一种二氧化碳分布监测模拟系统

本发明涉及二氧化碳地质封存，尤其涉及一种二氧化碳分布监测模拟系统。

背景技术：

1、与其他气体(天然气、烟道气、氮气)相比，相同条件下，co2具有注入能力强、膨胀系数大、最小混相压力低，驱油成本低，可回收利用，与原油混溶性好等优点，可在油田注水开发基础上提高采收率(eor)为5%～10%，提高采收率潜力巨大。从国内外研究来看，co2具有极强的渗透性，容易进入微小孔隙，处于超临界状态时，co2密度接近液体，黏度接近气体，扩散系数为液体的100倍，具有较大的溶解力，co2与流体之间发生扩散、传质作用，消除界面张力，减少毛管力对油气的圈闭。利用其降黏、膨胀、溶解气驱等机理驱替原油进而提高原油采收率。

2、虽然目前国内外co2驱油技术已日渐成熟，但是由于气体在地层中的移动速度远快于液体在地层中的移动速度，从而造成了气驱和水驱形成了一个显著的区别，也就是说水驱在受效过程中压力一般是渐变的，而气驱在受效过程中是以突变的形式展现，压力的变化可能造成井喷失控，从而产生安全事故。因此，提供一种二氧化碳驱油监控二氧化碳分布的模拟方法极具现实意义。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种二氧化碳分布监测模拟系统，利用本发明提供的模拟系统，能够模拟真实的油层条件，实现不同注入压力和注入流量条件下监测超临界二氧化碳在油层中分布规律，即监测超临界二氧化碳驱油过程中二氧化碳在油层中的扩散情况，以及油层不同位置的压力和温度变化，为现场二氧化碳驱油与埋存提供依据，避免安全事故的发生。

2、为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

3、本发明提供了一种二氧化碳分布监测模拟系统，包括：二氧化碳注入系统、油层模拟系统、压力-温度舱、气体浓度-压力-温度传感系统和回压器；

4、所述油层模拟系统置于所述压力-温度舱中，所述压力-温度舱用于控制油层模拟系统中压力和温度；

5、所述二氧化碳注入系统与油层模拟系统的入口连接；

6、所述油层模拟系统的出口与回压器连接。

7、优选地，所述二氧化碳注入系统将预设流量和预设状态的二氧化碳注入所述油层模拟系统的岩心中。

8、优选地，所述油层模拟系统包括岩心和包裹层，所述岩心用以模拟实际地层中的岩石结构，所述岩心具有孔隙，所述包裹层包覆在所述岩心外。

9、优选地，所述气体浓度-压力-温度传感系统的各监测端均匀插设在油层模拟系统的岩心的孔隙中，用于实时监测油层模拟系统中二氧化碳浓度、压力和温度变化。

10、优选地，所述回压器与回收系统连接，当所述油层模拟系统的压力达到第二预设压力时，所述回压器导通，回收系统接受从油层模拟系统导出的流体。

11、本发明还提供了一种二氧化碳驱监控二氧化碳分布的模拟方法，包括以下步骤：

12、构筑上述技术方案所述二氧化碳分布监测模拟系统；

13、对油层模拟系统进行饱和油处理；

14、通过压力-温度舱调节油层模拟系统的压力至第一预设压力，并调节油层模拟系统的温度至模拟地层温度；

15、将回压器的压力调节至第二预设压力，将所述油层模拟系统内的压力调节至所述第二预设压力，所述第一预设压力大于所述第二预设压力；

16、通过二氧化碳注入系统将预设流量和预设状态的二氧化碳注入所述油层模拟系统的岩心中驱替原油；

17、通过气体浓度-压力-温度传感系统监测二氧化碳驱油与埋存过程中油层模拟系统的二氧化碳浓度、压力和温度变化情况。

18、本发明提供了一种二氧化碳分布监测模拟系统，包括：二氧化碳注入系统、油层模拟系统、压力-温度舱、气体浓度-压力-温度传感系统和回压器；所述油层模拟系统置于所述压力-温度舱中，所述压力-温度舱用于控制油层模拟系统中压力和温度；所述二氧化碳注入系统与油层模拟系统的入口连接；所述油层模拟系统的出口与回压器连接。本发明利用所述二氧化碳分布监测模拟系统，构筑了二氧化碳驱监控二氧化碳分布的模拟方法，利用本发明提供的方法，能够模拟真实的油层条件，实现不同注入压力和注入流量条件下监测超临界二氧化碳在油层中分布规律，即监测超临界二氧化碳驱油过程中二氧化碳在油层中的扩散情况，以及油层不同位置的压力和温度变化，为现场二氧化碳驱油与埋存提供依据，避免安全事故的发生。

技术特征：

1.一种二氧化碳分布监测模拟系统，包括：二氧化碳注入系统、油层模拟系统、压力-温度舱、气体浓度-压力-温度传感系统和回压器；

2.根据权利要求1所述的二氧化碳分布监测模拟系统，其特征在于，所述二氧化碳注入系统将预设流量和预设状态的二氧化碳注入所述油层模拟系统的岩心中。

3.根据权利要求1所述的二氧化碳分布监测模拟系统，其特征在于，所述油层模拟系统包括岩心和包裹层，所述岩心用以模拟实际地层中的岩石结构，所述岩心具有孔隙，所述包裹层包覆在所述岩心外。

4.根据权利要求1所述的二氧化碳分布监测模拟系统，其特征在于，所述气体浓度-压力-温度传感系统的各监测端均匀插设在油层模拟系统的岩心的孔隙中，用于实时监测油层模拟系统中二氧化碳浓度、压力和温度变化。

5.根据权利要求1所述的二氧化碳分布监测模拟系统，其特征在于，所述回压器与回收系统连接，当所述油层模拟系统的压力达到第二预设压力时，所述回压器导通，回收系统接受从油层模拟系统导出的流体。

6.一种二氧化碳驱监控二氧化碳分布的模拟方法，包括以下步骤：

技术总结
本发明提供了一种二氧化碳分布监测模拟系统，包括：二氧化碳注入系统、油层模拟系统、压力‑温度舱、气体浓度‑压力‑温度传感系统和回压器；所述油层模拟系统置于所述压力‑温度舱中，所述压力‑温度舱用于控制油层模拟系统中压力和温度；所述二氧化碳注入系统与油层模拟系统的入口连接；所述油层模拟系统的出口与回压器连接；基于所述二氧化碳分布监测模拟系统，构筑了二氧化碳驱监控二氧化碳分布的模拟方法，模拟真实的油层条件，实现不同注入压力和注入流量条件下监测超临界二氧化碳在油层中分布规律，以及油层不同位置的压力和温度变化，为现场二氧化碳驱油与埋存提供依据，避免安全事故的发生。

技术研发人员：倪军,王成俊,马国艳,王维波,展转盈,崔凯,李欣欣,安泽鹏,夏娟,王思雨,王乐
受保护的技术使用者：西安石油大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16