[发明专利]一种深部地层环境二氧化碳地质储存模拟实验系统

说明书

技术领域

本发明属于二氧化碳地质储存技术研究装置领域，尤其涉及一种深部地层环境二氧化碳地质储存模拟实验系统。

背景技术

环境和能源是人类社会可持续发展所关注的两大主题，也是影响我国国民经济发展的两大因素。近年来，气候变化问题已被列为全球首要的环境问题，并且日益成为国际社会关注的焦点。2009年12月7日至12月19日，世界192个国家在哥本哈根召开联合国气候会议，商讨应对气候变化的对策和措施。我国政府对气候变化问题高度重视，承诺到2020年我国单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降40%～45%，我国面临的二氧化碳减排压力巨大。

目前，国际上提出了许多应对全球变化的新方法和新技术，二氧化碳地质储存（CGS）作为一种直接、有效的减排手段，是目前国际社会公认的应对气候变化的重要对策，该技术既可满足世界日益增长的能源需求，又不会对地球气候造成威胁。CO₂地质储存（CO₂GeologicalSequestration），即将固定点源（多数为发电厂或类似的工业点源）所产生的CO₂通过收集，长期储存于相对封闭的地质构造中，从而阻止或显著减少CO₂向大气中的人为排放。CO₂地质储存技术引起了各国政府和科学家们的高度重视，欧美发达国家已经走在了前面，开展了大量的可行性研究、室内实验研究和计算机模拟研究，并在此基础之上进行了相关实际工程示范，取得了显著的效果，一些关键技术已逐渐成熟。

前期的研究和工程实践表明，二氧化碳地质储存的过程，涉及一系列的重大经济、社会问题、科学技术问题和环境、安全问题。实现科学、有效、经济、环保的二氧化碳地质储存，需要多学科科学和技术人员的共同努力和合作。

我国在二氧化碳地质储存领域的研究刚刚起步，中国地质调查局于2010年实施了我国第一个二氧化碳地质储存的计划项目：全国二氧化碳地质储存潜力评价与示范工程。研究二氧化碳在地质储层中的空间运移的手段包括数值模拟、井下监测、地面地震、室内实验等。室内模拟实验是研究二氧化碳在储层运移演化以及获取相关参数的重要方法和技术手段。由于二氧化碳地质储存在我国目前处于起步阶段，因此，亟需开发相关的实验装置，用于科学研究和工程实验。

发明内容

本发明的目的在于提供一种深部地层环境二氧化碳地质储存模拟实验系统，旨在解决现有二氧化碳地质储存技术研究装置不能客观表征实验岩心所处的原位环境条件下的温度压力流动应力耦合问题，通过本发明的研发装置，实现客观模拟和表征真实的地下原位环境条件，使得获取的岩石物性参数和流体运移特征数据更加科学合理。

本发明是这样实现的，一种深部地层环境二氧化碳地质储存模拟实验系统，包括恒温箱，声波接收器，设于所述恒温箱中的温度压力流动应力耦合岩心装置，气液注入装置，气液排出装置，以及围压气液注入装置；其中，所述温度压力流动应力耦合岩心装置包括筒状且两端开口的岩心夹持器，用于密封包裹实验岩心的密封胶套，与所述岩心夹持器两端开口适配的上、下应力传递连接头，上、下压力机传力柱，上声波发射探头，下声波接收探头，中心设有与所述上、下应力传递连接头适配通孔的上、下密封堵头，所述岩心夹持器的筒身上设有围压气液注入接口；其中，

所述上、下密封堵头分别与岩心夹持器开口两端对接闭合，所述岩心夹持器内置密封胶套；所述上应力传递连接头一端穿过上密封堵头的通孔后顶持在密封胶套内部的岩心上，且所述上应力传递连接头另一端顶持在上压力机传力柱上，所述上应力传递连接头与上压力机传力柱之间设有上声波发射探头；所述下应力传递连接头一端穿过下密封堵头的通孔后顶持在密封胶套内部的岩心上，且所述下应力传递连接头另一端顶持在下压力机传力柱上，所述下应力传递连接头与下压力机传力柱之间设有下声波接收探头；

所述声波接收器分别与上声波发射探头以及下声波接收探头通过数据线连接；

所述上应力传递连接头内设有与岩心夹持器内部导通的气液排出接口，所述下应力传递连接头内设有与岩心夹持器内部导通的气液注入接口；所述气液注入装置通过管道与所述气液注入接口连接，所述气液排出装置通过管道与所述气液排出接口连接；

所述岩心夹持器、密封胶套、上密封堵头以及下密封堵头之间形成一环形密封腔，所述环形密封腔与围压气液注入接口相通，所述围压气液注入接口与围压气液注入装置通过管道连接。