用于碳化水腐蚀实验的实验系统和实验方法与流程
本发明涉及含碳化水领域，具体地涉及一种用于碳化水腐蚀实验的实验系统和用于碳化水腐蚀实验的实验方法。
背景技术：
随着开发的主力油藏由常规高渗油藏转向了非常规低渗油藏、特低渗油藏和致密油藏，常见的通过注水或注气的提高采收率的技术已不能满足显著提高非常规油藏采收率的需要。而碳化水驱(溶有一定量co2气体的水溶液)作为一种新型的提高采收率的方法，其对油藏提高采收率作用效果明显优于常规提高采收率方法的作用效果，并且co2气体的利用还有助于缓解温室效应，因此，碳化水驱提高采收率技术作为非常规油藏新型提高采收率技术的推广应用十分必要。
但是在油田现场应用碳化水驱提高采收率方法时，碳化水对井下设备、管线和储层岩石的腐蚀是不容忽视的问题。碳化水注入地层后可与石油、地层水及岩石发生物理化学反应，进而改变储层物性。
中国非常规油藏储层物性差、非均质性强且微裂缝发育，因此，必须明确碳化水流体对非常规油藏储层的物性参数有何影响，以便提出适合不同类型油藏的碳化水提高采收率技术。
再者，当碳化水与井下设备管线接触时，易造成油管和管线的腐蚀，致使采输系统和基础设施过早的发生失效。每年都会发生因腐蚀而引发油井管失效的事故，使得原本的开采区块需要承担额外的经济损失，而且，为了恢复生产井的正常生产，后续的修井作业等作业项目也会花费大量资金和时间。
因此，如果不及时清晰地认识碳化水溶液对井下设备管线的腐蚀规律，就无法为油田的正常生产提供保障，无法实现企业新常态下的降本增效。
到目前为止，现有技术对有关利用碳化水驱提高采收率技术对储层岩石物性参数和井下设备管线的动态行为的研究基本是空白的，无法指导油田现场的腐蚀与防护，这样非常影响油田正常的生产和安全。在开采油藏过程中，设备和管线经常处于高温高压环境，而且碳化水溶液在设备和管线内处于动态流动的状态，这些因素都会对碳化水溶液腐蚀地下设备管线速度有一定的促进作用，而且加剧了腐蚀缺陷的形成。
然而本申请发明人发现，现有技术中并没有针对碳化水溶液的高温高压动态流动复杂环境下的腐蚀实验系统，无法对碳化水驱现场腐蚀环境进行模拟。其次，注入碳化水溶液对地层储层物性，产油速度有何不利影响不明确，碳化水溶液对储层物性参数的影响机理认识不清楚。
技术实现要素：
本发明实施例的目的是提供一种用于碳化水腐蚀实验的实验系统和实验方法，通过采用该实验系统和实验方法，可以展开针对适应我国非常规油藏物性和油藏条件下的碳化水溶液动态腐蚀的实验研究。
为了实现上述目的，本发明实施例提供一种用于碳化水腐蚀实验的实验系统，所述实验系统包括：碳化水动态腐蚀系统，所述碳化水动态腐蚀系统包括反应釜以及设置在所述反应釜内的搅拌器和用于固定实验样品的固定装置；压力控制系统，包括压力检测模块和压力调节模块，分别与所述反应釜相连接，用于检测和调节所述反应釜内部的压力；以及处理模块，与所述压力控制系统相连接，用于根据接收的所述反应釜内部的压力和预设压力，控制所述压力调节模块工作，以调节所述反应釜内部的压力。
可选的，所述实验系统还包括：碳化水制备系统，用于制备碳化水溶液并将制备完成的碳化水溶液送至所述反应釜内，所述碳化水制备系统包括：碳化水制备容器，所述碳化水制备容器内部具有活塞和搅拌器；以及恒速恒压泵，与所述处理模块和所述碳化水制备容器相连接，用于向所述碳化水制备容器内的活塞下部注入定量的液体，以推动所述活塞动作一定距离，所述压力控制系统与所述碳化水制备容器相连接，用于检测和调节所述碳化水制备容器内部的压力，其中，所述处理模块还用于执行以下操作：根据接收的所述碳化水制备容器内部的压力和预设的压力，控制所述压力调节模块工作，以调节所述碳化水制备容器内部的压力；以及根据预设的参与碳化水腐蚀实验的碳化水溶液的量，控制所述恒速恒压泵工作，以调整所述碳化水制备容器送出的碳化水溶液的量。
可选的，所述实验系统还包括：气体定量注入系统，用于将维持在一定压力状态下的co2气体送至所述碳化水制备容器内，所述气体定量注入系统包括：co2定量注入容器，所述co2定量注入容器内部具有活塞；以及恒速恒压泵，与所述处理模块和所述co2定量注入容器相连接，用于向所述co2定量注入容器内的活塞下注入定量的液体，以推动所述活塞动作一定距离，所述压力控制系统与所述co2定量注入容器相连接，用于检测和调节所述co2定量注入容器内部的压力，其中，所述处理模块还用于执行以下操作：根据接收的所述co2定量注入容器内部的压力和预设的压力，控制所述压力调节模块工作，以调节所述co2定量注入容器内部的压力；以及根据预设的参数与碳化水腐蚀实验的co2气体的量，控制所述恒速恒压泵工作，以调整所述co2定量注入容器送出的co2气体的量。
可选的，所述实验系统还包括：气体增压系统，用于将所述co2气体的压力增加至预设值后送往所述气体定量注入系统，所述气体增压系统包括：co2气罐，与增压泵相连接，用于存储co2气体；空气压缩机和增压泵，用于对进入所述增压泵的co2气体进行增压；以及高压储罐，与所述增压泵相连接，用于存储增压后的co2的气体。
可选的，所述实验系统还包括：废液收集系统，与所述碳化水动态腐蚀系统相连接，用于收集参与反应后的废液，所述废液收集系统包括：废液收集器，与所述反应釜通过管路相连接，用于收集所述反应釜内的参与所述碳化水腐蚀实验后产生的废液；以及开关阀，连接于所述管路中。
可选的，所述实验系统还包括：壳体，所述实验系统中除所述壳体和所述处理模块之外的其它设备被包含在所述壳体内，所述壳体内还设置有温度检测模块和温度控制模块，分别用于检测和调控所述壳体内的环境温度，所述处理模块根据预设的环境温度和所述温度检测模块检测的环境温度来控制所述温度控制模块工作，以调节所述实验系统内的温度。
相应的，本发明实施例还提供了一种用于碳化水腐蚀实验的实验方法，所述方法包括：控制流入至反应釜内的碳化水溶液的流量以使得所述碳化水溶液没过在所述反应釜内的固定的实验样品；控制所述反应釜内部的搅拌器动作，以使所述碳化水溶液处于动态流动状态；以及控制压力控制系统调节所述反应釜内部的压力，以使所述反应釜内部的压力达到预设压力。
可选的，所述实验方法还包括：在碳化水制备系统内部的压力维持在所述预设压力的情况下，将模拟地层水溶液与一定量的co2气体混合成一定浓度的碳化水溶液。
可选的，所述实验方法还包括：在所述模拟地层水溶液中加入缓蚀剂，以制备出具有缓蚀剂的碳化水溶液。
可选的，所述实验方法还包括：将co2气体的压力增加至预设值后，定量的送入所述碳化水制备系统。
可选的，所述实验方法还包括：去除所述实验样品经过所述碳化水腐蚀实验后的产生的腐蚀产物；以及确定所述实验样品去除所述腐蚀产物后的重量。
可选的，所述实验样品为金属试片，所述实验方法还包括根据以下公式确定所述金属试片的腐蚀速率：
可选的，所述实验样品为岩心，所述实验方法还包括根据以下公式确定所述碳化水溶液对储层的渗透率损害率：
可选的，所述实验方法还包括：根据预设的环境温度和检测的环境温度来控制温度模块工作，以使得所述碳化水腐蚀实验在预设的温度条件下进行。
相应的，本发明实施例还提供一种机器可读存储介质，该机器可读存储介质上存储有指令，该指令用于使得机器执行本申请上述中任一项所述的用于碳化水腐蚀实验的实验方法。
通过本发明的上述技术方案，可以模拟真实生产环境下，不同温度、不同的油层压力、不同的碳化水溶液含量和不同时间条件下，流动的动态碳化水溶液对油田设备及管线的腐蚀情况。
利用本发明提供的技术方案，还可以确定利用碳化水驱油过程中对储层物性影响的变化规律，根据所确定的对储层物性影响的变化规律，可以根据实际生产情况，为油田现场在制定或调整开发方案时提供参考实验结果。
利用本发明提供的技术方案，还可以测试不同浓度和状态的碳化水溶液对金属材料的腐蚀速率，根据测试结果做出评价，为油田开采设备的材料提供合适的建议，以降低生产成本，并保障油田正常安全生产。
本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：
图1是本发明实施例提供的碳化水动态腐蚀系统的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的碳化水制备系统的结构示意图；
图3是本发明实施例提供的气体定量注入系统的结构示意图；
图4是本发明实施例提供的气体增压系统的结构示意图；
图5是本发明实施例提供的废液收集系统的结构示意图；
图6是本发明实施例提供的用于碳化水腐蚀实验的实验系统的结构示意图；
图7是本发明实施例提供的用于碳化水腐蚀实验的实验方法的流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。
本发明实施例提供一种用于碳化水腐蚀实验的实验系统，其包括：碳化水动态腐蚀系统，所述碳化水动态腐蚀系统包括反应釜以及设置在所述反应釜内的搅拌器和用于固定实验样品的固定装置；压力控制系统，包括压力检测模块和压力调节模块，分别与所述反应釜相连接，用于检测和调节所述反应釜内部的压力；以及处理模块，与所述压力控制系统相连接，用于根据接收的所述反应釜内部的压力和预设压力，控制所述压力调节模块工作，以调节所述反应釜内部的压力。
其中，所述反应釜、压力检测模块和压力调节模块之间通过管线相连接。
可选的，所述固定装置为夹持器等能够固定所述实验样品的设备。
可选的，所述压力检测模块为压力表等可以检测容器内部压力的设备。
可选的，所述压力控制模块为回压泵和回压阀等可以调节容器内部压力的设备。
可选的，所述处理模块可以为通用处理器、专用处理器、常规处理器、数字信号处理器(dsp，digitalsignalprocessing)、多个微处理器、与dsp核心关联的一个或多个微处理器、控制器、微控制器、其他任何类型的集成电路(ic，integratedcircuit)、状态机等等
本发明实施例提供了一种碳化水动态腐蚀系统的具体结构，其结构示意图如图1所示。所述碳化水动态腐蚀系统包括：开关阀ⅰ101、实验样品102、夹持器103、搅拌器104、反应釜105、开关阀ⅱ106、回压阀107、回压容器408和回压泵409。
如图1所示，反应釜105具有两个管口，在反应釜105上方的管口处通过管线连接有开关阀ⅰ101，用于将碳化水溶液注入到所述反应釜105中，在反应釜105下方的管口处通过管线依次连接有开关阀ⅱ106、回压阀107、回压容器108和回压泵109，在所述管线上连接有压力表，以检测碳化水动态腐蚀系统内的反应釜105内部的压力。
其中，回压阀107、回压容器108和回压泵109共同组成一个压力调节模块，利用回压泵109对回压容器108进行施压，并通过回压阀107设定压力，可以实现对碳化水动态腐蚀系统内部的压力的精准控制，以满足实验要求。
其中，反应釜105的底部集成有搅拌器104，主要用于对反应釜105内的碳化水溶液进行旋转搅拌，以使所述碳化水溶液处于动态流动状态，实现模拟油田现场生产真实条件下的动态腐蚀情况，例如油田设备管材或储层岩石在碳化水流体流动状态下的腐蚀情况。
可选的，所述搅拌器104的搅拌速度是可调的。通过调整搅拌器104的速度，实现模拟例如停产、稳产等多个不同生产状态下的油田设备管材或储层岩石的腐蚀情况。例如所述搅拌器104的转速范围可以为0～1000r/min。
可选的，所述反应釜105的规格和夹持器的规格等可以由用户根据实际的实验情况进行选择。例如，所述反应釜105可以由耐高温高压抗腐蚀的316l不锈钢制成，内外多层耐腐pfa特氟龙喷涂，外径范围可以是60mm至100mm，内径范围可以是50mm至90mm，长度范围可以是380mm至420mm，容积范围可以是1000ml至2000ml，例如外径为80mm，内径为70mm，长度为400mm，容积为1500ml，最高耐压可达60mpa。在反应釜105内部的密封封装材料需要采用耐co2密封材料，防止溶解于碳化水中的co2气体向外界逸散，可以维持碳化水溶液的浓度。夹持器103安装在所述反应釜105的内部，所选的夹持器103是可调节大小的，可以夹持多个直径为25～30mm规格的实验样品(例如金属试片或岩心)。
具体的，利用图1所示的碳化水动态腐蚀系统进行碳化水腐蚀实验的过程为：
首先，先打开反应釜105的釜盖，根据实验要求将若干实验样品(金属试片或岩心)利用夹持器103固定住，在放置完成以后盖紧釜盖；
确认开关阀ⅱ106和回压阀107处于工作状态后，再打开开关阀ⅰ101，使得制备好的具有一定压力的碳化水溶液经开关阀ⅰ101流入反应釜105中，当碳化水溶液没过全部的实验样品以后，关闭开关阀ⅰ101，再利用回压泵109对回压容器108进行施压，并根据回压阀107设定的压力，实现对所述反应釜内部的压力进行调整(例如，在检测到反应釜105内部的压力不大于实验所需的压力的情况下，回压阀107处于关闭状态，在检测到反应釜105内部的压力大于实验所需的压力的情况下，回压阀107自动打开，实现泄压)，以满足不同实验所需的容器内部压力，并维持反应釜105内部的压力，防止发生由于反应釜105内部的压力下降导致的碳化水溶液中的co2气体逸出；
启动搅拌器104，根据碳化水腐蚀实验所需的动态流动状态来设置搅拌器104的转速，碳化水溶液在所述搅拌器104的作用下发生流动，开始对实验样品102进行腐蚀；
在达到所需的实验时间以后结束碳化水腐蚀实验，打开开关阀ⅱ106的同时利用回压控制系统(回压阀107、回压容器108和回压泵109)对反应釜105进行泄压，泄压结束后，将反应釜105内的反应后的废液通过开关阀ⅱ106后排出。
可选的，本发明实施例提供的用于碳化水腐蚀实验的实验系统还包括与碳化水动态腐蚀系统相连接的碳化水制备系统，用于制备碳化水溶液，并将制备完成的碳化水溶液送至反应釜105内。
本发明实施例还提供了一种碳化水制备系统的具体结构，其结构示意图如图2所示。所述碳化水制备系统包括开关阀201、碳化水制备容器202、恒速恒压泵203、回压阀204和回压泵205。
如图2所示，碳化水制备容器202具有两个管口，其中一个管口处通过管线连接有开关阀201，通过所述开关阀201可以将co2气体注入至碳化水制备容器202中，另一个管口通过管线依次连接有回压阀204和回压泵205，在所述管线上连接有压力表，以检测所述碳化水制备容器202内部的压力，在碳化水制备容器202的下端与恒速恒压泵203相连接，恒速恒压泵203与一装有液体的容器相连接，通过所述恒速恒压泵203向碳化水制备容器202底部注入定量的液体，推动所述碳化水制备容器202中的活塞运动。另外，回压阀204和回压泵205共同组成回压控制系统，实现对碳化水制备容器202内部的压力的精准控制，以维持进行碳化水腐蚀实验所需的容器内部压力。
其中，活塞在碳化水制备容器202的内部，在所述活塞的上部集成有搅拌器，用于对碳化水制备容器202内的碳化水溶液进行搅拌，以使注入所述碳化水制备容器202内的co2气体与水溶液充分混合。
可选的，恒速恒压泵203与处理模块之间可以通过rs485总线连接，并相互通信。
可选的，碳化水制备容器202的规格和恒速恒压泵203的型号可以由用户根据实验的具体要求来选择。
例如，碳化水制备容器202可以由耐高温高压抗腐蚀的316l不锈钢组成，内外多层耐腐蚀pfa特氟龙喷涂，外径范围可以是70mm至110mm，内径范围可以是60mm至100mm，长度范围可以是380mm至420mm，容积范围可以是1500ml至2500ml，例如外径为90mm，内径为80mm，长度为400mm，容积为2000ml，最高耐压可达50mpa。活塞优选采用耐co2密封材料，可以在碳化水制备容器202内上下运动。在活塞的顶部集成搅拌器，用于带动碳化水制备容器202内的碳化水溶液进行旋转搅拌以使其充分混合，搅拌器的速度无极可调，可以设置在0～1000r/min。恒速恒压泵203的型号优选为has-200hsb，该型号的恒速恒压泵的单缸容积为200ml，流量范围为0.01～20ml/min，流量精度可以达到0.01ml，工作压力为60mpa，所述恒速恒压泵203主要用于为活塞提供动力以使得活塞能够动作，可连续无脉冲循环，并且还能够恒速，恒压的工作。并且该型号的恒速恒压泵203具有计量准确，精度高的优点，具有压力保护和位置上下限保护，泵头材料采用了316l不锈钢，具有抽吸、排液和预增压的功能，换向阀采用电磁阀控制气动阀。
具体的，利用图2所示的碳化水制备系统进行碳化水溶液制备的具体过程为：
首先，先打开碳化水制备容器202的顶盖，将已经配置好的模拟地层水溶液倒入碳化水制备容器202中，倒入所述碳化水制备容器202的溶液的量由具体实验需求确定，然后盖紧顶盖；
随后打开开关阀201，将维持在一定压力的co2气体定量的缓缓注入至碳化水制备容器202内，以配置不同浓度的碳化水溶液，当注入的co2气体的量达到实验所需的预算值以后，关闭开关阀201；
利用回压阀204和回压泵205，根据实验要求控制碳化水制备容器202内部的压力，防止由于碳化水制备容器202内部的压力下降导致的碳化水溶液中co2浓度发生改变；
以一定的转动速度启动活塞顶部的搅拌器，对碳化水制备容器202内的液体进行旋转搅拌，以使其充分混合，即可得到一定浓度的碳化水溶液；
再控制恒速恒压泵203工作，以控制碳化水制备容器202内的活塞运动，通过设定一定的流动速度将碳化水制备容器202内的碳化水溶液推入管路，流经回压阀201、回压泵205，即可收集到一定量的具有一定浓度的碳化水溶液。
可选的，本发明实施例提供的用于碳化水腐蚀实验的实验系统还包括与碳化水制备系统相连接的气体定量注入系统，用于将维持在一定压力状态下的co2气体送至所述碳化水制备容器内。
本发明实施例还提供了一种气体定量注入系统的具体结构，其结构示意图如图3所示。所述气体定量注入系统包括回压泵301、回压阀302、开关阀303、co2定量注入容器304和恒速恒压泵305。
如图3所示，co2定量注入容器304的上端具有两个管口，其中一个管口处通过管线连接有开关阀303，在所述管线上连接有压力表，另一个管口通过管线依次与回压阀302和回压泵301相连接，在所述管线上连接有压力表，以检测所述co2定量注入容器304内部的压力，co2定量注入容器304的下端与恒速恒压泵305相连接，通过所述恒速恒压泵305向co2定量注入容器304底部注入定量的液体，推动所述co2定量注入容器中的活塞运动。另外，回压泵301和回压阀302共同组成回压控制系统，实现对co2定量注入容器304内部的压力的精准控制，以使得co2气体的压力维持在实验所需的压力值。
其中，活塞在co2定量注入容器304的内部。
可选的，恒速恒压泵305与处理模块之间可以通过rs485总线连接，并互相通信。
可选的，co2定量注入容器304的规格和恒速恒压泵305的型号可以由用户根据实验的具体要求来选择。
例如，co2定量注入容器304的外径范围可以是70mm至110mm，内径范围可以是60mm至100mm，长度范围可以是380mm至420mm，容积范围可以是1500ml至2500ml，例如外径为90mm，内径为80mm，长度为400mm，容积为2000ml，最高耐压可达50mpa。活塞优选采用耐co2密封材料，可以在co2定量注入容器304内上下运动。恒速恒压泵305的型号优选为has-200hsb，该型号的恒速恒压泵的单缸容积为200ml，流量范围为0.01-20ml/min，流量精度可以达到0.01ml，工作压力为60mpa，所述恒速恒压泵305主要用于为活塞提供动力以使得活塞能够动作，可连续无脉冲循环，并且还能够恒速，恒压的工作。并且该型号的恒速恒压泵305具有计量准确，精确度高的优点，具有压力保护及位置上下限保护，泵头材料选用了316l不锈钢，具有抽吸、排液和预增压的功能，换向阀采用电磁阀控制气动阀。
具体的，利用图3所示的气体定量注入系统将维持在一定压力状态下的co2气体送至下一实验设备的具体过程为：
首先，先打开开关阀303，以使得维持在一定压力状态下的co2气体经过所述开关阀303流入co2定量注入容器304中，在co2气体注入完毕后，关闭开关阀303以防止co2气体回流；
利用回压泵301和回压阀302，根据实验要求来调控co2定量注入容器304内的co2气体的压力；
控制恒速恒压泵305工作，以控制co2定量注入容器304内的活塞运动，通过设定一定的流动速度将co2定量注入容器304中的co2气体推入管路，流经回压泵301、回压阀302，以使得维持在一定压力状态下的co2气体能够定量的进入下一实验设备。
其中，在配置模拟地层水溶液的过程中，还可以添加一定量的不同种类的缓蚀剂，以确定不同种类的不同量的缓蚀剂缓解实验样品腐蚀的速度，确定缓蚀剂的效果，并确定最佳的剂量和最佳的使用条件。
可选的，本发明实施例提供的用于碳化水腐蚀实验的实验系统还包括气体增压系统，用于将常压下的co2气体增加至一定的压力(进行实验所需的预设压力)。
本发明实施例还提供了一种气体增压系统的具体结构，其结构示意图如图4所示。所述气体增压系统包括依次连接的co2气罐401、开关阀ⅰ402、增压泵403、电磁阀404、空气压缩机405、开关阀ⅱ406、安全阀407、高压储罐408和调压阀409.
如图4所示，co2气罐401与增压泵403之间安装有开关阀ⅰ402，增压泵403与高压储罐408之间安装有开关阀ⅱ406，增压泵403与空气压缩机405之间安装有电磁阀404，高压储罐408的管线处安装有安全阀407。即co2气罐401经开关阀ⅰ402与增压泵403连接，空气压缩机405通过电磁阀404连接于增压泵403。开关阀ⅱ406、安全阀407、高压储罐408和调压阀409依次连接在增压泵403后边。且co2气罐401、高压储罐408和调压阀409的管线上均安装压力表。
可选的，本发明该实施例中的co2气罐401、增压泵403、空气压缩机405和高压储罐408等设备的型号和规格，可以由用户根据实验需求自行选定。
例如，co2气罐401可以为充装压力15mpa的4l铝合金钢瓶。开关阀ⅰ402和开关阀ⅱ406可以采用哈氏合金不锈钢制作。增压泵403可以采用型号为stw-02-a-l的双动增压泵，用于将co2气体增压，该增压泵的驱动方式为普通压缩空气驱动，驱动压力为0.4～0.6mpa，且工作时无电火花，增压比为100：1，最大出口压力为600bar，最大流量40l/min。电磁阀404可以是型号为dn1-dn800的防爆电磁阀，连接方式为法兰连接。空气压缩机405可以采用型号为hp-1800c的无油静音空气压缩机，该型号的压缩机的电机功率为0.55kw，极限真空压力为-980mbar，额定流量为12.0m3/h，噪声等级为60db(a)。安全阀407是一种超压保护装置，可以选用型号为a41y抗腐蚀材质弹簧微启式安全阀。高压储罐408可以采用316l不锈钢制作，内外多层耐腐fpa特氟龙涂层，具有耐高温、耐高压和抗腐蚀能力，最大工作压力为60mpa，容积范围可以为1.5l至2.5l。调节阀409可以选用高精度压力调节器，最大入口压力为60mpa，最大出口压力为50mpa。
具体的，利用图4所示的气体增压系统对co2气体增压至一定压力值的具体过程为：
首先，先打开开关阀ⅰ402，存储于co2气罐401中的co2气体进入增压泵403；
空气压缩机405对进入增压泵403的co2气体进行增压，增压后的co2气体在开关阀ⅱ406的控制下进入高压储罐408；
关闭开关阀ⅰ402、电磁阀404和开关阀ⅱ406，同时调节调压阀409，以使得所述从高压储罐408中输出的co2气体的压力维持在实验所需的预设压力值。
其中，在高压储罐内部的压力高于60mpa或高于一个预设压力值时，安装在所述高压储罐408的上部的安全阀407将自动开启，以降低高压储罐408内部的压力，保证实验操作人员和设备的安全，防止发生安全事故。
可选的，本发明实施例提供的用于碳化水腐蚀实验的实验系统还包括废液收集系统，与碳化水动态腐蚀系统相连接，用于收集参与反应后的废液。
本发明实施例还提供了一种废液收集系统的具体结构，其结构示意图如图5所示。所述废液收集系统包括开关阀501和废液收集器502。
如图5所示，在废液收集器502的左端有一管口，管路上有开关阀501，用于收集从反应釜中流出的参与碳化水腐蚀实验后产生的反应废液。
具体的，利用所述废液收集系统收集废液的具体过程为：先打开开关阀501，反应釜内的废液流经开关阀501，最终全部流进废液收集器502。为了保持废液收集器清洁可用，需要定时倾倒废液收集器502内的废液。
另外，为了能够模拟出真实的油田现场的生产环境，本发明实施例提供的用于碳化水腐蚀实验的系统，还包括温度控制系统，用于控制所述实验系统中的其它设备的环境温度。
具体的，该实验系统包括一壳体，所述实验系统中的除所述壳体和所述处理模块之外的其它设备都被包含在所述壳体内，在所述壳体内还设置有温度检测模块和温度控制模块，分别用于检测和调控所述壳体内的环境温度，所述处理模块根据预设的环境温度和温度检测模块检测的环境温度来控制温度控制模块工作，以调节实验系统内的温度。
可选的，所述温度控制系统可以采用恒温式电加热箱(简称恒温箱)，通过安装在箱体顶部的两个高温循环风机推动高温空气循环流动，从而确保能够在恒温箱内无死角的均匀加热。
可选的，恒温控制系统的壳体的大小、能够加热的最高温度等参数，都不是固定的，以能够实现碳化水腐蚀实验为准。
例如，可以设置加热最高温度为150℃，利用pid控制原理调节控制温度，可以设置控温精度在±1℃左右。壳体的尺寸可以为1500*800*750mm(长*宽*高，所述壳体的尺寸不限于此，可以根据实验要求自行选定)，设置为前后开关，在壳体内部安装照明灯，所述壳体的内胆还可以采用不锈钢制成。温度检测模块可以采用高精度双通道铂电阻，其测温范围可达0～250℃，精度为0.1℃。
另外，本发明实施例提的用于碳化水腐蚀实验的实验系统，还可以包括与处理模块相连接的显示模块和存储模块。
其中，显示模块可以显示安装在管线各处的压力传感器检测的容器内部的压力、安装在壳体内的温度检测模块检测的环境温度、预设的容器内部的压力和预设的温度等数据，还可以显示各种数据的变化过程。
所述存储模块则可以存储有关碳化水腐蚀实验的各种实验数据，例如实验系统内的各个装置内部的压力的变化记录和调控过程、气体定量注入系统送出的co2气体的量，co2气体的预设压力值等等。
另外，本发明实施例提供的实验系统内的开关阀优选为电控开关，也可以机械开关。
图6是本发明实施例提供的用于碳化水腐蚀实验的实验系统的结构示意图。如图6所示，其包括位于温度控制系统6内的，且依次连接的气体增压系统4、气体定量注入系统3、碳化水制备系统2、碳化水动态腐蚀系统1和废液收集系统5。
现以本发明该实施例提供的附图详细解释本发明的技术方案。
在采用本发明该实施例提供的实验系统进行碳化水腐蚀实验时，首先需要关闭所有的开关阀，然后打开碳化水制备容器202的顶盖，将在实验室配置好的模拟地层水溶液(可同时添加一定剂量的缓蚀剂以评价缓蚀剂在碳化水腐蚀实验中的抗腐蚀效果)倒入碳化水制备容器202中，使碳化水制备容器202装有模拟地层水溶液，然后盖紧顶盖。接着打开反应釜105的釜盖，根据实验要求将若干实验样品(金属试片或岩心)放置在夹持器103中(模拟地层水溶液必须完全没过所述金属试片或岩心)，放置好之后盖紧釜盖，釜体内部的夹持器103必须固定的非常稳固，在流体流动时，夹持器103是固定不动的，而不会随着流体的旋转而转动。准备完成后打开开关阀ⅰ402，co2气罐401中的co2气体进入增压泵403，空气压缩机405对进入增压泵的co2气体进行增压，增压后的co2气体在开关阀ⅱ406的控制下进入高压储罐408，高压储罐408的上部设有安全阀407，当高压储罐内408的气体压力高于60mpa或者高于预设的压力值时，安全阀407将自动开启，降低高压储罐408内的压力，以保证实验操作人员及设备的安全。随后关闭开关阀ⅰ402、电磁阀404和开关阀ⅱ406，同时调节调压阀409，调节至实验所需的压力，使高压co2气体平稳地进入气体定量注入系统3中。打开开关阀303，气体增压系统4的高压储罐408中的高压co2气体经开关阀303流入co2定量注入容器304中，之后关闭调压阀409和开关阀303防止气体回流。回压泵301和回压阀302可根据实验要求来控制高压co2气体进入co2定量注入容器304的压力。通过恒速恒压泵205的电脑精确流量系统控制活塞上移，通过设定一定的流动速度将co2定量注入容器304中的co2气体推入管路，流经回压泵301、回压阀302和开关阀201进入碳化水制备容器202中。随后打开开关阀201，通过气体定量注入系统3的恒速恒压泵305精确流量控制，将co2定量注入容器304中的高压co2气体的缓缓注入碳化水制备容器202中，以配置不同浓度的碳化水溶液。高压co2气体经开关阀201流入碳化水制备容器202中，当注入气体的量达到实验所需预算值之后，恒速恒压泵305自动停止工作，同时关闭开关阀201防止气体回流。回压阀204和回压泵205可根据实验要求来控制碳化水制备容器202的压力，防止碳化水制备容器202内压力下降导致碳化水溶液中的co2浓度发生改变。启动活塞上部的搅拌器，设定一定的搅拌速度，对碳化水制备容器202中的碳化水溶液进行旋转搅拌，使其混合充分，制备完成后得到一定浓度的碳化水溶液。通过恒速恒压泵203的电脑精确流量系统控制活塞上移，通过设定一定的流动速度将容器中的碳化水推入管路，流经回压阀204、回压泵205和开关阀ⅰ101进入反应釜105中。在确认开关阀ⅱ106和回压阀107处于关闭状态之后，打开开关阀ⅰ101，碳化水制备容器202中制备好的碳化水流体经开关阀ⅰ101流入反应釜105中。在打开开关阀ⅰ101之前，先确认开关阀ⅱ106和回压阀107处于工作状态，回压阀107、回压容器108和回压泵109组成回压控制系统，利用回压泵109对回压容器108进行施压，并通过回压阀107设定压力，对反应釜405内部的压力进行控制，以满足不同实验所需的压力，维持碳化水动态腐蚀实验所需的压力，防止碳化水流体压力下降导致co2气体逸出。打开搅拌器104，根据碳化水动态腐蚀实验所需的动态流动状态来设置对应的转速，反应釜105中的碳化水流体发生流动，对实验样品102(金属试片或岩心)开始动态腐蚀。达到所需的实验时间后碳化水动态腐蚀实验结束，打开开关阀ⅱ106同时使用回压控制系统对反应釜105进行泄压，泄压结束后反应釜105内参与反应后的废液通过开关阀ⅱ106流入管路，流经开关阀501进入废液收集器502中。打开开关阀501，碳化水动态腐蚀反应釜105中的反应废液流经开关阀501，最终全部流进废液收集器502中。定时倾倒废液收集器502，维持废液收集器502清洁可用。最后从反应釜105中取出反应后的实验样品(金属试片或岩心)102，采用失重法对碳化水动态流动下金属试片的腐蚀速率进行测试并做出评价，或评价所使用的一定剂量的缓蚀剂的效果，以确定最佳的加剂量以及最佳使用条件；岩心则采用测试渗透率实验对碳化水驱提高采收率技术下储层的伤害程度进行评价，揭示碳化水驱油过程中储层物性的变化规律，为油田现场在制定或调整开发方案时可以提供参考实验结果。
本发明实施例提供的技术方案，可以探究碳化水溶液在流动状态下对实验样品的腐蚀情况。且该实验系统还可以提供高温、高压的实验环境，可以更加真实的还原利用碳化水驱提高采收率技术进行油藏开采时的环境条件，以模拟在油田现场生产时，碳化水驱对油田设备管线和储层岩石的动态腐蚀情况和腐蚀规律，为油田现场在制定或调整开发技术方案时提供可以参考的实验结果。另外，通过测定金属在具有缓蚀剂的腐蚀介质中的腐蚀速率，与空白实验对比，可以确定该缓蚀剂的效果、最佳的剂量和最佳使用条件。
图7是本发明实施例提供的用于碳化水腐蚀实验的实验方法的流程图。如图7所示，所述实验方法包括：控制流入至反应釜内的碳化水溶液的流量以使得所述碳化水溶液没过在所述反应釜内的固定的实验样品；控制所述反应釜内部的搅拌器动作，以使所述碳化水溶液处于动态流动状态；以及控制压力控制系统调节所述反应釜内部的压力，以使所述反应釜内部的压力达到预设压力。
可选的，本发明实施例还提供了一种制备碳化水溶液的方法：在碳化水制备系统内部的压力维持在预设压力的情况下，将模拟地层水溶液与一定量的co2气体混合成一定浓度的碳化水溶液。
其中，在制备模拟地层水溶液时，还可以加入一定剂量的缓蚀剂，以制备出具有缓蚀剂的碳化水溶液。利用所述具有缓蚀剂的碳化水溶液进行碳化水腐蚀实验，可以确定缓蚀剂对碳化水腐蚀实验的影响。
其中，在制备碳化水溶液时，注入所述碳化水制备系统的co2气体维持在一定压力状态。
其中，所述实验样品可以为金属试片或岩心。
在实验样品为金属试片的情况下，可以根据金属试片在进行碳化水腐蚀反应前后的重量和反应时间，确定某种碳化水溶液对金属试片的腐蚀能力。因此，需要确定金属试片在反应前的重量和在反应后的重量。其中，在完成碳化水腐蚀实验以后，需要去除金属试片经过碳化水腐蚀后产生的腐蚀产品，再确定金属试片在反应后的重量。
可选的，可以通过以下公式确定所述金属试片的腐蚀速率：
在实验样品为岩心的情况下，可以通过渗透率实验测出岩心在进行碳化水腐蚀实验前后的渗透率，并进一步确定碳化水溶液对储层的渗透率的损害率。
可选的，可以通过以下公式确定碳化水溶液对储层的渗透率的损害率：
另外，为了保证碳化水的实验环境接近于油田生产现场的环境，还需要控制碳化水腐蚀实验的环境温度。本发明实施例提供的实验方法还包括：根据预设的环境温度和检测的环境温度来控制温度模块工作，以使得碳化水腐蚀实验能够在预设的温度条件下进行。
本发明实施例还提供了一种采用上述的用于碳化水腐蚀实验的实验系统的实验方法，所述实验方法过程如下。
在开始进行碳化水腐蚀实验之前，先进行准备工作：检查co2气罐以确保co2气罐不漏气，同时检查各种管线和阀门有无跑冒滴漏现象；对实验样品进行预处理。如果是金属试片，则需要使用800目碳化硅(sic)砂纸对金属试片表面进行打磨，然后使用蒸馏水和丙酮清洗，在热空气中干燥以后，对金属试片进行称重后放到干燥器中以备使用，其中称重的精密度至少为0.1mg。如果是岩心，则开展渗透率实验以测出岩心在进行碳化水腐蚀实验前的渗透率。
通过反应釜内的夹持器，将实验样品固定在反应釜内部，并向碳化水制备容器中加入模拟地层水溶液(可以根据实验需要选择是否加入缓蚀剂)。
在密闭反应釜后，利用氮气冒泡法去除管线和反应釜内的空气，持续时间优选为2h，可根据情况延长或减少所述持续时间。
设定预设的环境温度，启动温度控制系统，以使得实验系统内的环境温度达到设定的环境温度，再使用co2气体流通整个实验系统以排除管线和反应釜内剩余的氮气，并调节实验系统内的空气压力至进行碳化水实验所需的空气压力。
启动气体增压系统、气体定量注入系统和碳化水制备系统，并根据实验需求配置不同浓度的碳化水溶液。
将碳化水制备系统内配置好的碳化水溶液送至反应釜内，使得所述配置好的碳化水溶液至少能够完全没过所述实验样品。
开启反应釜内的搅拌器，使得碳化水溶液处于动态流动状态。设定碳化水腐蚀实验所需的反应时间，进行模拟高温高压动态流动条件下的碳化水腐蚀实验。
在实验结束后，使反应后的液体流至废液收集器。
取出所有实验样品，并迅速用去离子水和丙酮清洗。如果所述实验样品为金属试片，则需要清洗腐蚀产物膜。具体的，可以使用浓盐酸和六次甲基胺及蒸馏水配置成溶液以去除腐蚀产物，浸泡完以后用去离子水和丙酮冲洗后晾干。
对于金属试片，通过电子天平称量其反应后的重量，根据金属试片在反应前后的重量差和反应时间，即可计算碳化水溶液对金属试片的腐蚀速率。对于岩心，则需要开展渗透率测试实验，以确定经过碳化水腐蚀实验后的岩心的渗透率，根据岩心在反应前后的渗透率，即可确定碳化水溶液对储层的伤害程度。
有关本发明提供的上述用于碳化水腐蚀实验的实验方法的具体细节及益处，可参阅上述针对本发明提供的用于碳化水腐蚀实验的实验系统的描述，于此不再赘述。
相应的，本发明一实施例还提供一种机器可读存储介质，该机器可读存储介质上存储有指令，该指令用于使得机器执行上述中任一项所述的用于碳化水腐蚀实验的实验方法。
以上结合附图详细描述了本发明实施例的可选实施方式，但是，本发明实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施例的技术构思范围内，可以对本发明实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施例的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。
本领域技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得单片机、芯片或处理器(processor)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
此外，本发明实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施例的思想，其同样应当视为本发明实施例所公开的内容。
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