CN116084897A - 二氧化碳不同封存方式实验用联合设备及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种二氧化碳不同封存方式实验用联合设备，包括驱替装置、封存反应装置和测量装置，驱替装置包括驱替泵以及并联设置的水油中间容器和二氧化碳中间容器，驱替泵与水油中间容器和二氧化碳中间容器的并联连接的第一端连接，封存反应装置的进口端与水油中间容器和二氧化碳中间容器的并联连接的第二端连接，测量装置包括称重器、第一压力检测器、气液分离器、气量计和矿物分析仪，第一压力检测器置于水油中间容器内，气液分离器与封存反应装置的出口端连接，从而使得可以通过一套设备对多种封存方式下的二氧化碳封存量进行评估，相较于现有技术独立进行不同的封存实验，明显减少了实验步骤和人工操作，提升了实验效果和实验效率。
Description
技术领域
本发明属于二氧化碳封存技术领域，尤其涉及一种二氧化碳不同封存方式实验用联合设备及方法。
背景技术
水平井和体积压裂等增产技术的进步，实现了致密油气资源的有效开发。然而，由于天然裂缝中原油的迅速枯竭以及基质中原油的缓慢补给，致密油藏很难做到可持续开采。超临界二氧化碳能够起到溶胀原油、降低原油渗流阻力，促进油藏孔壁表面发生润湿反转、孔道孔径变宽和疏通孔喉等作用。注二氧化碳提高采收率技术成为致密油藏衰竭开发后期最有前景的增产手段，是实现原油增产和温室气体埋存的双赢技术。“碳达峰、碳中和”背景下，如何有效地削减二氧化碳的排放量是一个亟待解决的前沿问题。
目前最可行的是以碳捕集、碳驱油与碳埋存一体化(CCUS)技术。作为碳埋存和增油上产的理想场所，致密油藏近年来越来越受到重视。致密油藏二氧化碳埋存过程复杂，其埋存机制主要包括构造封存、溶解埋存、束缚埋存和矿化封存等。现有技术只对溶解埋存和矿化封存进行计算，并且各封存实验通过单独的***设备独立进行实验，实验步骤复杂、人工操作流程多导致实验效果无法反应真实二氧化碳埋存情况、实验精度低、效率不高。
发明内容
针对现有技术的上述缺陷或不足，本发明提供了一种二氧化碳不同封存方式实验用联合设备，旨在解决各封存实验通过单独的***设备独立进行实验，实验步骤复杂、人工操作流程多导致实验效果无法反应真实二氧化碳埋存情况、实验精度低、效率不高的技术问题。
为了实现上述目的，本发明提供一种二氧化碳不同封存方式实验用联合设备，其中，二氧化碳不同封存方式实验用联合设备包括驱替装置、封存反应装置和测量装置，驱替装置，包括驱替泵以及并联设置的水油中间容器和二氧化碳中间容器，驱替泵与水油中间容器和二氧化碳中间容器的并联连接的第一端连接，并用于驱替水油中间容器和/或二氧化碳中间容器内的驱替介质；封存反应装置，封存反应装置的进口端与水油中间容器和二氧化碳中间容器的并联连接的第二端连接，并用于内置实验岩心进行封存实验；测量装置，包括称重器、第一压力检测器、气液分离器、气量计和矿物分析仪，第一压力检测器置于水油中间容器内，气液分离器与封存反应装置的出口端连接，气量计用于对气液分离器的分离气量进行检测，称重器用于对实验岩心的重量进行称重，矿物分析仪用于对实验岩心的碳元素含量进行检测。
在本发明实施例中，水油中间容器包括地层水容器和原油容器，地层水容器、原油容器和二氧化碳中间容器并联设置，第一压力检测器的数量为两个，两个第一压力检测器分设于地层水容器和原油容器内，并且地层水容器、原油容器和二氧化碳中间容器的前端均设置有第一阀门，地层水容器、原油容器和二氧化碳中间容器的后端均设置有第二阀门。
在本发明实施例中，封存反应装置包括岩心夹持器和第二压力检测器，岩心夹持器内置实验岩心，并且进口端与水油中间容器和二氧化碳中间容器的并联连接的第二端连接，气液分离器与岩心夹持器的出口端连接。
在本发明实施例中，封存反应装置还包括与岩心夹持器连接的围压泵。
在本发明实施例中，气液分离器包括气液分离筒、气液产出管和排气管，气液产出管的入口端与封存反应装置的出口端连接，气液产出管的出口端伸入气液分离筒内，排气管的进气端伸入气液分离筒内，排气管的出气端连接气量计。
为了实现上述目的，本发明包括一种二氧化碳不同封存方式实验方法，其中，二氧化碳不同封存方式实验方法采用上述二氧化碳不同封存方式实验用联合设备，二氧化碳不同封存方式实验方法包括对第一实验岩心进行溶解封存实验方法，溶解封存实验方法包括：
控制驱替泵向地层水容器内注入待溶解二氧化碳；
控制驱替泵向原油容器内注入待溶解二氧化碳；
分别获取地层水容器和原油容器内的第一压力检测器的压力检测数据；
根据压力检测数据获取二氧化碳分别在地层水中的第一溶解度以及在原油中的第二溶解度；
控制驱替泵将地层水容器内溶解有二氧化碳的地层水驱替至封存反应装置进行饱和水操作；
测量饱和水操作后的第一实验岩心的饱和水重量；
控制驱替泵将原油容器内溶解有二氧化碳的原油驱替至封存反应装置进行饱和油操作；
测量饱和油操作后的第一实验岩心的饱和油重量；
根据第一实验岩心的初始重量、地层水密度、原油密度、所述第一溶解度、第二溶解度、饱和水重量和所述饱和油重量计算得到第一实验岩心在溶解封存实验中的二氧化碳封存量。
在本发明实施例中，二氧化碳不同封存方式实验用联合设备还包括二氧化碳吸附仪，二氧化碳吸附仪用于对实验岩心进行束缚封存实验。
在本发明实施例中，二氧化碳不同封存方式实验方法还包括对第二实验岩心进行束缚封存实验方法，束缚封存实验方法包括：
获取称重器测得的第二实验岩心的初始质量，其中，第二实验岩心与第一实验岩心的物理特性相同；
获取第二实验岩心在二氧化碳吸附仪进行束缚封存实验的二氧化碳吸附量；
根据第一实验岩心的初始质量、第二实验岩心的初始质量以及二氧化碳吸附量计算得到第一实验岩心在束缚封存实验中的二氧化碳封存量。
在本发明实施例中，二氧化碳不同封存方式实验方法还包括对第一实验岩心进行矿化封存实验方法，矿化封存实验方法置于溶解封存实验方法之后，并包括：
获取矿物分析仪测得的第一实验岩心在进行饱和油操作前的第一碳元素含量；
控制驱替泵将二氧化碳中间容器中的二氧化碳驱替至封存反应装置进行驱油操作，直至封存反应装置的进口端和出口端的二氧化碳气量相等；
获取称重器测得的第一实验岩心的烘干质量；
获取矿物分析仪测得的第一实验岩心在驱油操作后的第二碳元素含量；
根据第一实验岩心的初始质量、二氧化碳分子量、碳分子量、烘干质量、第一碳元素含量和第二碳元素含量计算得到矿化封存实验中的二氧化碳封存量。
在本发明实施例中，二氧化碳不同封存方式实验方法还包括进行构造封存实验方法，构造封存实验方法包括：
获取驱油操作的二氧化碳注入量和二氧化碳产出量；
根据二氧化碳注入量、二氧化碳产出量、溶解封存实验的二氧化碳封存量、束缚封存实验的二氧化碳封存量以及矿化封存实验的二氧化碳封存量计算得到构造封存实验中的二氧化碳封存量。
通过上述技术方案，本发明实施例所提供的二氧化碳不同封存方式实验用联合设备具有如下的有益效果：
当使用上述二氧化碳不同封存方式实验用联合设备时，由于包括驱替装置、封存反应装置和测量装置，驱替装置包括驱替泵以及并联设置的水油中间容器和二氧化碳中间容器，驱替泵与水油中间容器和二氧化碳中间容器的并联连接的第一端连接，并用于驱替水油中间容器和/或二氧化碳中间容器内的驱替介质，通过驱替泵连接水油中间容器以模拟地层中水油的形成，通过驱替泵连接二氧化碳中间容器以模拟在地层中通过封存二氧化碳的方式采集原油；封存反应装置的进口端与水油中间容器和二氧化碳中间容器的并联连接的第二端连接，并用于内置实验岩心进行封存实验，通过实验岩心与油水介质及二氧化碳的反应来模拟现实中油藏对二氧化碳的封存效果；测量装置包括称重器、第一压力检测器、气液分离器、气量计和矿物分析仪，第一压力检测器置于水油中间容器内，在将过量的二氧化碳注入水油中间容器后，根据第一压力检测器检测的压力检测数据计算二氧化碳分别在地层水或原油中的溶解度，并且称重器能够分别对饱和水操作和饱和油操作后的实验岩心质量进行称重，则通过第一压力检测器和称重器能够对计算溶解封存实验方法中的二氧化碳封存量的数据进行采集；矿物分析仪测得实验岩心饱和油操作前后的第一碳元素含量和第二碳元素含量，称重器能够对饱和油操作后的实验岩心的质量进行称重，则通过矿物分析仪和称重器能够对计算矿化封存实验方法中的二氧化碳封存量的数据进行采集；二氧化碳不同封存方式实验用联合设备还包括二氧化碳吸附仪，将另一块实验岩心放入二氧化碳吸附仪吸附二氧化碳并测得二氧化碳吸附量，通过称重器测得该实验岩心的质量，则通过二氧化碳吸附仪和称重器能够对计算束缚封存实验方法中的二氧化碳封存量的数据进行采集；气液分离器与封存反应装置的出口端连接，气量计用于对气液分离器的分离的二氧化碳的产出量进行检测，驱替泵用于测得二氧化碳的注入量，则通过气量计和驱替泵能够对计算构造封存实验方法中的二氧化碳封存量的数据进行采集，即测量装置能对实验岩心在不同封存模式下的二氧化碳封存量的数据进行采集。相较于现有技术中只对溶解埋存和矿化封存进行计算，并且各封存实验通过单独的***设备独立进行实验，本发明可以通过一套设备***地对溶解封存、矿化封存、束缚封存和构造封存的多种封存方式下的二氧化碳封存量进行评估，相较于现有技术独立进行不同的封存实验，明显减少了实验步骤和人工操作，提升了实验效果和实验效率，能够反应真实的二氧化碳埋存情况，并提高了计算精度，能够量化二氧化碳不同封存方式的封存量。
本发明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的理解，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，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是根据本发明一实施例中二氧化碳不同封存方式实验用联合设备的示意图；
图2是根据本发明一实施例中二氧化碳溶解封存实验方法的流程图；
图3是根据本发明一实施例中二氧化碳束缚封存实验方法的流程图；
图4是根据本发明一实施例中二氧化碳矿化封存实验方法的流程图；
图5是根据本发明一实施例中二氧化碳构造封存实验方法的流程图。
附图标记说明
100 驱替装置 101 封存反应装置
102 测量装置 103 驱替泵
104 水油中间容器 105 二氧化碳中间容器
106 称重器 107 第一压力检测器
108 第二压力检测器 109 气量计
110 气液分离器 111 矿物分析仪
112 地层水容器 113 原油容器
114 第一阀门 115 岩心夹持器
116 第二阀门 117 二氧化碳吸附仪
118 围压泵
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施例进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
水平井和体积压裂等增产技术的进步，实现了致密油气资源的有效开发。然而，由于天然裂缝中原油的迅速枯竭以及基质中原油的缓慢补给，致密油藏很难做到可持续开采。超临界二氧化碳能够起到溶胀原油、降低原油渗流阻力，促进油藏孔壁表面发生润湿反转、孔道孔径变宽和疏通孔喉等作用。注二氧化碳提高采收率技术成为致密油藏衰竭开发后期最有前景的增产手段，是实现原油增产和温室气体埋存的双赢技术。“碳达峰、碳中和”背景下，如何有效地削减二氧化碳的排放量是一个亟待解决的前沿问题。
目前最可行的是以碳捕集、碳驱油与碳埋存一体化(CCUS)技术。作为碳埋存和增油上产的理想场所，致密油藏近年来越来越受到重视。致密油藏二氧化碳埋存过程复杂，其埋存机制主要包括构造封存、溶解埋存、束缚埋存和矿化封存等。现有技术只对溶解埋存和矿化封存进行计算，并且各封存实验通过单独的***设备独立进行实验，实验步骤复杂、人工操作流程多导致实验效果不佳、效率不高。
基于此，本申请实施例提供了一种二氧化碳不同封存方式实验用联合设备，旨在解决各封存实验通过单独的***设备独立进行实验，实验步骤复杂、人工操作流程多导致实验效果无法反应真实二氧化碳埋存情况、实验精度低、效率不高的技术问题。
下面参考附图描述根据本发明的二氧化碳不同封存方式实验用联合设备。
如图1所示，在本发明的实施例中，提供一种二氧化碳不同封存方式实验用联合设备，其中，二氧化碳不同封存方式实验用联合设备包括：
驱替装置100，包括驱替泵103以及并联设置的水油中间容器104和二氧化碳中间容器105，驱替泵103与水油中间容器104和二氧化碳中间容器105的并联连接的第一端连接，并用于驱替水油中间容器104和/或二氧化碳中间容器105内的驱替介质；
封存反应装置101，封存反应装置101的进口端与水油中间容器104和二氧化碳中间容器105的并联连接的第二端连接，并用于内置实验岩心进行封存实验；
测量装置102，包括称重器106、第一压力检测器107、气液分离器110、气量计109和矿物分析仪111，第一压力检测器107置于水油中间容器104内，气液分离器110与封存反应装置101的出口端连接，气量计109用于对气液分离器110的分离气量进行检测，称重器106用于对实验岩心的重量进行称重，矿物分析仪111用于对实验岩心的碳元素含量进行检测。
当使用上述二氧化碳不同封存方式实验用联合设备时，由于包括驱替装置100、封存反应装置101和测量装置102，驱替装置100包括驱替泵103以及并联设置的水油中间容器104和二氧化碳中间容器105，驱替泵103与水油中间容器104和二氧化碳中间容器105的并联连接的第一端连接，并用于驱替水油中间容器104和/或二氧化碳中间容器105内的驱替介质，通过驱替泵103连接水油中间容器104以模拟地层中水油的形成，通过驱替泵103连接二氧化碳中间容器105以模拟在地层中通过封存二氧化碳的方式采集原油；封存反应装置101的进口端与水油中间容器104和二氧化碳中间容器105的并联连接的第二端连接，并用于内置实验岩心进行封存实验，通过实验岩心与油水介质及二氧化碳的反应来模拟现实中油藏对二氧化碳的封存效果；测量装置102包括称重器106、第一压力检测器107、气液分离器110、气量计109和矿物分析仪111，第一压力检测器107置于水油中间容器104内，在将过量的二氧化碳注入水油中间容器104后，根据第一压力检测器107检测的压力检测数据计算二氧化碳分别在地层水或原油中的溶解度，并且称重器106能够分别对饱和水操作和饱和油操作后的实验岩心质量进行称重，则通过第一压力检测器107和称重器106能够对计算溶解封存实验方法中的二氧化碳封存量的数据进行采集；矿物分析仪111测得实验岩心饱和油操作前后的第一碳元素含量和第二碳元素含量，称重器106能够对饱和油操作后的实验岩心的质量进行称重，则通过矿物分析仪111和称重器106能够对计算矿化封存实验方法中的二氧化碳封存量的数据进行采集；气液分离器110与封存反应装置101的出口端连接，气量计109用于对气液分离器110的分离的二氧化碳的产出量进行检测，驱替泵103用于测得二氧化碳的注入量，则通过气量计109和驱替泵103能够对计算构造封存实验方法中的二氧化碳封存量的数据进行采集，即测量装置102能对实验岩心在不同封存模式下的二氧化碳封存量的数据进行采集。相较于现有技术中只对溶解埋存和矿化封存进行计算，并且各封存实验通过单独的***设备独立进行实验，本发明可以通过一套设备***地对多种封存方式下的二氧化碳封存量进行评估，相较于现有技术独立进行不同的封存实验，明显减少了实验步骤和人工操作，提升了实验效果和实验效率，能够反应真实的二氧化碳埋存情况，并提高了计算精度，能够量化二氧化碳不同封存方式的封存量。
参见图1，在本发明实施例中，水油中间容器104包括地层水容器112和原油容器113，地层水容器112、原油容器113和二氧化碳中间容器105并联设置，第一压力检测器107的数量为两个，两个第一压力检测器107分设于地层水容器112和原油容器113内，并且地层水容器112、原油容器113和二氧化碳中间容器105的前端均设置有第一阀门114，地层水容器112、原油容器113和二氧化碳中间容器105的后端均设置有第二阀门116。即两个第一压力检测器107可分别检测地层水容器112和原油容器113内的压力大小，则在进行溶解封存实验时，能够根据第一压力检测器107对注入过量二氧化碳的地层水容器112或原油容器113测得的压力检测数据计算得到二氧化碳在地层水或原油中的溶解度。具体地，打开二氧化碳中间容器105的前后两端的第一阀门114和第二阀门116，并将地层水容器112和原油容器113的第一阀门114打开，以使得驱替泵103能够分别将二氧化碳中间容器105内的过量二氧化碳注入地层水容器112和原油容器113进行溶解，并关闭地层水容器112和原油容器113的第一阀门114以及二氧化碳中间容器105的前后两端的第一阀门114和第二阀门116。
此外，通过控制对应的第一阀门114和第二阀门116的开闭，使得地层水容器112、原油容器113或二氧化碳中间容器105中的任意一个可与封存反应装置101连通，从而驱替泵103将对应的水、原油和二氧化碳泵入封存反应装置101内与实验岩心发生反应，以实现对二氧化碳的封存检测。
参见图1，在本发明实施例中，封存反应装置101包括岩心夹持器115和第二压力检测器108，岩心夹持器115内置实验岩心，并且进口端与水油中间容器104和二氧化碳中间容器105的并联连接的第二端连接，气液分离器110与岩心夹持器115的出口端连接。即岩心夹持器115起到夹持和保护实验岩心的作用，第二压力检测器108起到检测岩心夹持器115内压力的目的，气液分离器110用于分离从岩心夹持器115输出的水油和二氧化碳。
参见图1，在本发明实施例中，封存反应装置101还包括与岩心夹持器115连接的围压泵118。即围压泵118起到平衡岩心夹持器115内部各处压力的作用，以使得油水介质能够从岩心夹持器115的入口进入岩心夹持器115并充分与实验岩心发生反应，最终从岩心夹持器115的出口处排出。
参见图1，在本发明实施例中，气液分离器110包括气液分离筒、气液产出管和排气管，气液产出管的入口端与封存反应装置101的出口端连接，气液产出管的出口端伸入气液分离筒内，排气管的进气端伸入气液分离筒内，排气管的出气端连接气量计109。即气液混合物从岩心夹持器115的出口端通过气液产出管进入气液分离筒内，气液分离筒用于接收液态的原油并计算原油的产出量，二氧化碳气体通过排气管排出至气量计109内，便于对二氧化碳的产出量进行计算，进而为二氧化碳的封存量提供数据支撑。
参见图1和图2，本发明包括一种二氧化碳不同封存方式实验方法，其中，二氧化碳不同封存方式实验方法采用上述二氧化碳不同封存方式实验用联合设备，二氧化碳不同封存方式实验用联合设备还包括控制装置，控制装置分别与驱替泵103和第一压力检测器107通讯连接，二氧化碳不同封存方式实验方法包括对第一实验岩心进行溶解封存实验方法，溶解封存实验方法包括以下步骤：
步骤100，控制驱替泵103向地层水容器112内注入待溶解二氧化碳；
步骤110，控制驱替泵103向原油容器113内注入待溶解二氧化碳；
步骤120，分别获取地层水容器112和原油容器113内的第一压力检测器107的压力检测数据；
步骤130，根据压力检测数据获取二氧化碳分别在地层水中的第一溶解度以及在原油中的第二溶解度；
步骤140，控制驱替泵103将地层水容器112内溶解有二氧化碳的地层水驱替至封存反应装置101进行饱和水操作；
步骤150，测量饱和水操作后的第一实验岩心的饱和水重量；
步骤160，控制驱替泵103将原油容器113内溶解有二氧化碳的原油驱替至封存反应装置101进行饱和油操作；
步骤170，测量饱和油操作后的第一实验岩心的饱和油重量；
步骤180，根据第一实验岩心的初始重量、地层水密度、原油密度、第一溶解度、第二溶解度、饱和水重量和饱和油重量计算得到第一实验岩心在溶解封存实验中的二氧化碳封存量。
具体地，在本发明的一个实施例中，将地层水容器112、原油容器113和二氧化碳中间容器105保持至实验相同的温度，向地层水容器112注入100ml地层水，并通过控制器控制驱替泵103注入过量的二氧化碳，通过控制器控制第一压力检测器107监测并计算得到二氧化碳在地层水中的第一溶解度ρ溶解水(g/100ml)。向原油容器113中注入100ml原油，并通过控制器控制驱替泵103注入过量的二氧化碳，通过控制器控制的第二压力检测器108监测并计算得到二氧化碳在原油中的第二溶解度ρ溶解油(g/100ml)。通过称重器106测定第一实验岩心的初始质量M岩初(g)，向岩心夹持器115中的第一实验岩心注入饱和地层水，并通过称重器106得到第一实验岩心的饱和水重量M岩饱和水(g)，再向岩心夹持器115中的第一实验岩心注入饱和原油，并通过称重器106得到第一实验岩心的饱和油重量M岩饱和油(g)，根据已知的地层水密度ρ水密度(g/cm3)和原油密度ρ油密度(g/cm3)，即最终得到二氧化碳溶解封存量为M溶解＝(M岩饱和水-M岩初)/ρ溶解水*ρ水密度+(M岩饱和油-M岩饱和水)/ρ溶解油*ρ油密度(g)。
参见图1，在本发明实施例中，二氧化碳不同封存方式实验用联合设备还包括二氧化碳吸附仪117，二氧化碳吸附仪117用于对第二实验岩心进行束缚封存实验。即二氧化碳吸附仪117起到在第二实验岩心内吸附二氧化碳的作用，二氧化碳吸附仪117内的第二实验岩心在吸附二氧化碳后增加的重量为第二实验岩心的二氧化碳束缚封存重量。
具体地，在二氧化碳吸附仪117内的第二实验岩心与岩心夹持器115内的第一实验岩心为同一类型的岩心，即两者具有相同的束缚封存特性，根据岩心夹持器115内的第一实验岩心重量与二氧化碳吸附仪117内的第二实验岩心重量的比值，以及二氧化碳吸附仪117内实际吸附的二氧化碳的重量，由二氧化碳吸附仪117内实际吸附的二氧化碳的重量与两种岩心重量的比值之积可以得到岩心夹持器115内的第一实验岩心理论上的束缚封存的二氧化碳的重量，无需将岩心夹持器115打开并对其内部的第一实验岩心进行二氧化碳的吸附检测，以得到更加准确的数据，减小实验的误差，这一过程中岩心夹持器115内的第一实验岩心可进行其他封存实验，以缩短封存实验的周期，提高实验的效率。
参见图1和图3，在本发明实施例中，控制装置与二氧化碳吸附仪117通讯连接，二氧化碳不同封存方式实验方法还包括对第二实验岩心进行束缚封存实验方法，束缚封存实验方法包括以下步骤：
步骤200，获取称重器106测得的第二实验岩心的初始质量，其中，第二实验岩心与第一实验岩心的物理特性相同；
步骤210，获取第二实验岩心在二氧化碳吸附仪117进行束缚封存实验的二氧化碳吸附量；
步骤220，根据第一实验岩心的初始质量、第二实验岩心的初始质量以及二氧化碳吸附量计算得到第一实验岩心在束缚封存实验中的二氧化碳封存量。
具体地，在本发明的一个实施例中，选取与岩心夹持器115内的第一实验岩心具有相同物理特性的第二实验岩心，通过称重器106测得第二实验岩心的初始质量M束缚岩(g)，控制器控制二氧化碳吸附仪117对第二实验岩心吸附二氧化碳，以得到第二实验岩心的二氧化碳吸附量M束缚标(g)，根据岩心夹持器115中的第一实验岩心的初始质量M岩初(g)，即最终得到二氧化碳束缚封存量为M束缚＝M岩初/M束缚岩*M束缚标(g)。
参见图1和图4，在本发明实施例中，控制装置还与矿物分析仪111通讯连接，二氧化碳不同封存方式实验方法还包括对第一实验岩心进行矿化封存实验方法，矿化封存实验方法置于溶解封存实验方法之后，并包括以下步骤：
步骤300，获取矿物分析仪111测得的第一实验岩心在进行饱和油操作前的第一碳元素含量；
步骤310，控制驱替泵103将二氧化碳中间容器105中的二氧化碳驱替至封存反应装置101进行驱油操作，直至封存反应装置101的进口端和出口端的二氧化碳气量相等；
步骤320，获取称重器106测得的第一实验岩心的烘干质量；
步骤330，获取矿物分析仪111测得的第一实验岩心在驱油操作后的第二碳元素含量；
步骤340，根据第一实验岩心的初始质量、二氧化碳分子量、碳分子量、烘干质量、第一碳元素含量和第二碳元素含量计算得到矿化封存实验中的二氧化碳封存量。
具体地，在本发明的一个实施例中，在进行封存实验前，对第一实验岩心进行切片并通过矿物分析仪111测得第一实验岩心的第一碳元素含量C初始％，在进行完溶解封存实验的饱和油操作后，再控制二氧化碳中间容器105上的第一阀门114和第二阀门116打开，以使得能通过控制器控制驱替泵103向岩心夹持器115内注入二氧化碳，在完成二氧化碳的整个驱油实验后，称重器106测得第一实验岩心充分注入二氧化碳反应后并烘干的烘干质量M岩后(g)，对反应后的第一实验岩心进行切片并通过矿物分析仪111测得第一实验岩心的第二碳元素含量C反应％，即最终得到二氧化碳矿化封存量为M矿化＝(M岩后*C反应％-M岩初*C初始％)*CO2分子量/C分子量(g)，即M矿化＝(M岩后*C反应％-M岩初*C初始％)*3.67(g)。
参见图1和图5，在本发明实施例中，二氧化碳不同封存方式实验方法还包括进行构造封存实验方法，构造封存实验方法包括以下步骤：
步骤400，获取驱油操作的二氧化碳注入量和二氧化碳产出量；
步骤410，根据二氧化碳注入量、二氧化碳产出量、溶解封存实验的二氧化碳封存量、束缚封存实验的二氧化碳封存量以及矿化封存实验的二氧化碳封存量计算得到构造封存实验中的二氧化碳封存量。
具体地，在矿化封存实验时，控制二氧化碳中间容器105上的第一阀门114和第二阀门116打开，以使得能通过控制器控制驱替泵103向岩心夹持器115的进口端注入过量的二氧化碳，直至岩心夹持器115的出口端没有原油产出且1小时内岩心夹持器115的进口端和出口端的二氧化碳量相等，即驱替泵103泵送的二氧化碳量与气量计109测得的二氧化碳量相等，整个实验过程中驱替泵103泵送的二氧化碳注入量为M注入(g)，气量计109收集的二氧化碳产出量为M产出(g)，即最终得到二氧化碳构造封存量为M构造＝M注入-M产出-M溶解-M束缚-M矿化(g)。
具体地，在获得四种封存方式的二氧化碳封存量以后，可以根据溶解封存实验、束缚封存实验、矿化封存实验以及构造封存实验的二氧化碳封存量，确定四种封存实验中二氧化碳封存含量的最佳比列系数，以能够最大程度地利用四种封存方式对二氧化碳进行封存。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种二氧化碳不同封存方式实验用联合设备，其特征在于，所述二氧化碳不同封存方式实验用联合设备包括：
驱替装置(100)，包括驱替泵(103)以及并联设置的水油中间容器(104)和二氧化碳中间容器(105)，所述驱替泵(103)与所述水油中间容器(104)和所述二氧化碳中间容器(105)的并联连接的第一端连接，并用于驱替所述水油中间容器(104)和/或所述二氧化碳中间容器(105)内的驱替介质；
封存反应装置(101)，所述封存反应装置(101)的进口端与所述水油中间容器(104)和所述二氧化碳中间容器(105)的并联连接的第二端连接，并用于内置实验岩心进行封存实验；
测量装置(102)，包括称重器(106)、第一压力检测器(107)、气液分离器(110)、气量计(109)和矿物分析仪(111)，所述第一压力检测器(107)置于所述水油中间容器(104)内，所述气液分离器(110)与所述封存反应装置(101)的出口端连接，所述气量计(109)用于对所述气液分离器(110)的分离气量进行检测，所述称重器(106)用于对所述实验岩心的重量进行称重，所述矿物分析仪(111)用于对所述实验岩心的碳元素含量进行检测。
2.根据权利要求1所述的二氧化碳不同封存方式实验用联合设备，其特征在于，所述水油中间容器(104)包括地层水容器(112)和原油容器(113)，所述地层水容器(112)、所述原油容器(113)和所述二氧化碳中间容器(105)并联设置，所述第一压力检测器(107)的数量为两个，两个所述第一压力检测器(107)分设于所述地层水容器(112)和所述原油容器(113)内，并且所述地层水容器(112)、所述原油容器(113)和所述二氧化碳中间容器(105)的前端均设置有第一阀门(114)，所述地层水容器(112)、所述原油容器(113)和所述二氧化碳中间容器(105)的后端均设置有第二阀门(116)。
3.根据权利要求1所述的二氧化碳不同封存方式实验用联合设备，其特征在于，所述封存反应装置(101)包括岩心夹持器(115)和第二压力检测器(108)，所述岩心夹持器(115)内置所述实验岩心，并且进口端与所述水油中间容器(104)和所述二氧化碳中间容器(105)的并联连接的第二端连接，所述气液分离器(110)与所述岩心夹持器(115)的出口端连接。
4.根据权利要求3所述的二氧化碳不同封存方式实验用联合设备，其特征在于，所述封存反应装置(101)还包括与所述岩心夹持器(115)连接的围压泵(118)。
5.根据权利要求1所述的二氧化碳不同封存方式实验用联合设备，其特征在于，所述气液分离器(110)包括气液分离筒、气液产出管和排气管，所述气液产出管的入口端与所述封存反应装置(101)的出口端连接，所述气液产出管的出口端伸入所述气液分离筒内，所述排气管的进气端伸入所述气液分离筒内，所述排气管的出气端连接所述气量计(109)。
6.一种二氧化碳不同封存方式实验方法，其特征在于，所述二氧化碳不同封存方式实验方法采用根据权利要求2所述的二氧化碳不同封存方式实验用联合设备，所述二氧化碳不同封存方式实验方法包括对第一实验岩心进行溶解封存实验方法，所述溶解封存实验方法包括：
控制驱替泵(103)向地层水容器(112)内注入待溶解二氧化碳；
控制驱替泵(103)向原油容器(113)内注入待溶解二氧化碳；
分别获取地层水容器(112)和原油容器(113)内的第一压力检测器(107)的压力检测数据；
根据压力检测数据获取二氧化碳分别在地层水中的第一溶解度以及在原油中的第二溶解度；
控制驱替泵(103)将地层水容器(112)内溶解有二氧化碳的地层水驱替至封存反应装置(101)进行饱和水操作；
测量饱和水操作后的第一实验岩心的饱和水重量；
控制驱替泵(103)将原油容器(113)内溶解有二氧化碳的原油驱替至封存反应装置(101)进行饱和油操作；
测量饱和油操作后的第一实验岩心的饱和油重量；
根据第一实验岩心的初始重量、地层水密度、原油密度、所述第一溶解度、所述第二溶解度、所述饱和水重量和所述饱和油重量计算得到第一实验岩心在溶解封存实验中的二氧化碳封存量。
7.根据权利要求6所述的二氧化碳不同封存方式实验方法，其特征在于，所述二氧化碳不同封存方式实验用联合设备还包括二氧化碳吸附仪(117)，所述二氧化碳吸附仪(117)用于对第二实验岩心进行束缚封存实验。
8.根据权利要求7所述的二氧化碳不同封存方式实验方法，其特征在于，所述二氧化碳不同封存方式实验方法还包括对第二实验岩心进行束缚封存实验方法，所述束缚封存实验方法包括：
获取称重器(106)测得的第二实验岩心的初始质量，其中，第二实验岩心与第一实验岩心的物理特性相同；
获取第二实验岩心在二氧化碳吸附仪(117)进行束缚封存实验的二氧化碳吸附量；
根据第一实验岩心的初始质量、第二实验岩心的初始质量以及二氧化碳吸附量计算得到第一实验岩心在束缚封存实验中的二氧化碳封存量。
9.根据权利要求8所述的二氧化碳不同封存方式实验方法，其特征在于，所述二氧化碳不同封存方式实验方法还包括对第一实验岩心进行矿化封存实验方法，所述矿化封存实验方法置于所述溶解封存实验方法之后，并包括：
获取矿物分析仪(111)测得的第一实验岩心在进行饱和油操作前的第一碳元素含量；
控制驱替泵(103)将所述二氧化碳中间容器(105)中的二氧化碳驱替至封存反应装置(101)进行驱油操作，直至封存反应装置(101)的进口端和出口端的二氧化碳气量相等；
获取称重器(106)测得的第一实验岩心的烘干质量；
获取矿物分析仪(111)测得的第一实验岩心在驱油操作后的第二碳元素含量；
根据第一实验岩心的初始质量、二氧化碳分子量、碳分子量、所述烘干质量、所述第一碳元素含量和所述第二碳元素含量计算得到矿化封存实验中的二氧化碳封存量。
10.根据权利要求9所述的二氧化碳不同封存方式实验方法，其特征在于，所述二氧化碳不同封存方式实验方法还包括进行构造封存实验方法，所述构造封存实验方法包括：
获取驱油操作的二氧化碳注入量和二氧化碳产出量；
根据所述二氧化碳注入量、所述二氧化碳产出量、溶解封存实验的二氧化碳封存量、束缚封存实验的二氧化碳封存量以及矿化封存实验的二氧化碳封存量计算得到构造封存实验中的二氧化碳封存量。
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