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原文传递模拟CO2在致密基质-裂缝扩散的实验装置及前缘预测方法

专利名称：	模拟CO2在致密基质-裂缝扩散的实验装置及前缘预测方法
摘要：	本发明公开了模拟CO2在致密基质‑裂缝扩散的实验装置及前缘预测方法，本发明在现有技术的基础上，通过改进实验装置，由压裂支撑剂压实条带模拟裂缝，同时采用横向注入的方式(如果是竖向注入，注入过程的压力可能会冲击基质断面，导致基质断面附近原油被挤进基质深部，影响扩散实验精度)，可以减小由于注气时压力冲击影响而导致的潜伏期效应，使得扩散系数的实验测定更为精确。改进后的装置操作简单，更能模拟真实环境，同时，利用实验模型反演预测CO2浓度场和扩散前缘，避免了扩散过程直接取样获取CO2浓度时对系统平衡造成的干扰，提高了实验精度。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	四川;51
申请人：	西南石油大学
发明人：	魏兵;尚静;宋涛;蒲万芬
专利状态：	有效
申请日期：	2019-01-24T00:00:00+0800
发布日期：	2019-06-14T00:00:00+0800
申请号：	CN201910069472.5
公开号：	CN109883889A
代理机构：	北京中索知识产权代理有限公司
代理人：	房立普
分类号：	G01N13/00(2006.01);G;G01;G01N;G01N13
申请人地址：	610500 四川省成都市新都区新都大道8号
主权项：	1.模拟CO2在致密基质-裂缝扩散的实验装置，其特征在于，包括高压气瓶(1)、注入泵(2)、中间容器(3)、岩心夹持器(12)、恒温箱(13)、回压泵(15)，所述中间容器(3)的下端连接注入泵(2)，上端连接高压气瓶(1)，所述岩心夹持器(12)内的底部设有致密岩心(11)，致密岩心(11)的上端设有压裂支撑剂压实带(10)，所述压裂支撑剂压实带(10)的左右端面处的岩心夹持器(12)筒壁端面上分别设有左通孔(17)、右通孔(18)，所述左通孔(17)与中间容器(3)的上端相连，右通孔(18)与回压泵(15)相连，回压泵(15)的另一端设有油气分离与计量器(16)；所述岩心夹持器(12)的上端设有压力传感器(9)，右端设有围压泵(14)。 2.根据权利要求1所述的模拟CO2在致密基质-裂缝扩散的实验装置，其特征在于，所述注入泵(2)为恒速恒压泵，所述压裂支撑剂压实带(10)为高渗岩心或陶粒中的一种。 3.根据权利要求1所述的模拟CO2在致密基质-裂缝扩散的实验装置，其特征在于，所述压力传感器(9)通过数据采集卡与电脑相连。 4.根据权利要求1所述的模拟CO2在致密基质-裂缝扩散的实验装置，其特征在于，所述高压气瓶(1)与中间容器(3)连接的管路上设有第一阀门(4)；中间容器(3)与左通孔(17)连接的管路上设有第三阀门(6)；右通孔(18)与回压泵(15)连接的管路上设有第五阀门(8)；压力传感器(9)与岩心夹持器(12)连接的管路上设有第四阀门(7)。 5.根据权利要求1所述的模拟CO2在致密基质-裂缝扩散的实验装置，其特征在于，所述中间容器(3)和岩心夹持器(12)均设置在恒温箱(13)内。 6.根据权利要求1所述的模拟CO2在致密基质-裂缝扩散的实验装置，其特征在于，所述油气分离与计量器(16)包括：气液分离器和气体计量器，气液分离器与气体计量器通过管路相连，所述气液分离器为带有刻度的量筒，顶端橡胶塞密封。 7.利用模拟CO2在致密基质-裂缝扩散的实验装置的前缘预测方法，其特征在于，包括如下步骤： A、对实验装置中的管路进行清洗并干燥，连接好实验装置并检查装置的气密性，使所有阀门处于关闭状态；调节恒温箱(13)的温度至75℃； B、将致密岩心(11)抽真空后饱和原油并计量饱和的原油体积，然后将其放置于岩心夹持器(12)内底部，将根据致密油藏实际压裂工艺设计中支撑剂尺度折算所需渗透率的压裂支撑剂压实带(10)置于致密岩心(11)顶部，其直径与致密岩心(11)相同； C、将CO2导入中间容器(3)中，使中间容器(3)的压力达到16.44MPa并保持稳定，回压泵(15)压力与中间容器(3)压力设置相同，岩心夹持器(12)的围压较中间容器压力高2MPa，防止泄露； D、打开第三阀门(6)，通过注入泵(2)恒速向岩心夹持器(12)注入CO2，使岩心夹持器(12)的压力达到16.44MPa后，关闭第三阀门(6)，开始扩散实验，记录岩心夹持器(12)的压力变化，当岩心夹持器(12)的压力逐步降低并保持稳定后扩散实验结束,清理装置； E、根据压力传感器(9)记录的岩心夹持器(12)的压力-时间数据，绘制实验压降曲线； F、根据扩散实验物理模型建立扩散数学模型式，结合真实气体状态方程和质量守恒定律，将系统压力与扩散过程作联系，计算得到扩散系数； G、通过无因次格式将扩散数学模型公式无因次化后求无因次解，利用Matlab编程计算得到CO2扩散到不同空间点和时间点的无量纲浓度值；通过无因次格式、扩散模型反演求得CO2实际扩散距离和时间，并预测CO2扩散的空间浓度场及扩散前缘。 8.根据权利要求7所述的模拟CO2在致密基质-裂缝扩散的前缘预测方法，其特征在于，所述压裂支撑剂压实带(10)左右端面的中心分别与左通孔(17)、右通孔(18)对齐。 9.根据权利要求7所述的模拟CO2在致密基质-裂缝扩散的前缘预测方法，其特征在于，所述CO2扩散前缘为扩散后的浓度为初始浓度5％时所对应的位置。
所属类别：	发明专利