能力的實驗裝置及方法，所述定量評價有水氣藏co2-烴-水交互混溶能力的實驗裝置包括真空泵、恒溫空氣浴箱、配樣單元、注入單元、測試單元和計量單元，所述真空泵、所述配樣單元、所述注入單元和所述測試單元分別與四通閥對應的四個端口連接，所述真空泵與所述四通閥的a端口連接，所述配樣單元與所述四通閥的d端口連接，所述注入單元與所述四通閥的b端口連接，所述測試單元包括可視化相態測試儀和第一高壓驅替泵，所述可視化相態測試儀安裝在所述恒溫空氣浴箱的內部，所述可視化相態測試儀的進口端與所述四通閥的c端口連接，所述可視化相態測試儀的底部通過第一閥門與所述第一高壓驅替泵連接，所述計量單元通過第二閥門與所述可視化相態測試儀連接。
3、其中，所述配樣單元包括高溫高壓反應釜、第一中間容器、第二中間容器和第二高壓驅替泵，所述高溫高壓反應釜的其中一個端口與所述四通閥的d端口連接，所述高溫高壓反應釜的另一個端口通過第三閥門與所述第二高壓驅替泵連接，所述高溫高壓反應釜與所述第二高壓驅替泵的連接管路之間設置有所述第一中間容器和所述第二中間容器，所述第一中間容器和所述第二中間容器并聯，所述第一中間容器與所述第二高壓驅替泵的連接管路之間設置有第四閥門，所述第二中間容器與所述第二高壓驅替泵的連接管路之間設置有第五閥門，所述第一中間容器的內部裝有地層水，所述第二中間容器的內部裝有純ch4。
4、其中，所述高溫高壓反應釜的內部設置有第一活塞，所述第一活塞將所述高溫高壓反應釜的內部由上至下分隔為配樣室和傳壓室，所述配樣室頂端的密封蓋上設置的實驗流體進口端通過所述第三閥門與所述第二高壓驅替泵連接，所述配樣室頂端的密封蓋上設置的實驗流體出口端與所述四通閥的d端口連接，所述傳壓室底部的密封蓋上設置的液壓油進出口通過第六閥門與液壓泵連接，所述高溫高壓反應釜的外壁中部安裝有轉桿，所述高溫高壓反應釜上還設置有高溫高壓控制系統。
5、其中，所述注入單元包括第三中間容器和第三高壓驅替泵，所述第三中間容器的一端與所述四通閥的b端口連接，所述第三中間容器的另一端通過第七閥門與所述第三高壓驅替泵連接，所述第三中間容器的內部裝有純co2。
6、其中，所述可視化相態測試儀內設置有pvt筒，所述pvt筒的內部設置有第二活塞，所述第二活塞將所述pvt筒的內部由上至下分隔為測試倉和傳壓倉，所述測試倉頂端的密封蓋上設置的實驗流體進口端通過所述第二閥門與所述計量單元連接，所述測試倉頂端的密封蓋上設置的實驗流體出口端與所述四通閥的c端口連接，所述傳壓倉底部的液壓油進出口通過所述第一閥門與所述第一高壓驅替泵連接，所述第二活塞為帶錐度的金屬活塞。
7、其中，所述計量單元包括電子天平、液態水分離裝置、氣態水捕集裝置、氣體流量計和離子色譜儀，所述的液態水分離裝置和所述氣態水捕集裝置放置在所述電子天平上，所述可視化相態測試儀通過所述第二閥門與所述液態水分離裝置連接，所述的液態水分離裝置、所述氣態水捕集裝置、所述氣體流量計和所述離子色譜儀依次連接，所述的液態水分離裝置用于收集所述可視化相態測試儀的出口端的液態水，所述氣態水捕集裝置用于干燥采出氣中的氣態水，所述電子天平用于記錄采出水質量。
8、本專利技術還提供一種定量評價有水氣藏co2-烴-水交互混溶能力的方法，應用于如上述所述的定量評價有水氣藏co2-烴-水交互混溶能力的實驗裝置，包括如下步驟：
9、檢查實驗裝置的密封性，通過所述真空泵將實驗裝置抽真空，并調節所述配樣單元和所述恒溫空氣浴箱溫度為原始地層溫度，壓力為原始地層壓力；
10、將500ml地層水轉入到所述配樣單元中，隨后以恒定壓力注入過量的純ch4至所述配樣單元，使純ch4和地層水兩相體系達到烴-水相平衡；
11、將所述配樣單元中的飽和烴的地層水轉入所述可視化相態測試儀中，隨后將co2以恒定壓力注入到所述可視化相態測試儀內，記錄co2累計注入體積v0，充分攪拌流體后靜置一段時間，此時所述可視化相態測試儀內未溶解氣的體積v1，排出所述可視化相態測試儀內的未溶解氣至大氣壓的體積v2，同時開展離子色譜分析，確定未溶解氣中co2占比a和ch4占比b；
12、建立未溶解氣平衡模型，并結合實際氣體狀態方程，提出氣水混溶置換模型并計算co2-烴-水混溶置換率，形成能夠定量評價高溫高壓條件下的co2-烴-水交互混溶能力的體系。
13、其中，在步驟建立未溶解氣平衡模型，并結合實際氣體狀態方程，提出氣水混溶置換模型并計算co2-烴-水混溶置換率，形成能夠定量評價高溫高壓條件下的co2-烴-水交互混溶能力的體系中，未溶解氣平衡模型的建立具體內容如下：
14、實驗室條件下未溶解氣體積組成：
15、v2＝v2-1+v2-2...
【技術保護點】
1.一種定量評價有水氣藏CO2-烴-水交互混溶能力的實驗裝置，其特征在于，
2.如權利要求1所述的定量評價有水氣藏CO2-烴-水交互混溶能力的實驗裝置，其特征在于，
3.如權利要求2所述的定量評價有水氣藏CO2-烴-水交互混溶能力的實驗裝置，其特征在于，
4.如權利要求3所述的定量評價有水氣藏CO2-烴-水交互混溶能力的實驗裝置，其特征在于，
5.如權利要求4所述的定量評價有水氣藏CO2-烴-水交互混溶能力的實驗裝置，其特征在于，
6.如權利要求5所述的定量評價有水氣藏CO2-烴-水交互混溶能力的實驗裝置，其特征在于，
7.一種定量評價有水氣藏CO2-烴-水交互混溶能力的方法，應用于如權利要求1所述的定量評價有水氣藏CO2-烴-水交互混溶能力的實驗裝置，其特征在于，包括如下步驟：
8.如權利要求7所述的定量評價有水氣藏CO2-烴-水交互混溶能力的方法，其特征在于，
9.如權利要求7所述的定量評價有水氣藏CO2-烴-水交互混溶能力的方法，其特征在于，
10.如權利要求7所述的
...【技術特征摘要】
1.一種定量評價有水氣藏co2-烴-水交互混溶能力的實驗裝置，其特征在于，
2.如權利要求1所述的定量評價有水氣藏co2-烴-水交互混溶能力的實驗裝置，其特征在于，
3.如權利要求2所述的定量評價有水氣藏co2-烴-水交互混溶能力的實驗裝置，其特征在于，
4.如權利要求3所述的定量評價有水氣藏co2-烴-水交互混溶能力的實驗裝置，其特征在于，
5.如權利要求4所述的定量評價有水氣藏co2-烴-水交互混溶能力的實驗裝置，其特征在于，
6.如權利要求5所述的定量評價有...
【專利技術屬性】
技術研發人員：田偉，孫玉，龔斌，潘煥泉，湯勇，何佑偉，秦佳正，
申請(專利權)人：中國地質大學武漢，
類型：發明
國別省市：
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