[发明专利]一种二氧化碳注入多尺度岩体的扰动响应预测方法及系统

权利要求书

1.一种二氧化碳注入多尺度岩体的扰动响应预测方法，其特征在于，所述预测方法包括：

对多尺度岩石基质注入超临界二氧化碳的扰动响应进行预测；所述对多尺度岩石基质注入二氧化碳的扰动响应进行预测包括：对不同压力、温度以及不同注入场景条件下的多尺度岩石基质进行化学响应预测和对不同压力、温度和不同注入场景条件下的多尺度岩石基质进行物理、力学响应预测；

对多尺度岩体结构注入超临界二氧化碳的扰动响应进行预测；所述对多尺度岩体结构注入二氧化碳的扰动响应预测包括：对试验样品尺度岩体结构注入二氧化碳的扰动响应进行预测和对物理模型尺度岩体结构注入二氧化碳的扰动响应进行预测；

对多尺度岩石基质-岩体结构体系注入超临界二氧化碳的扰动响应进行预测；

所述对物理模型尺度岩体结构注入二氧化碳的扰动响应进行预测具体包括：

针对深部咸水层、枯竭的油气藏储层以及深部不可采煤层，考虑典型储层-盖层及上覆地层的三维岩体结构，概化出能够反映主要岩体结构特征的缩尺物理模型；

利用光敏材料和3D打印技术，构建出多个含有裂缝网络的光敏材料岩体单元；

将所述光敏材料岩体单元堆叠，粘合成大型岩体物理模型，加工非贯通的注入孔；所述注入孔穿越上覆地层、盖层到达储层；

在所述物理模型边界上施加预设的温度、应力直至达到平衡，向注入孔中注入混合有荧光剂的超临界二氧化碳；

利用红外线测量仪实时监测裂缝网络模型中温度的时空响应过程；

利用流体荧光剂分析仪实时监测裂缝网络模型中渗流的时空响应过程；

利用光弹试验实时监测裂缝网络模型中应力的时空响应过程；

利用数字图像法实时监测裂缝网络模型中位移的时空响应过程，获取裂缝网络模型中温度场、渗流场、应力场及位移场参数，实时定量追踪裂缝起裂、扩展、贯通演化过程，监测岩体结构参数、变形强度参数及渗流力学参数的动态变化。

2.根据权利要求1所述的一种二氧化碳注入多尺度岩体的扰动响应预测方法，其特征在于，所述对不同压力、温度以及不同注入场景条件下的多尺度岩石基质进行化学响应预测具体包括：

采集深部咸水层、枯竭的油气藏储层以及深部不可采煤层的典型岩石并加工成试样；

采用核磁共振岩芯驱替装置在所述试样中注入超临界二氧化碳；

采用正交实验法，通过核磁共振岩芯驱替装置的加载系统和温控系统模拟不同应力、不同温度以及不同注入场景的工况，实时监测岩石流体化学和同位素组成变化的时空响应过程；

将驱替试验前后的样品加工成适用于微观-纳观测试成像的样品；

利用扫描电镜装置从微观-纳观尺度对所述样品进行测试成像；

对比驱替试验前后岩石流体化学和同位素组成的异同。

3.根据权利要求1所述的一种二氧化碳注入多尺度岩体的扰动响应预测方法，其特征在于，所述对不同注入场景条件下的多尺度岩石基质进行物理、力学响应预测具体包括：

采集深部咸水层、枯竭的油气藏储层以及深部不可采煤层的典型岩石并加工成试样；

从所述试样端面沿中轴线加工非贯通的注入孔；

向所述注入孔中注入超临界二氧化碳，利用CT扫描岩石多场耦合力学试验系统，结合声发射系统，采用正交试验方法，模拟不同应力、不同温度和不同注入时间的工况，从宏观到微观尺度，通过岩石多场耦合力学试验系统的CT扫描装置，实时监测岩石基质的物质成分、孔隙结构变化的时空响应过程；

利用红外线测温仪，实时监测岩石温度场参数变化的时空响应过程；利用渗流场监测仪，实时监测岩石渗流场参数变化的时空响应过程；利用液压传感器，实时监测二氧化碳注入过程中岩石起裂压力、破裂压力变化的时空响应过程。