【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
：本專利技術(shù)屬于碳封存，具體涉及一種碳封存儲層scco2溶蝕突破機理及滲透率演化實驗裝置，為不同地質(zhì)構(gòu)造儲層的co2封存適宜性評價提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)支撐。
技術(shù)介紹
0、
技術(shù)介紹
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1、隨著碳達峰、碳中和目標的提出，如何有效解決碳排放問題已成為研究熱點，能夠有效改善碳排放問題的二氧化碳捕集、利用和封存技術(shù)(carbon?capture，utilizationand?storage，ccus)是支撐碳達峰碳中和目標不可或缺的重要技術(shù)選擇。
2、co2地質(zhì)封存是當前碳封存的主流研究方向。在地下0.8-1.0km的深度區(qū)域內(nèi)，呈現(xiàn)超臨界狀態(tài)的co2具有流體性質(zhì)，基于co2的理化性質(zhì)改變，可實現(xiàn)地質(zhì)碳封存。目前，適于注入co2的地質(zhì)構(gòu)造，包括深部咸水層、枯竭油氣田、不可采煤層、廢棄鹽礦、玄武巖含水層。
3、碳地質(zhì)封存的儲層封存能力致關(guān)重要，co2是相對活躍的物質(zhì)，注入儲層后，將以吸附相、游離相和溶解相封存。但是，注入儲層的co2溶解于地層水中會與礦物發(fā)生反應(yīng)，導致礦物沉淀和溶解，改變儲層的滲透性，從而可影響儲層的封存能力。為分析co2封存過程中，地層條件下scco2長期吸附、溶蝕儲層改變儲層封存能力的問題，研發(fā)設(shè)計一種碳封存儲層scco2溶蝕突破機理及滲透率演化實驗裝置，分析儲層的封閉性演化機理，為不同地質(zhì)構(gòu)造碳封存儲層的co2封存適宜性評價提供數(shù)據(jù)支撐。
技術(shù)實現(xiàn)思路
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技術(shù)實現(xiàn)思路
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1、本專利技術(shù)的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點，研發(fā)設(shè)計一
2、為了實現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)涉及的一種碳封存儲層scco2溶蝕突破機理及滲透率演化實驗裝置的主體結(jié)構(gòu)包括依次連接的活塞容器、過濾管路、夾持器、回壓管路和氣液分離瓶；
3、其中，活塞容器通過換向閥分別與co2氣瓶和he氣瓶連接；
4、過濾管路上設(shè)置有過濾器；
5、夾持器的兩端設(shè)置有上游真空截止閥和下游真空截止閥，二者的外側(cè)設(shè)置有平衡閥；
6、回壓管路通過回壓閥與主管路連接，其上設(shè)置有緩沖容器；
7、氣液分離瓶內(nèi)設(shè)置有氣體濃度傳感器，出口與天平連接；
8、此外，過濾管路與換向閥之間設(shè)置有上游截止閥，平衡閥與回壓閥之間設(shè)置有下游截止閥。
9、本專利技術(shù)涉及的夾持器的主體結(jié)構(gòu)包括筒體及其兩端設(shè)置的堵頭，中部設(shè)置的圍壓入口和圍壓出口；
10、堵頭之間設(shè)置有巖芯樣品，堵頭和巖芯樣品的外側(cè)包裹有硅膠熱縮管，硅膠熱縮管外側(cè)設(shè)置有膠套。
11、本專利技術(shù)涉及的活塞容器、過濾管路、夾持器、回壓管路和氣液分離瓶通過主管路聯(lián)通；
12、活塞容器由恒壓動力泵驅(qū)動；
13、過濾管路的通斷由真空截止閥控制，內(nèi)部設(shè)置有真空計的過濾器由真空泵驅(qū)動；
14、夾持器由圍壓泵驅(qū)動，圍壓泵的通斷由圍壓截止閥控制、壓力由圍壓傳感器監(jiān)測；
15、平衡閥的兩端均設(shè)置有壓力傳感器；
16、緩沖容器由回壓泵驅(qū)動，通斷由回壓截止閥控制，壓力由回壓傳感器監(jiān)測；
17、堵頭具有調(diào)節(jié)壓帽，限制巖心樣品移動；
18、圍壓出口處設(shè)置有放空截止閥；
19、此外，活塞容器和過濾管路均具有放空閥。
20、本專利技術(shù)涉及的回壓閥能夠根據(jù)實驗需要在夾持器的出口和入口建立設(shè)定壓差：
21、回壓泵對回壓閥回壓口加載設(shè)定壓力的過程中，當回壓閥入口壓力大于等于回壓閥回壓口加載壓力時，回壓閥入口壓力突破回壓閥，使流體從回壓閥入口流進，由回壓閥出口流出；
22、回壓泵對回壓閥回壓口加載至設(shè)定壓力時，夾持器出口與下游真空截止閥、下游的壓力傳感器、下游截止閥和回壓閥相連接的管線中飽和流體，回壓閥出口與氣液分離瓶和天平相連接的毛細管中飽和流體，以便精確計算驅(qū)替流體。
23、本專利技術(shù)涉及的一種碳封存儲層scco2溶蝕突破機理及滲透率演化實驗裝置對巖石進行驅(qū)替測試時的具體工藝步驟如下：
24、a1、封裝巖芯
25、首先，使巖芯飽和地層水，得到巖心樣品；
26、然后，將硅膠熱縮管緊密包裹在堵頭和巖芯樣品的外側(cè)；
27、最后，裝入膠套中，置于筒體內(nèi)；
28、a2、施加圍壓
29、對夾持器施加圍壓，當放空截止閥處有流體流出后，關(guān)閉放空截止閥，繼續(xù)施加圍壓至設(shè)定值；
30、a3、抽真空
31、首先，關(guān)閉上游真空截止閥、下游真空截止閥和下游截止閥；
32、然后，打開真空截止閥；
33、最后，開啟真空泵抽真空；
34、a4、施加回壓
35、開啟回壓泵，對回壓閥回壓口施加回壓；
36、a5、驅(qū)替實驗
37、首先，關(guān)閉真空截止閥、上游真空截止閥和平衡閥；
38、然后，打開上游截止閥和co2氣瓶，調(diào)節(jié)換向閥，使co2氣瓶與活塞容器聯(lián)通，并向活塞容器內(nèi)注入co2氣體；
39、最后，將活塞容器的內(nèi)部溫度提升至設(shè)定值，打開恒壓動力泵將co2氣體的壓力提升至設(shè)定值，打開上游真空截止閥進行壓力驅(qū)替；
40、a6、采集數(shù)據(jù)
41、采集圍壓傳感器、壓力傳感器、回壓傳感器、氣體濃度傳感器和天平的數(shù)據(jù)，在scco2突破時，記錄突破時間和突破壓力，計算scco2突破速度，監(jiān)測co2氣體的溢出量。
42、本專利技術(shù)涉及的一種碳封存儲層scco2溶蝕突破機理及滲透率演化實驗裝置通過覆壓滲透率測試法，開展模擬碳封存儲層原位壓力、溫度、流體條件下，揭示scco2長期作用下的滲透率演化特征，分析巖芯co2封存能力的具體工藝步驟如下：
43、b1、抽真空
44、首先，關(guān)閉下游截止閥；
45、然后，打開真空截止閥，上游真空截止閥，上游截止閥，下游真空截止閥和平衡閥；
46、最后，開啟真空泵抽真空；
47、b2、施加圍壓
48、對夾持器施加圍壓，當放空截止閥處有流體流出后，關(guān)閉放空截止閥，繼續(xù)施加圍壓至設(shè)定壓力；
49、b3、覆壓滲透率實驗
50、首先，關(guān)閉真空截止閥；
51、然后，打開he氣瓶，調(diào)節(jié)換向閥，使he氣瓶與活塞容器聯(lián)通，并向活塞容器注入he氣體；
52、最后，打開恒壓動力泵對he氣體進行加壓，當壓力傳感器測得的壓力均為第一預設(shè)值后，使恒壓動力泵保持第一預設(shè)值壓力并平衡設(shè)定時間段后，關(guān)閉上游真空截止閥和平衡閥，使恒壓動力泵繼續(xù)加壓至第二預設(shè)值后，關(guān)閉上游截止閥，打開上游真空截止閥，進行測試；
53、b4、采集數(shù)據(jù)
54、采集圍壓傳感器和壓力傳感器的數(shù)據(jù)，根據(jù)采集到的數(shù)據(jù)計算氣體有效滲透率。
55、本專利技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比，模擬真實地層溫度、壓力、本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
1.一種碳封存儲層ScCO2溶蝕突破機理及滲透率演化實驗裝置，其特征在于，主體結(jié)構(gòu)包括依次連接的活塞容器、過濾管路、夾持器、回壓管路和氣液分離瓶；其中，活塞容器通過換向閥分別與CO2氣瓶和He氣瓶連接，過濾管路上設(shè)置有過濾器，夾持器的兩端設(shè)置有上游真空截止閥和下游真空截止閥，二者的外側(cè)設(shè)置有平衡閥，回壓管路通過回壓閥與主管路連接，其上設(shè)置有緩沖容器，氣液分離瓶內(nèi)設(shè)置有氣體濃度傳感器，出口與天平連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳封存儲層ScCO2溶蝕突破機理及滲透率演化實驗裝置，其特征在于，過濾管路與換向閥之間設(shè)置有上游截止閥，平衡閥與回壓閥之間設(shè)置有下游截止閥。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的碳封存儲層ScCO2溶蝕突破機理及滲透率演化實驗裝置，其特征在于，夾持器的主體結(jié)構(gòu)包括筒體及其兩端設(shè)置的堵頭，中部設(shè)置的圍壓入口和圍壓出口；堵頭之間設(shè)置有巖芯樣品，堵頭和巖芯樣品的外側(cè)包裹有硅膠熱縮管，硅膠熱縮管外側(cè)設(shè)置有膠套。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的碳封存儲層ScCO2溶蝕突破機理及滲透率演化實驗裝置，其特征在于，活塞容器、過濾管路、夾持器、回壓管路和氣
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的碳封存儲層ScCO2溶蝕突破機理及滲透率演化實驗裝置，其特征在于，回壓閥根據(jù)實驗需要在夾持器的出口和入口建立設(shè)定壓差：
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的碳封存儲層ScCO2溶蝕突破機理及滲透率演化實驗裝置，其特征在于，活塞容器和過濾管路均具有放空閥。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的碳封存儲層ScCO2溶蝕突破機理及滲透率演化實驗裝置，其特征在于，對巖石進行驅(qū)替測試時的具體工藝步驟如下：
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的碳封存儲層ScCO2溶蝕突破機理及滲透率演化實驗裝置，其特征在于，實施覆壓滲透率測試法的具體工藝步驟如下：
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種碳封存儲層scco2溶蝕突破機理及滲透率演化實驗裝置，其特征在于，主體結(jié)構(gòu)包括依次連接的活塞容器、過濾管路、夾持器、回壓管路和氣液分離瓶；其中，活塞容器通過換向閥分別與co2氣瓶和he氣瓶連接，過濾管路上設(shè)置有過濾器，夾持器的兩端設(shè)置有上游真空截止閥和下游真空截止閥，二者的外側(cè)設(shè)置有平衡閥，回壓管路通過回壓閥與主管路連接，其上設(shè)置有緩沖容器，氣液分離瓶內(nèi)設(shè)置有氣體濃度傳感器，出口與天平連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳封存儲層scco2溶蝕突破機理及滲透率演化實驗裝置，其特征在于，過濾管路與換向閥之間設(shè)置有上游截止閥，平衡閥與回壓閥之間設(shè)置有下游截止閥。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的碳封存儲層scco2溶蝕突破機理及滲透率演化實驗裝置，其特征在于，夾持器的主體結(jié)構(gòu)包括筒體及其兩端設(shè)置的堵頭，中部設(shè)置的圍壓入口和圍壓出口；堵頭之間設(shè)置有巖芯樣品，堵頭和巖芯樣品的外側(cè)包裹有硅膠熱縮管，硅膠熱縮管外側(cè)設(shè)置有膠套。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的碳封存儲層scco2溶蝕突破機理及滲透率演化實驗裝置，其特征在于，活塞容器、...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：胡欽紅，喬洪國，張濤，童召軍，楊升宇，王齊鳴，姜珊，
申請(專利權(quán))人：中國石油大學華東，
類型：發(fā)明
國別省市：
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