一种多孔介质条件下地层原油或地层水中二氧化碳溶解度的测量装置及测量方法

本发明涉及co2溶解测量，具体为一种多孔介质条件下地层原油或地层水中二氧化碳溶解度的测量装置及测量方法。

背景技术：

1、ccus技术是目前较为成熟的减少碳排放的技术手段，将co2注入到油藏中，不仅可以提高采收率，还能将co2埋存到地下，减少大气中的co2含量，减缓温室效应。在向地下注入co2过程中，部分co2会溶解到地层水和地层流体中，由此完成了co2埋存到地下的过程，温度、压力等条件均会影响co2在地层流体中的溶解量。为了得到不同条件co2在油水中的溶解度，需要进行co2溶解度实验进行测试。

2、现有技术中，公开号为“cn105759015b”的一种在线测量注气原油体积系数和溶解度的装置，包括供气系统、缓冲系统、测试系统、气相分析系统和数据采集系统，供气系统包括气瓶；缓冲系统包括一个高压的缓冲容器，缓冲容器分别连接气瓶高压反应容器；测试系统包括高压反应容器、设置在高压反应容器上的温度控制器；气相分析系统包括气相色谱仪；数据采集系统包括计算机、数据采集器及设置在高压反应容器上的温度传感器、压力传感器、液位传感器，可实现在线测试注气前后原油的pvt数据，利用测量的pvt数据可计算出原油的体积系数和溶解度参数，方便且快捷。

3、但现有技术仍存在较大缺陷，如：上述实验方法均是测试co2在流体中的溶解度，但在实际埋存co2时，地层原油/地层水处于多孔介质的岩心处，多孔介质的岩心也会对co2的溶解产生影响，因此现有技术仅仅考虑了co2在流体中的情况，并未考虑多孔介质的岩心这一影响因素，与地层实际情况不符，难以对研究co2埋存机理以及现场设计注入co2量提供精准模拟数据以及理论指导。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种多孔介质条件下地层原油或地层水中二氧化碳溶解度的测量装置及测量方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种多孔介质条件下地层原油或地层水中二氧化碳溶解度的测量装置，包括：

4、岩心夹持器，所述岩心夹持器用于夹持岩心；

5、围压泵，所述围压泵与岩心夹持器间通过三通阀六连接，且围压泵用于向岩心夹持器施加围压；

6、回压泵，所述回压泵与岩心夹持器出口端间通过回压阀连接，且回压泵用于对岩心夹持器建立回压；

7、驱替泵，所述驱替泵与岩心夹持器进口端间设置有地层流体中间容器、co2中间容器、以及氮气中间容器，且驱替泵用于将地层流体中间容器中的地层原油、co2中间容器中的co2、或氮气中间容器中的氮气输入至岩心夹持器内的岩心处；

8、气量计，所述气量计与回压阀间通过锥形瓶连接，且锥形瓶用于计量出液量，且气量计用于计量出气量。

9、进一步的，所述驱替泵与氮气中间容器间设置有三通阀四，且三通阀四进口端与驱替泵输出端连接，且三通阀四第一出口端与氮气中间容器进口端连接，且三通阀四第二出口端与三通阀三进口端连接，所述三通阀三第一出口端、第二出口端分别与地层流体中间容器进口端、co2中间容器进口端连接；

10、所述氮气中间容器和岩心夹持器间设置有三通阀二，且三通阀二第一进口端与氮气中间容器出口端连接，且三通阀二第二进口端与三通阀一出口端连接，且三通阀二出口端与岩心夹持器进口端间通过三通阀五连接，所述三通阀一第一进口端、第二进口端分别与地层流体中间容器出口端、co2中间容器出口端连接。

11、进一步的，所述三通阀五连接有进口压力表。

12、进一步的，所述三通阀六连接有围压压力表。

13、进一步的，所述岩心夹持器出口端和回压阀间连接有三通阀七，且三通阀七上连接有出口压力表。

14、进一步的，所述回压泵和回压阀间也设置有氮气中间容器，且氮气中间容器进口端和回压泵输出端连接，且回压阀远离锥形瓶的一端与氮气中间容器出口端间通过三通阀八连接。

15、进一步的，所述三通阀八连接有回压压力表。

16、进一步的，所述岩心夹持器外侧设置有对其进行加热的烘箱。

17、一种测量方法，用于上述的多孔介质条件下地层原油或地层水中二氧化碳溶解度的测量装置，包括如下步骤：

18、s1，通过围压泵向岩心夹持器中的岩心施加围压，通过驱替泵将氮气中间容器中的氮气输入至岩心夹持器中的岩心处以进行加压，通过回压泵对岩心夹持器中的岩心建立回压；

19、s2，配置地层原油，通过驱替泵将地层流体中间容器中的地层原油输入至岩心夹持器中的岩心处，直至岩心中的地层原油达到完全饱和时，记录驱替泵的进泵量和锥形瓶收集的出液量，以此计算岩心中饱和原油的摩尔数；

20、s3，通过驱替泵将co2中间容器中的co2输入至岩心夹持器中的岩心处，关闭岩心夹持器出入口阀门，直至出入口压力稳定，co2完全溶解在原油中，打开阀门，通过回压泵降低回压以使岩心夹持器出口出气，记录锥形瓶收集的出液量以及气量计收集的出气量，以此计算出co2在地层原油中的溶解度；

21、s4，注入岩心中的co2体积根据岩心中的原油摩尔数计算，从而向岩心中注入不同体积的co2并重复上述步骤s3，计算不同co2注入量下的溶解度。

22、进一步的，配置的所述地层原油气油比为79.3m3/m3，在通过驱替泵将氮气中间容器中的氮气输入至岩心夹持器中的岩心处以进行加压时，保持围压压力比岩心夹持器进口端压力高500-600ps i，且通过驱替泵将氮气中间容器中的氮气输入至岩心夹持器中的岩心处以加压至32mpa时停止加压。

23、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

24、本发明的多孔介质条件下地层原油或地层水中二氧化碳溶解度的测量装置及测量方法，通过岩心的设置，使得测量co2溶解度的试验过程在岩心中进行，充分考虑岩心对co2溶解度的影响，与实际储层中co2在地层原油中的溶解度更相近，测试结果更为精准，并在计算最大溶解度的同时也得到了不同注入量下co2在地层原油中的溶解规律，为后续研究co2埋存机理以及现场设计注入co2量提供精准模拟数据以及理论指导。

技术特征：

1.一种多孔介质条件下地层原油或地层水中二氧化碳溶解度的测量装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的多孔介质条件下地层原油或地层水中二氧化碳溶解度的测量装置，其特征在于：所述驱替泵与氮气中间容器间设置有三通阀四，且三通阀四进口端与驱替泵输出端连接，且三通阀四第一出口端与氮气中间容器进口端连接，且三通阀四第二出口端与三通阀三进口端连接，所述三通阀三第一出口端、第二出口端分别与地层流体中间容器进口端、co2中间容器进口端连接；

3.根据权利要求2所述的多孔介质条件下地层原油或地层水中二氧化碳溶解度的测量装置，其特征在于：所述三通阀五连接有进口压力表。

4.根据权利要求1所述的多孔介质条件下地层原油或地层水中二氧化碳溶解度的测量装置，其特征在于：所述三通阀六连接有围压压力表。

5.根据权利要求1所述的多孔介质条件下地层原油或地层水中二氧化碳溶解度的测量装置，其特征在于：所述岩心夹持器出口端和回压阀间连接有三通阀七，且三通阀七上连接有出口压力表。

6.根据权利要求1所述的多孔介质条件下地层原油或地层水中二氧化碳溶解度的测量装置，其特征在于：所述回压泵和回压阀间也设置有氮气中间容器，且氮气中间容器进口端和回压泵输出端连接，且回压阀远离锥形瓶的一端与氮气中间容器出口端间通过三通阀八连接。

7.根据权利要求6所述的多孔介质条件下地层原油或地层水中二氧化碳溶解度的测量装置，其特征在于：所述三通阀八连接有回压压力表。

8.根据权利要求1所述的多孔介质条件下地层原油或地层水中二氧化碳溶解度的测量装置，其特征在于：所述岩心夹持器外侧设置有对其进行加热的烘箱。

9.一种测量方法，用于上述权利要求1-8任意一项所述的多孔介质条件下地层原油或地层水中二氧化碳溶解度的测量装置，其特征在于，包括如下步骤：

10.根据权利要求9所述的测量方法，其特征在于：配置的所述地层原油气油比为79.3m3/m3，在通过驱替泵将氮气中间容器中的氮气输入至岩心夹持器中的岩心处以进行加压时，保持围压压力比岩心夹持器进口端压力高500-600psi，且通过驱替泵将氮气中间容器中的氮气输入至岩心夹持器中的岩心处以加压至32mpa时停止加压。

技术总结
本发明公开了一种多孔介质条件下地层原油或地层水中二氧化碳溶解度的测量装置及测量方法，涉及CO<subgt;2</subgt;溶解测量技术领域，测量装置包括：用于夹持岩心的岩心夹持器、用于向岩心夹持器施加围压的围压泵、用于对岩心夹持器建立回压的回压泵、用于将地层流体中间容器中的地层原油、CO<subgt;2</subgt;中间容器中的CO<subgt;2</subgt;、或氮气中间容器中的氮气输入至岩心夹持器处的驱替泵、以及气量计和锥形瓶，本发明通过岩心的设置，使得测量CO<subgt;2</subgt;溶解度的试验过程在岩心中进行，充分考虑岩心对CO<subgt;2</subgt;溶解度的影响，与实际储层中CO<subgt;2</subgt;在地层原油中的溶解度更相近，测试结果更为精准，为后续研究CO<subgt;2</subgt;埋存机理以及现场设计注入CO<subgt;2</subgt;量提供精准模拟数据以及理论指导。

技术研发人员：胡义升,蒲磊,李传亮
受保护的技术使用者：西南石油大学
技术研发日：
技术公布日：2024/5/10