[发明专利]一种FeCO3

摘要

本发明提供一种FeCO3在中低温高含CO2水溶液中溶解度的测试装置及方法，主要包括：真空泵、第一阀门、第一精密阀门、第二阀门、压力表、温度表、第二精密阀门、移液管、第三阀门、第四阀门、取液管、第五阀门、顶盖、集气瓶、反应筒、显微CT探头、磁力搅拌棒、磁力搅拌器、恒温箱、玻璃窗口、第一管线、第二管线及第三管线等。本发明利用真空泵的抽吸和CO2的注入可很好的实现整个测试过程中的无氧条件，避免氧气对碳酸亚铁溶解度测试结果的影响，并能实时监测FeCO3在溶液中的沉积和溶解动力学过程，结合沉积与溶解动力学行为，采用多次采样法与分光光度法和络合滴定法相结合的方法综合确定FeCO3溶解度。本发明适用于酸性气藏和二氧化碳驱油开发技术领域。

主权项

1.一种FeCO₃在中低温高含CO₂水溶液中溶解度的测试装置，其特征在于，装置主要包括：真空泵（1）、第一阀门（2）、第一精密阀门（3）、第二阀门（4）、第二精密阀门（7）、移液管（8）、第三阀门（9）、第四阀门（10）、取液管（11）、第五阀门（12）、顶盖（13）、集气瓶（14）、反应筒（15）、显微CT探头（16）、搅拌棒（17）、磁力搅拌器（18）、恒温箱（19）、玻璃窗口（22）、第一管线（24）、第二管线（25）、第三管线（26）、第四管线（27）；其中，真空泵（1）用于抽吸整个测试系统并形成一定负压，第三管线（26）和第一精密阀门（3）用于向反应筒（15）及第一管线（24）、第二管线（25）及第四管线（27）内注入指定的CO₂气体；第一管线（24）用于连通移液管（8）、第四管线（27）与真空泵（1），第二管线（25）用于连通取液管（11）和反应筒（15）；第一阀门（2）、第二阀门（4）、第三阀门（9）、第四阀门（10）及第五阀门（12）用于控制所有管线内流体的流向，第二精密阀门（7）和取液管（11）用于精确地从反应筒（15）内取样；用于溶解FeCO₃的反应筒（15）由顶盖（20）、顶部螺栓（23）、侧盖（20）、侧面螺栓（21）、玻璃窗（22）、温度表（5）、压力表（6）及密封圈组成；磁力搅拌器（18）和搅拌棒（17）用于搅拌溶液，加速FeCO₃的充分溶解；玻璃窗（22）上的显微CT探头（16）用于监测FeCO₃的沉积和溶解动力学过程；恒温箱（19）用于控制反应筒（15）的温度；集气瓶（14）用于收集移液管（8）除氧过程中排除的气体；温度表（5）和压力表（6）用于显示FeCO₃溶解度测试过程中的温度和CO₂分压。

2.一种FeCO₃在中低温高含CO₂水溶液中溶解度的测试方法，其采用权利要求1所述的FeCO₃在中低温高含CO₂水溶液中溶解度的测试装置，其特征在于：步骤一：对整个测试系统进行压力测试，确保测试过程中CO₂分压始终保持不变；步骤二：向依次用石油醚、丙酮、甲醇洗净后的反应筒（15）内加入过量的高纯度FeCO₃粉末，用顶盖（20）和顶部螺栓（23）及密封圈牢牢的封闭反应筒（15），同时向移液管（8）内注入所需的测试溶液；步骤三：关闭第二阀门（4）、第二精密阀门（7）和第五阀门（12），打开第一阀门（2）和第一精密阀门（3），先用真空泵（1）对测试系统进行抽吸形成负压并维持10分钟，然后再关闭第一阀门（2），通过第三管线（26）向测试系统注入一定压力的CO₂对负压进行释放，重复三次可彻底除氧；步骤三：关闭第一阀门（2）、第一精密阀门（3）和第五阀门（12），打开第二阀门（4）、第三阀门（9）和第四阀门（10）向移液管（8）内通入低压CO₂驱除水溶液中的溶解氧，持续30分钟；步骤四：关闭第二阀门（4）、第二精密阀门（7）、第三阀门（9）、第四阀门（10）和第五阀门（12），打开第一阀门（2）和第一精密阀门（3），用真空泵（1）抽吸反应筒（15）并形成负压，再关闭第一阀门（2）和第一精密阀门（3）并打开第二阀门（4）和第五阀门（12），同时向移液管8内注入CO₂气体，确保移液管（8）内测试溶液通过第一管线（24）顺利进入真空状态下的反应筒（15）；步骤五：启动磁力搅拌器（17）和搅拌棒（18），打开第一精密阀门（3），关闭其它所有阀门，向反应筒（15）内注入实验所需的CO₂分压；步骤六：当CO₂分压达到预定值时，关闭所有阀门，增加反应筒的温度，当温度达到预定值时，采用第一精密阀门（3）卸载因温度增加而增加的压力，开启显微CT探头（16），监测碳酸亚铁的沉积和溶解动力学过程；步骤七：三天后，停止磁力搅拌器（17），观察显微CT探头（16）结果，直到悬浮在溶液中的FeCO₃颗粒完全沉积为止，然后采用第二管线（25）、第二精密阀门（7）和取液管（11）开始第一次取样，一般为1~2ml的FeCO₃溶液，稀释后，采用分光光度法和络合滴定法综合确定取样溶液的FeCO₃溶解度；步骤八：第一次取样结束后，重新开启磁力搅拌器（17），每隔一天后再采用步骤七所用的方法进行第二次、第三次、第四次及第N次取样并采用分光光度法和络合滴定法综合确定每次取样溶液的FeCO₃溶解度，直到反应筒（15）内FeCO₃在实验温度和CO₂分压下达到沉积和溶解的动态平衡，即最后两次取样溶液的FeCO₃溶解度相等为止。