[发明专利]一种实验模拟二氧化碳改造水热型地热储层的装置

说明书

本发明公开了一种实验模拟二氧化碳改造水热型地热储层的装置，包括模拟舱、恒温箱、第一加压泵、第一压力传感杆、第二加压泵、第二压力传感杆、第三加压泵、第三压力传感杆、CO₂气瓶、N₂气瓶、第一导管、第二导管、第三导管、漏斗、第一溶液桶、第四导管、第五导管、第六导管、第二溶液桶、第七导管、溶液瓶、第八导管及第九导管，该装置能够在实验室中模拟二氧化碳对水热型砂岩热储和碳酸盐岩基岩热储进行压裂或酸化。

技术领域

本发明属于地热资源开发技术领域，涉及一种实验模拟二氧化碳改造水热型地热储层的装置。

背景技术

地热资源作为一种极具竞争力的清洁可再生能源，在应对全球气候变化、节能减排和雾霾治理的具有重要的作用。水热型地热资源是指温度超过25℃，以蒸气为主的地热资源或以液态水为主的地热资源，埋深通常在200米以深，3000米以浅，是目前我国供暖和发电地热资源利用的主要来源。按岩性可以划分为砂岩水热型热储和基岩(碳酸盐岩)水热型热储。砂岩型水热型地热资源热储通常分布在高渗透率的砂岩地层，但由于地层压实作用，岩石颗粒胶结，连通性差，常会出现出水量少、回灌困难等特点。基岩水热型地热热储通常为灰岩地层，地层孔隙度和渗透率受裂隙或溶洞的发育程度影响大，如裂隙不发育，则会使地热钻井出水量大幅减少，直接影响地热资源的开发效果和经济性。针对该类储热特点，需要进行压裂或酸化进行改善热储的渗透性，提高出水量和回灌量，大幅度提高经济性。

前期研究表明，CO₂作为压裂流体，可以有效地降低压裂时起裂压力，产生小尺度大规模复杂缝网，裂缝延伸距离远，压裂返排效果好，是水热型地热储层压裂的较好介质。CO₂易溶于水，会形成酸性流体，酸性流体进入地热地层中，可以有效地溶解砂岩地层中的黏土矿物，对碳酸盐岩热储，还可以起到较好的溶蚀作用，有效地改善地热储层物性和连通性，起到较好的储层改善效果。

目前，对于CO₂改善水热型地热储层的效果和机理研究尚处于初步阶段，不同浓度CO₂对不同类型热储的酸化和压裂等改造效果不明确，缺少相关的模拟实验设备。

因此，有必要形成一种实验模拟二氧化碳改造水热型地热储层的装置及系统。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种实验模拟二氧化碳改造水热型地热储层的装置，该装置能够在实验室中模拟二氧化碳对水热型砂岩热储和碳酸盐岩基岩热储进行压裂或酸化。

为达到上述目的，本发明所述的实验模拟二氧化碳改造水热型地热储层的装置包括模拟舱、恒温箱、第一加压泵、第一压力传感杆、第二加压泵、第二压力传感杆、第三加压泵、第三压力传感杆、CO₂气瓶、N₂气瓶、第一导管、第二导管、第三导管、漏斗、第一溶液桶、第四导管、第五导管、第六导管、第二溶液桶、第七导管、溶液瓶、第八导管及第九导管；

地热储层试样位于模拟舱内，模拟舱位于恒温箱内，地热储层试样的顶部设置有第一压力传感板，第一加压泵经第一压力传感杆与第一压力传感板相连接，地热储层试样的右侧面上设置有第二压力传感板，第二加压泵经第二压力传感杆与第二压力传感板相连接，地热储层试样的前侧面上设置有第三压力传感板，第三加压泵经第三压力传感杆与第三压力传感板相连接；

CO₂气瓶的出口及N₂气瓶的出口与第一导管的入口相连通，第一导管的出口经第二导管与模拟舱左侧面的入口相连通；第三导管的上端与漏斗相连通，第三导管的下端插入于第一溶液桶内，第四导管的插入于第一溶液桶内，第四导管的另一端经第五导管与模拟舱顶部的入口相连通，模拟舱底部的出口经第六导管与第二溶液桶相连通，第七导管的一端插入于溶液瓶内，第七导管的另一端经第八导管与模拟舱右侧面的出口相连通，第九导管的端部插入于溶液瓶内。