[发明专利]一种CO2驱替实验系统及实验方法

说明书

本发明公开一种CO₂驱替实验系统及实验方法，包括气体制冷系统、气体注入系统、液体注入系统和岩心夹持系统；气体制冷系统由装有CO₂的气瓶、净化器、制冷水浴、第一CO₂泵和储罐依次连接组成；气体注入系统通过储罐与第二CO₂泵和缓冲罐依次连接；液体注入系统包括并联的两个支路，第一支路包括第一活塞容器，第二支路由包扣第二活塞容器；液体注入系统的入口依次与注液泵、第一容器连接，出口与缓冲罐出口相连接；岩心夹持系统包括岩心夹持器；岩心夹持器连接气体注入系统和液体注入系统。本发明装置可以模拟并测试二氧化碳或者水溶液在不同排量、不同温度、不同压力、不同溶液配比情况下的对储层岩心的驱替过程，计算残余水饱和度，或者残余CO₂饱和度。

技术领域

本发明属于二氧化碳和水多相流技术领域，特别涉及一种CO₂驱替实验系统及实验方法。

背景技术

近年来，二氧化碳无水压裂技术，CO₂驱替开发非常规天然气，以及CO₂地质埋存等有关技术正逐渐成为当前人们研究的热点。它们均涉及到关于CO₂和水(或水溶液，或水力压裂液)在储层的两相渗流或者驱替的过程。

然而，现有的驱替实验系统仅仅针对气相驱替或者液相驱替，或者注入压力波动较大，造成实验误差较大，无法同时满足CO₂和水(或水溶液，或水力压裂液)在储层的两相渗流和驱替的过程。

发明内容

本发明的目的在于提供一种CO₂驱替实验系统及实验方法，以解决上述技术问题；本发明装置可以模拟并测试二氧化碳或者水溶液在不同排量、不同温度、不同压力、不同溶液配比情况下的对储层岩心的驱替过程，计算残余水饱和度，或者残余CO₂饱和度。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种CO₂驱替实验系统，包括气体制冷系统、气体注入系统、液体注入系统和岩心夹持系统；

所述气体制冷系统由装有CO₂的气瓶(1)、第一阀(2)、净化器(3)、第二阀(4)、制冷水浴(5)、第五阀(10)、第一CO₂泵(11)、第六阀(12)和储罐(14)依次连接组成；制冷水浴(5)经过第四阀(7)、过滤器(8)与储罐(14)的顶部相连接；

所述气体注入系统通过储罐(14)与第二CO₂泵(15)和缓冲罐(19)依次连接，此外，缓冲罐(19)的底部连接有由第八阀(20)控制的放空支路；

所述液体注入系统包括并联的两个支路，第一支路包括第一活塞容器(24)，第二支路由包扣第二活塞容器(25)；液体注入系统的入口分别经过第十二阀(26)、第十三阀(27)与注液泵(28)、第一容器(29)连接，出口分别经过第十阀(22)、第十一阀(23)与缓冲罐(19)出口相连接；

所述岩心夹持系统包括岩心夹持器(33)；岩心夹持器(33)连接气体注入系统和液体注入系统。

进一步的，还包括回环压系统、计量系统和抽真空系统；

所述回环压系统包括依次连接的手摇泵(36)、第十六阀(38)、第六压力计(40)和回压阀(41)；岩心夹持器(33)侧面依次通过第四压力计(34)、第十五阀(35)与手摇泵(36)相连接；手摇泵(36)通过阀门能够控制输出回压和环压的大小；岩心夹持器(33)的出口依次通过第五压力计(37)、第十七阀(39)连接回压阀(41)的第一入口；