[发明专利]一种二氧化碳脉冲驱替置换甲烷的实验系统及实验评价方法

权利要求书

1.一种二氧化碳脉冲驱替置换甲烷的实验评价方法，其特征在于，包括二氧化碳脉冲驱替置换甲烷的实验系统，所述实验系统包括依次相连的气体供应系统、脉冲控制系统、储层环境模拟系统、数据采集处理系统和尾气回收系统；

所述气体供应系统为所述储层环境模拟系统提供气源，气源包括二氧化碳、甲烷和惰性气体；

所述脉冲控制系统为气源提供脉冲，使通过脉冲控制系统的气体转换成脉冲气体；

所述储层环境模拟系统为模拟不同储层的温度和压力环境；

所述数据采集处理系统为实时记录和分析处理储层环境模拟系统的实验数据；

所述尾气回收系统为将储层环境模拟系统的尾气进行回收处理；

气体供应系统输出的二氧化碳气体通过脉冲控制系统转换成脉冲气体，脉冲气体进入储层环境模拟系统缩短二氧化碳气体驱替置换甲烷的时间，通过数据采集处理系统实时记录和分析处理储层环境模拟系统的实验数据，实时反映动态驱替过程，明确驱替评价指标与驱替时间的关系；

所述实验评价方法包括以下步骤：

S1、设置初始条件：在储层环境模拟系统中安装岩心实验件，调节岩心实验件周围的温度和压力到达设定值，打开数据采集处理系统中的数据采集终端，检查各仪器是否正常工作，设置完成后关闭所有截止阀；

S2、检查装置气密性：打开气体供应系统中的惰性气体，并对惰性气体加压至压力高于最大实验压力，加压后的惰性气体进入管道，待压力趋于稳定并等于加压压力时，关闭阀门；静置，如压力没有下降，则进行后续操作；

S3、标定自由空间体积：排出气管及岩心实验件中的惰性气体；待压力不再下降后，对管道及岩心实验件进行抽真空处理，等压力稳定时，关闭阀门；打开惰性气体管路，通入惰性气体后，关闭惰性气体管路上的阀门；记录稳定后的压力；

使气管中的惰性气体进入标定罐，待压力再次稳定后记录此时压力；根据气体状态方程和波义耳定律可得到计算气管自由空间体积的第一个公式；

继续通入惰性气体后，关闭惰性气体管路上的阀门，待压力稳定后，记录此时的压力；打开岩心实验件进气口的阀门，待压力稳定后，记录此时的压力；根据气体状态方程和波义耳定律可得到计算气管自由空间体积的第二个公式：

打开岩心实验件进气口和出气口相连的阀门，待压力稳定不再下降后，记录此时的压力；根据气体状态方程和波义耳定律可得到计算气管自由空间体积的第三个公式和第四个公式；

通过第一个公式、第二个公式、第三个公式和第四个公式可计算得到自由空间体积；

S4、抽真空处理：完成S3的操作后，排出气管及岩心实验件中的气体；待压力不再明显下降后，对气管及岩心实验件进行抽真空处理；待压力稳定时，依次关闭阀门；

S5、甲烷预先吸附饱和：对甲烷气体加压至设定吸附压力后，将甲烷注入岩心实验件；待压力达到设计吸附压力，且稳定不变时，认为甲烷气体在岩心实验件中已吸附至饱和；

S6、二氧化碳脉冲驱替置换甲烷：对二氧化碳气体加压至脉冲峰值压力；通过脉冲控制系统使二氧化碳气体形成二氧化碳脉冲气体后到达岩心实验件，驱替置换其中的甲烷气体后，对混合气体成分及含量分析后，排出到尾气回收系统；

S7、驱替结束后驱替评价指标计算：驱替结束后，根据理想气体状态方程得二氧化碳的总封存量和封存甲烷的总回收量，从而得到驱替置换比；

S8、改变条件，进行下一组实验：待以上步骤完成，根据实验设计方案改变脉冲参数和环境条件，重复步骤S1-S7，从而模拟不同脉冲参数和环境条件下的二氧化碳脉冲驱替置换甲烷的效果，针对不同储层环境，确定二氧化碳脉冲压力参数，从而提高甲烷回收率与开采效率。

2.根据权利要求1所述的二氧化碳脉冲驱替置换甲烷的实验评价方法，其特征在于，所述气体供应系统包括通过气管相互并联的二氧化碳供应系统、甲烷供应系统和惰性气体供应系统；

所述二氧化碳供应系统和甲烷供应系统并联后连接有第一流量计，再与惰性气体供应系统并联后与所述储层环境模拟系统相连。