[发明专利]一种评价超临界CO2

权利要求书

1.一种评价超临界CO₂全周期压裂蓄能返排效果的实验方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)测试岩心基础物性：测量岩心质量、长度、直径、渗透率和孔隙度，计算岩心孔隙体积，并饱和地层水；

(2)设定岩心系统的地层条件：打开恒温箱，将温度预设为地层温度，将岩心放入岩心夹持器中，利用手摇泵对岩心夹持器施加围压，围压设定为岩心区块地层压力；

(3)根据常规的实验驱替装置以地层原油建立束缚水饱和度：恒速驱替油样注入岩心，每隔1h记录驱替压力和岩心出口端出水量，当出口端出水量不再增加时，束缚水饱和度建立完毕，计算岩心束缚水饱和度和含油饱和度；

束缚水饱和度和含油饱和度计算公式如下：

式(1)中：

L——岩心长度，cm

h——岩心直径，cm

φ——岩心孔隙度，％

π——圆周率；

V_出口——出口端水量，cm³；

S_w——束缚水饱和度

式(2)中，S_o——含油饱和度；

(4)保持地层条件，进行模拟成藏老化；

(5)蓄能实验：①恒压驱地层原油将岩心系统内的压力提升到地层压力；②恒速注入不同模式的压裂液，观测整个岩心系统的动态压力变化；③关闭注入通道使整个岩心系统处于焖压状态，观察整个岩心系统的静态压力变化情况；

步骤②中的模式包括：模式一：注1PV的CO₂；模式二：注1PV滑溜水；模式三：先注0.5PV的CO₂，再注0.5PV的滑溜水；模式四：先注0.5PV的滑溜水，再注0.5PV的CO₂；(6) 返排实验：收集返排出的气体和/或液体，同时将二氧化碳体积折算到二氧化碳原始压力下进行返排率的计算后结束实验；

当步骤(5)中步骤②为模式一时，步骤(6)中，返排时分阶段设定回压值，逐次降低不同的压力值，收集计算返排出来的气体的体积，同时将二氧化碳体积折算到二氧化碳原始压力下进行返排率的计算后结束实验；

当步骤(5)中步骤②为模式二或模式三或模式四时，步骤(6)中，收集返排出的液体和/或气体，将二氧化碳体积折算到二氧化碳原始压力下进行返排率的计算后结束实验；

二氧化碳体积并折算到二氧化碳原始压力计算公式为：

理想气体状态方程为：

PV＝nZRT (3)

式中：

P——理想气体的压强，Pa

V——理想气体的体积，m³

n——气体的物质的量，mol

Z——气体压缩因子；

R——比例系数，J/(mol·K)

T——体系温度，K

可推出压裂体系压力下二氧化碳压缩因子：

式中：

P₁——压裂体系下二氧化碳的压强，Pa

V₁——压裂体系下二氧化碳的体积，m³

n₁——压裂体系下二氧化碳的物质的量，mol

Z₁——压裂体系下二氧化碳压缩因子；

T₁——压裂体系温度，K

大气压下同等物质的量二氧化碳压缩因子：

式中：

P₂——大气压强，Pa

V₂——大气压下二氧化碳的体积，m³

n₁——大气压下二氧化碳的物质的量，mol

Z₂——大气压下二氧化碳压缩因子；

T₂——室内温度，K

所以，二氧化碳大气压下体积折算到压裂体系下体积计算公式为：

不同压裂液返排效率计算公式为：

式中：

η——返排效率；

V_注入——注入的压裂液体积，m³

V_返排——返排出压裂液体积，m³。