一种新型CO2驱替与吞吐系统及方法与流程

本发明涉及ccus及油气开采，尤其涉及一种新型co2驱替与吞吐系统及方法。

背景技术：

1、同类型的驱替与吞吐系统可以开展油气藏注气或注水开采评价研究；研究在地层条件下，气体或水对含原油的地层的驱替开发效果，分析不同用量气体或水进行驱替开发效果的影响因素。目前的同类型的系统功能简单，不能模拟研究碳化水对驱替效果的影响；对温度和压力控制不准，给研究带来较大误差；没有考虑岩样长、短尺寸等因素对驱替效果、吞吐开发效果的影响。

技术实现思路

1、本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

2、为此，本发明的实施例提出一种新型co2驱替与吞吐系统及方法。

3、一方面，本发明提出了一种新型co2驱替与吞吐系统，包括：

4、气体注入系统，所述气体注入系统包括气瓶，所述气瓶出口管线上设置气体增压泵，所述气体增压泵出口管线上设置储罐，所述储罐出口管线上设置调压阀；

5、设置在所述气体注入系统下游的液体注入系统，所述液体注入系统包括活塞搅拌容器和多个活塞容器，所述活塞搅拌容器与所述活塞容器并联设置，所述活塞搅拌容器与所述活塞容器下部均连接动力泵，所述活塞搅拌容器内设置搅拌装置；

6、设置在所述液体注入系统下游的模型系统，所述模型系统包括环压泵和至少一个岩心夹持器，所述环压泵用于调节所述岩心夹持器的环压，所述岩心夹持器出口端和入口端通过连通管联通；

7、压力控制系统，所述压力控制系统包括背压阀和手动泵，所述背压阀设置在所述岩心夹持器出口端和入口端，所述手动泵用于调节所述背压阀的压力；

8、设置在所述模型系统下游的气液计量系统，所述气液计量系统包括气液分离器、设置在所述气液分离器上部出口端的第一流量计和设置在所述气液分离器下部出口端的液体计量装置；

9、温度控制系统，所述温度控制系统包括第一控温箱、第二控温箱和第三控温箱，所述第一控温箱设置在所述气体注入系统和所述液体注入系统外围，所述第二控温箱设置在所述岩心夹持器外围，所述第三控温箱设置在所述气液分离系统外围；

10、抽真空装置，所述抽真空装置设置在所述活塞搅拌容器出口管线的支路上。

11、在一些实施例中，所述活塞容器包括并联设置的第一活塞容器、第二活塞容器、第三活塞容器，所述第一活塞容器、所述第二活塞容器和所述第三活塞容器分别用于放置气体、原油和化学溶液。

12、在一些实施例中，所述岩心夹持器出口端与入口端之间的管线上设置压差传感器。

13、在一些实施例中，所述背压阀包括第一背压阀和第二背压阀，所述第一背压阀设置在所述岩心夹持器入口端，所述第二背压阀设置在所述岩心夹持器出口端。

14、在一些实施例中，所述手动泵的输出端连接第一缓冲罐，所述第一缓冲罐出口端与所述第一背压阀之间的管线上设置第一阀门，所述第一缓冲罐出口端与所述第二背压阀之间的管线上设置第二阀门。

15、在一些实施例中，所述储罐入口管线的支路上设置第一安全阀，所述活塞搅拌容器上部管线的支路上设置第二安全阀，所述第一缓冲罐出口管线的支路上设置第三安全阀。

16、在一些实施例中，所述储罐的入口端、所述活塞容器上部管线上、所述岩心夹持器出口端和入口端、所述第一缓冲罐出口端、所述气液分离器入口端均设置压力计和温度计。

17、在一些实施例中，所述气液分离器与所述第一流量计之间设置干燥器，所述干燥器与所述第一流量计之间设置第一单向阀。

18、在一些实施例中，所述液体计量装置包括天平和放置在所述天平上的玻璃容器。

19、另一方面，本发明提出了一种新型co2驱替与吞吐方法，包括驱替模拟实验和吞吐模拟实验，

20、其中，co2溶解形成的碳化水的驱替模拟实验包括以下步骤：

21、(1)检查系统气密性，将饱和油的岩样装入岩心夹持器，并将系统抽真空；

22、(2)利用手动泵调节背压阀的压力值，利用环压泵调节环压值，将第一控温箱、第二控温箱和第三控温箱的温度设定为目标值；

23、(3)气瓶中的co2经气体增压泵增压后存储在储罐中；

24、(4)将储罐中的co2注入第一活塞容器，将第一活塞容器中的co2和第三活塞容器中的化学溶液按照一定比例泵入活塞搅拌容器搅拌混合均匀形成碳化水，记录碳化水的浓度；

25、(5)利用动力泵将碳化水注入岩心夹持器进行驱替模拟实验，记录碳化水的注入量；

26、(6)利用气液计量系统计量岩心夹持器出口端的气液量，分析碳化水的驱替效果；

27、co2吞吐模拟实验包括以下步骤：

28、(1)检查系统气密性，将饱和油的岩样装入岩心夹持器，并将系统抽真空；

29、(2)利用手动泵调节背压阀的压力值，利用环压泵调节环压值，将第一控温箱、第二控温箱和第三控温箱的温度设定为目标值；

30、(3)气瓶中的co2经气体增压泵增压后存储在储罐中；

31、(4)将储罐中的co2注入第一活塞容器，利用动力泵将第一活塞容器中的co2经岩心夹持器的一端注入；

32、(5)关闭岩心夹持器两端的阀门，模拟关井一定时间后，再打开岩心夹持器注入吞吐物一端的阀门，流体从岩心夹持器的同一端吐出，流体流向气液计量系统；

33、(6)利用气液计量系统计量流体的气液量，分析吞吐效果，至此一次吞吐操作完成；

34、(7)多次重复步骤(4)～(6)，直到连续三次以上吞吐操作中，从岩心夹持器一端注入的吞吐物与从岩心夹持器的同一端流出的吞吐物的量相等，且吐出的油量为零时，则吞吐实验完成。

35、相对于现有技术，本发明的有益效果为：

36、本发明活塞搅拌容器的设置可以形成一定比例的碳化水，活塞搅拌容器下部设置搅拌装置可以使得液体和气体充分混合；控温箱和背压阀的设置可以对温度和压力精准控制，能模拟地层温度、压力条件下的高温高压驱替实验，使得实验结果计量准确，减少了实验误差；气体增压泵和储罐的设置可以研究多种气体的驱替与吞吐作用。

37、本发明的系统可以开展油气藏碳化水驱替实验、注气开采实验、水气交注实验、co2吞吐实验等评价实验。通过室内模拟实验研究在地层温度、压力条件下，多种气体等对含原油的地层的驱替开发效果，或者吞吐开发效果，分析得出不同气体、蒸汽或碳化水进行驱替或吞吐开发效果，以及驱替用量、排量、温度、压力等影响敏感性因素对驱替开发效果、吞吐开发效果的影响规律。

38、本发明操作控制速度快、效率高、误差小、系统管路清洗方便；采用模块化设计，可根据不同实验需要，广泛应用于各种实验研究领域，能对影响驱替效果或吞吐开发效果的敏感性因素进行研究，从而指导改善驱油效果。

技术特征：

1.一种新型co2驱替与吞吐系统，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述活塞容器包括并联设置的第一活塞容器、第二活塞容器、第三活塞容器，所述第一活塞容器、所述第二活塞容器和所述第三活塞容器分别用于放置气体、原油和化学溶液。

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述岩心夹持器出口端与入口端之间的管线上设置压差传感器。

4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述背压阀包括第一背压阀和第二背压阀，所述第一背压阀设置在所述岩心夹持器入口端，所述第二背压阀设置在所述岩心夹持器出口端。

5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述手动泵的输出端连接第一缓冲罐，所述第一缓冲罐出口端与所述第一背压阀之间的管线上设置第一阀门，所述第一缓冲罐出口端与所述第二背压阀之间的管线上设置第二阀门。

6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述储罐入口管线的支路上设置第一安全阀，所述活塞搅拌容器上部管线的支路上设置第二安全阀，所述第一缓冲罐出口管线的支路上设置第三安全阀。

7.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述储罐的入口端、所述活塞容器上部管线上、所述岩心夹持器出口端和入口端、所述第一缓冲罐出口端、所述气液分离器入口端均设置压力计和温度计。

8.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述气液分离器与所述第一流量计之间设置干燥器，所述干燥器与所述第一流量计之间设置第一单向阀。

9.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述液体计量装置包括天平和放置在所述天平上的玻璃容器。

10.一种新型co2驱替与吞吐方法，其特征在于，利用如权利要求1-9中任一所述的系统，包括驱替模拟实验和吞吐模拟实验，

技术总结
本发明公开了一种新型CO<subgt;2</subgt;驱替与吞吐系统及方法。本发明的系统可以开展油气藏碳化水驱替、注气开采、水气交替注入驱替、CO<subgt;2</subgt;吞吐等模拟研究。研究在地层温度、压力条件下，多种气体等对地下油气藏的驱替或者吞吐开发效果，分析得出不同条件下气体、蒸汽或碳化水等进行驱替或吞吐开发的效果，以及驱替用量、排量、温度、压力等敏感性因素对驱替开发效果、吞吐开发效果的影响规律。本发明操作控制速度快、效率高、误差小、系统管路清洗方便；采用模块化设计，可根据不同实验目标，广泛应用于多种研究领域，并对影响驱替效果或吞吐开发效果的敏感性因素进行研究，从而指导改善油气藏开发效果。

技术研发人员：张健,袁浩伟,李克相,张茂元,郭建忠,孙京,周文斌,赵清泉,李朝
受保护的技术使用者：中国华能集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14