CN116297110B - 一种二氧化碳封存模拟***及使用方法 - Google Patents
一种二氧化碳封存模拟***及使用方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116297110B CN116297110B CN202310560582.8A CN202310560582A CN116297110B CN 116297110 B CN116297110 B CN 116297110B CN 202310560582 A CN202310560582 A CN 202310560582A CN 116297110 B CN116297110 B CN 116297110B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- simulated
- carbon dioxide
- pressurizer
- gas reservoir
- depleted gas
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 200
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 102
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 title claims abstract description 102
- 238000004088 simulation Methods 0.000 title claims abstract description 46
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 238000007789 sealing Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims abstract description 58
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims abstract description 55
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims abstract description 55
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 18
- 238000010586 diagram Methods 0.000 claims abstract description 10
- 239000008398 formation water Substances 0.000 claims description 48
- 239000010779 crude oil Substances 0.000 claims description 42
- 239000003921 oil Substances 0.000 claims description 26
- 230000009919 sequestration Effects 0.000 claims description 13
- 238000013461 design Methods 0.000 claims description 12
- 238000010146 3D printing Methods 0.000 claims description 11
- 239000002689 soil Substances 0.000 claims description 11
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 10
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 6
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 5
- 230000035699 permeability Effects 0.000 claims description 4
- 238000007639 printing Methods 0.000 claims description 4
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims description 3
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 claims description 3
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 claims description 3
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims description 2
- 238000007788 roughening Methods 0.000 claims description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 abstract description 14
- 238000012545 processing Methods 0.000 abstract description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 2
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- 239000003673 groundwater Substances 0.000 description 2
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 2
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000013480 data collection Methods 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 230000010365 information processing Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
- G01N15/08—Investigating permeability, pore-volume, or surface area of porous materials
- G01N15/082—Investigating permeability by forcing a fluid through a sample
- G01N15/0826—Investigating permeability by forcing a fluid through a sample and measuring fluid flow rate, i.e. permeation rate or pressure change
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Abstract
本发明涉及二氧化碳埋存的技术领域,具体为一种二氧化碳封存模拟***及使用方法,包括注入***、枯竭气藏模拟***和信息采集***,枯竭气藏模拟***内部放置有模拟枯竭气藏,上端连接有第一监测井、第二监测井、注入井和封堵井;注入***通过注入井向模拟枯竭气藏注入地层流体;信息采集***包括气体探测器和信息数据处理计算机,气体探测器均匀分布在枯竭气藏箱体内部,与信息数据处理计算机相连接,通过气体探测器的三维坐标,用得到模拟枯竭气藏中三维的二氧化碳浓度场图,对二氧化碳的埋存状况进行评判,对枯竭气藏埋存二氧化碳具有重要意义。
Description
技术领域
本发明属于二氧化碳埋存技术领域,主要涉及一种二氧化碳封存模拟***及使用方法。
背景技术
二氧化碳捕捉和封存是减少二氧化碳向大气中排放,缓解全球温室效应的主要措施之一。由于二氧化碳能通过盖层的孔隙、地质构造中的断层或裂缝等途径发生泄露,储存在深部地层中的二氧化碳在高压和浮力的作用下向上运移,侵入到浅层地下水中,从而对浅层地下水水质产生影响。因此,二氧化碳封存技术逐渐成为了生态保护中的一个亟需解决的工程问题。
现有技术CN103278615A公开了一种二氧化碳煤层地层储存的试验方法,采用一种能够高压封装大尺寸试件的装置,能保证试件轴压与围压分别达到120MPa,环境温度达到200℃。该方法能对地下数千米深处煤层进行可行性实验,但是并未考虑宏观构造,且忽略了二氧化碳埋存过程中可能由于二氧化碳可能通过盖层的孔隙、地质构造中的断层或裂隙、废弃井或钻井等途径发生泄漏。
现有技术CN114577837A公开了一种评价二氧化碳埋存、驱油对地层孔喉结构和渗透率的装置及实验方法,其特征包括用于调节压力温度模拟地层环境的岩心夹持***、用于向岩心夹持***中注入二氧化碳和地层水以及原油的流体注入***、用于控制阀门开闭和数据采集的信息处理采集***以及用于回收处理实验后流体的流体回收处理***。但是,该专利文献使用的岩心模拟与实际地层工况具备一定的差异性,且不能对油藏的二氧化碳埋存效果进行评价。
因此,如何有效模拟枯竭气藏埋存二氧化碳,并对二氧化碳的运移轨迹进行记录,成为了本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
鉴于上述问题,提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种二氧化碳封存模拟***及使用方法。
为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种二氧化碳封存模拟***,包括:枯竭气藏模拟***、注入***和信息采集***;
其中,所述枯竭气藏模拟***包括:箱体、箱盖、模拟枯竭气藏、密封设备和加热设备;所述箱盖设置于所述箱体上方,通过螺栓连接;所述密封设备(密封垫圈)设置于所述箱体内且固定设置于所述箱盖下方,起密封作用,所述加热设备设置于所述箱体外侧壁;所述枯竭模拟气藏设置于所述箱体内部,加热设备用于将枯竭气藏加热至地层时机温度;
所述注入***包括:监测井、注入井、封堵井、加压泵、加压器和容器罐;所述监测井、注入井以及封堵井分别设置于所述箱盖上方并贯穿至所述箱体内部;
所述封堵井、加压泵、加压器以及所述容器罐依次连接;
所述信息采集***包括:枯竭气藏探测器、第一探测器、信息数据接收器和计算机;所述枯竭气藏探测器设置有若干个并均匀分布在所述箱体和箱盖的内表面;所述第一探测器设置于所述封堵井深入箱体一侧的外部,采用传感技术,能对气体浓度进行感知;所述第一探测器和枯竭气藏探测器均通过所述信息数据接收器与所述计算机连接。
进一步的,所述监测井包括第一监测井和第二监测井,所述第一监测井和第二监测井分别设置于所述箱盖上方;所述加压器包括模拟原油加压器、模拟地层水加压器、二氧化碳加压器、第一加压器、第二加压器以及第三加压器;所述容器罐包括二氧化碳容器罐、模拟原油容器罐和模拟地层水容器罐;所述二氧化碳加压器、第一加压器以及二氧化碳容器罐依次连接;所述模拟地层水加压器、第二加压器以及模拟地层水容器罐依次连接;所述模拟原油加压器、第三加压器以及模拟原油容器罐依次连接;
其中,所述二氧化碳加压器、模拟地层水加压器以及所述模拟原油加压器均与所述加压泵连接。
进一步的,所述信息采集***还包括:真空泵和储集腔;所述真空泵单独与所述注入井连接;所述加压泵通过所述储集腔与所述注入井连接,流体在储集腔中加压到指定压力后,将沿着导管通过注入井进入模拟枯竭气藏中,模拟真实工况中地层水和原油的分布状态。
进一步的,所述模拟枯竭气藏***设置有塑封凝胶,使得模拟枯竭气藏内部压力和温度满足实际情况;所述模拟枯竭气藏包括从上到下分层设置的土壤层、盖层、二氧化碳、模拟地层水、模拟地层原油以及底层土壤。
进一步的,述第一监测井、第二监测井、注入井和封堵井根据实际情况采取相似原则进行分布;第一监测井监测深度位于模拟地层水水面以下,监测模拟地层水的水位变化;第二监测井监测深度位于盖层以上,不与地层流体直接接触,用于监测二氧化碳是否出现泄露,并反馈泄露的深度和浓度;注入井用于向模拟枯竭气藏中注入拟地层水、模拟地层原油和二氧化碳;封堵井是已废弃或不打算使用的井筒,下部用水泥进行封堵,封堵井设置有第一探测器,用于反馈是否存在二氧化碳泄露和评价封堵效果。
本发明还有一个目的在于提供商述的一种二氧化碳封存模拟***的使用方法,包括以下步骤:
(1)通过3D打印,打印出模拟枯竭气藏,用塑封凝胶将模拟枯竭气藏密封,并在第一监测井、第二监测井、注入井和封堵井进入位置开口;
(2)将模拟枯竭气藏放入箱体中;
(3)将第一监测井、第二监测井、注入井和封堵井通过螺栓与箱盖相连,将箱盖通过螺栓与箱体相连;
(4)打开真空泵,将模拟枯竭气藏中的空气抽取完成,直至真空泵压力维持在稳定值,并稳压3min;
(5)将容器罐内成分,经加压器加压后送入加压泵进一步加压,然后泵入储集腔中,最后沿导管通过注入井注入到模拟枯竭气藏中;
(6)通过模拟枯竭气藏探测器检测二氧化碳浓度随时间变化的数据;
(7)确定气体探测器、第一监测井、第二监测井、注入井和封堵井的三维坐标;
(8)记录探测到的二氧化碳浓度数据,然后通过模拟枯竭气藏探测器的三维坐标,用颜色的深浅表示浓度数据大小,得到模拟枯竭气藏中的二氧化碳浓度场图;
(9)建立不同t时刻下三维的二氧化碳浓度场图,得到时间轴T与不同时刻t的对应关系,通过调整时间轴T来观测不同t时刻下三维的二氧化碳浓度场图。
进一步的,步骤(1)中所述3D打印包括以下步骤:
1)对油藏三维结构特征进行定量分析;
2)对油藏三维地质模型进行粗化处理;
3)粗化处理后,对模型各层溶洞、溶蚀孔洞和裂缝进行定量分析;
4)相似准则设计和溶洞等效尺寸界线确定后,将溶洞***、溶蚀孔洞***和裂缝***转化为三维矢量模型,通过数据修正,得到油藏三维地质模型3D打印数字模型。
进一步的,所述油藏三维结构特征包括:对油藏模型尺寸、模型网格、油藏盖层、土壤层和底层的岩相面积、各岩相相渗透率和孔隙度分布进行设计。
进一步的,所述粗化处理包括:根据典型区块溶洞分布,采用体积平均方法将模型网格进行粗化,用一个等效的均值粗网格单元取代原模型中多个非均质的细网格单元。
进一步地,对于考虑充填的模型,D打印设计时对溶洞***充填部分进行设计,对于不考虑充填的模型,对油藏三维地质模型进行筛选。
进一步地,所述相似准则设计为:物理模型的设计满足几何相似、运动相似和动力相似。
进一步地,所述相似准则设计还包括:对油藏三维地质模型特征参数进行相似性设计,且实验过程的流体注入时间、注入量与真实情况相似。
进一步地,所述几何相似主要围绕溶洞进行相似设计。
进一步地,所述几何相似还包括填充程度和配位数作为油藏三维地质特征参数进行相似设计。
进一步地,所述动力相似以雷诺相似准则为前提,调整模型及实验参数,使物理模型尽量接近满足压力与重力之比。
进一步的,步骤(5)具体包括以下步骤:
打开模拟地层水容器罐,模拟地层水通过第二加压器进入模拟地层水加压器中,模拟地层水加压器将地层水加压至地层实际压力后,模拟地层水沿着导管进入加压泵中,由加压泵再次加压后泵入储集腔中,最终沿着导管,通过注入井注入到模拟枯竭气藏中;
打开模拟原油容器罐,模拟原油通过第三加压器进入模拟原油加压器中;模拟原油加压器将模拟地层原油加压至地层实际压力后,模拟地层原油沿着导管进入加压泵中,由加压泵再次加压后泵入储集腔中,最终沿着导管,通过注入井注入到模拟枯竭气藏中;
打开二氧化碳容器罐,二氧化碳通过第一加压器进入模拟二氧化碳加压器中,二氧化碳加压器将二氧化碳加压至指定压力后,沿着导管进入加压泵中,由加压泵再次加压后泵入储集腔中,最终沿着导管,通过注入井注入到模拟枯竭气藏中。
经由上述的技术方案可知,与现有技术相比,本发明具有如下有益效果:
1、利用3D打印技术来制作模拟气藏模型,气藏模型更加接近真实油气藏的结构特征,能对多种油气藏类型进行实验。
2、模拟枯竭气藏探测器能探测到模拟气藏中二氧化碳的所处位置,结合计算机和建模时的油藏三维地质模型能得到二氧化碳随着时间在模拟气藏中的运移轨迹,从而更好地对二氧化碳封存进行评价。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的用于评价枯竭气藏埋存二氧化碳的模拟装置示意图。
图2为本发明实施例提供的枯竭气藏模拟***示意图。
图3为本发明实施例提供的二氧化碳埋存过程中二氧化碳浓度分布截面图。
图4为本发明实施例提供的枯竭气藏模拟***井筒分布图(上:正视图;下:俯视图)。
图5为本发明实施例提供的枯竭气藏模拟系中井筒剖切图。
其中,图中:1-枯竭气藏模拟***;2-信息数据处理接收器;3-真空泵;4-储集腔;5-加压泵;6-模拟原油加压器;7-模拟地层水加压器;8-二氧化碳加压器;9-第一加压器;10-二氧化碳容器;11-第三加压器;12-模拟原油容器;13-第二加压器;14-模拟地层水容器;15-数据处理计算机;101-枯竭气藏模拟箱盖;102-枯竭气藏模拟箱体;103-密封垫圈;104-加热器;105-土壤层;106-塑封凝胶;107-盖层;108-二氧化碳;109-模拟地层水;110-模拟地层原油;111-底层土壤;112-第一监测井;113-第二监测井;114-注入井;115-封堵井;116-第一探测器;117-模拟枯竭气藏;16-模拟枯竭气藏探测器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例1
如图1-5所示,本发明提供的用于评价枯竭气藏埋存二氧化碳的模拟装置,包括枯竭气藏模拟***1,注入***和信息采集***;
枯竭气藏模拟***1包括枯竭气藏模拟箱体102、枯竭气藏模拟箱盖101和模拟枯竭气藏117;枯竭气藏模拟箱盖101上端通过螺栓与注入***的第一监测井112、第二监测井113、注入井114和封堵井115相连,下端设有密封垫圈103,当枯竭气藏模拟箱体102和枯竭气藏模拟箱盖101通过螺栓连接后,密封垫圈103起到密封作用,用于维持枯竭气藏模拟***1的高温高压环境;枯竭气藏模拟箱体102内部放置有模拟枯竭气藏117,***设有加热器104;加热器104用于将模拟枯竭气藏117加热至地层实际温度,其中模拟枯竭气藏117包括从上到下分层设置的土壤层105、盖层107、二氧化碳108、模拟地层水109、模拟地层原油110以及底层土壤111。
参照图1所示,注入***14包括二氧化碳容器10、第一加压器9、二氧化碳加压器8、模拟地层水容器14、第二加压器13、模拟地层水加压器7、模拟原油容器12、第三加压器11、模拟原油加压器6、加压泵5和储集腔4,并通过导管经由注入井114向枯竭气藏模拟***1的模拟枯竭气藏117注入一定量的模拟地层水109、模拟地层原油110和二氧化碳108。
信息采集***包括模拟枯竭气藏探测器16、第一探测器116、信息数据处理接收器2和数据处理计算机15;模拟枯竭气藏探测器16均匀分布在枯竭气藏模拟箱体102、枯竭气藏模拟箱盖101内部表面,通过数据处理计算机15的信息数据处理接收器2进行信号接收,具备监测功能;第一探测器116位于封堵井115外部,采用传感技术,能对气体浓度进行感知。
储集腔4与注入井114相连,流体在储集腔4中加压到指定压力后,将沿着导管通过注入井114进入模拟枯竭气藏117中,模拟真实工况中地层水和原油的分布状态。
第一监测井112、第二监测井113、注入井114和封堵井115的作用与分布;第一监测井112、第二监测井113、注入井114和封堵井115根据实际情况采取相似原则进行分布;第一监测井112监测深度位于模拟地层水109水面以下,监测模拟地层水109的水位变化;第二监测井113监测深度位于盖层以上,不与地层流体直接接触,用于监测二氧化碳108是否出现泄露,并反馈泄露的深度和浓度;注入井114用于向模拟枯竭气藏117中注入模拟地层水109、模拟地层原油110和二氧化碳108;封堵井115是已废弃或不打算使用的井筒,下部用水泥进行封堵,封堵井115设置有第一探测器117,用于反馈是否存在二氧化碳108泄露和评价封堵效果。
实施例2
实施例1中二氧化碳封存模拟***的使用方法,包括以下步骤:
步骤1:通过3D打印,打印出模拟枯竭气藏117,用塑封凝胶106将模拟枯竭气藏117密封,并在第一监测井112、第二监测井113、注入井114和封堵井115进入位置开口;
步骤2:将模拟枯竭气藏117放入枯竭气藏模拟箱体102中;
步骤3:将第一监测井112、第二监测井113、注入井114和封堵井115通过螺栓与枯竭气藏模拟箱盖101相连,将枯竭气藏模拟箱盖101通过螺栓与枯竭气藏模拟箱体102相连;
步骤4:打开真空泵3,将枯竭气藏模拟***1中的空气抽取完成,直至真空泵3压力维持在稳定值,并稳压3min;
步骤5:打开模拟地层水容器14,模拟地层水将通过第二加压器13进入模拟地层水加压器7中,模拟地层水加压器7将地层水加压至地层实际压力后,模拟地层水沿着导管进入加压泵5中,由加压泵5再次加压后泵入储集腔4中,最终沿着导管,通过注入井114注入到模拟枯竭气藏117中;
步骤6:打开模拟原油容器12,模拟原油将通过第三加压器11进入模拟原油加压器6中;模拟原油加压器6将模拟地层原油110加压至地层实际压力后,模拟地层原油沿着导管进入加压泵5中,由加压泵5再次加压后泵入储集腔4中,最终沿着导管,通过注入井114注入到模拟枯竭气藏117中;
步骤7:打开二氧化碳容器10,二氧化碳通过第一加压器9进入模拟二氧化碳加压器8中,二氧化碳加压器8将二氧化碳加压至指定压力后,沿着导管进入加压泵5中,由加压泵5再次加压后泵入储集腔4中,最终沿着导管,通过注入井114注入到模拟枯竭气藏117中。
步骤8:模拟枯竭气藏探测器16探测到二氧化碳108的浓度随时间变化的数据;
步骤9:在信息采集***15中确定气体探测器、第一监测井112、第二监测井113、注入井114和封堵井115的三维坐标;
步骤10:信息采集***15记录探测到的二氧化碳108的浓度数据;
步骤11:通过模拟枯竭气藏探测器16的三维坐标,用颜色的深浅表示浓度数据的大小,可以得到某一时刻模拟枯竭气藏117中三维的二氧化碳108浓度场图;
步骤12:建立不同t时刻下三维的108浓度场图,得到时间轴T与不同时刻t的对应关系;
步骤13:通过调整时间轴T可以观测到不同时刻t下三维的二氧化碳108浓度场图。
在本实施例中,模拟枯竭气藏117的建模与3D打印,包括以下步骤:
对油藏三维结构特征进行定量分析;
对油藏三维地质模型进行粗化处理;
粗化处理后,对模型各层溶洞、溶蚀孔洞和裂缝进行定量分析;
相似准则设计和溶洞等效尺寸界线确定后,将溶洞***、溶蚀孔洞***和裂缝***转化为三维矢量模型,通过数据修正,得到油藏三维地质模型3D打印数字模型。
油藏三维结构特征,包括:对油藏模型尺寸、模型网格、油藏盖层、土壤层和底层的岩相面积、各岩相相渗透率和孔隙度分布进行设计。
根据典型区块溶洞分布,采用体积平均方法将模型网格进行粗化,用一个等效的均值粗网格单元取代原模型中多个非均质的细网格单元。
对于考虑充填的模型,3D打印设计时对溶洞***充填部分进行设计,对于不考虑充填的模型,对油藏三维地质模型进行筛选。
相似准则设计为:物理模型的设计满足几何相似、运动相似和动力相似。
相似准则设计还包括:对油藏三维地质模型特征参数进行相似性设计,且实验过程的流体注入时间、注入量与真实情况相似。
几何相似主要围绕溶洞进行相似设计。
几何相似还包括填充程度和配位数作为油藏三维地质特征参数进行相似设计。
动力相似以雷诺相似准则为前提,调整模型及实验参数,使物理模型尽量接近满足压力与重力之比。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言,由于其与实施例公开的方法相对应,所以描述的比较简单,相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (8)
1.一种二氧化碳封存模拟***,其特征在于,包括:枯竭气藏模拟***、注入***和信息采集***;
其中,所述枯竭气藏模拟***包括:箱体、箱盖、模拟枯竭气藏、密封设备和加热设备;所述箱盖设置于所述箱体上方;所述密封设备设置于所述箱体内且固定于所述箱盖下方;所述加热设备设置于所述箱体外侧壁;所述模拟枯竭气藏设置于所述箱体内部;
所述注入***包括:监测井、注入井、封堵井、加压泵、加压器和容器罐;所述监测井、注入井以及封堵井分别设置于所述箱盖上方并贯穿至所述箱体内部;
所述封堵井、加压泵、加压器以及所述容器罐依次连接;
所述信息采集***包括:枯竭气藏探测器、第一探测器、信息数据接收器和计算机;所述枯竭气藏探测器设置有若干个并均匀分布在所述箱体和箱盖的内表面;所述第一探测器设置于所述封堵井深入箱体一侧的外部;所述第一探测器和枯竭气藏探测器均通过所述信息数据接收器与所述计算机连接;
所述监测井包括第一监测井和第二监测井,所述第一监测井和第二监测井分别设置于所述箱盖上方;所述加压器包括模拟原油加压器、模拟地层水加压器、二氧化碳加压器、第一加压器、第二加压器以及第三加压器;所述容器罐包括二氧化碳容器罐、模拟原油容器罐和模拟地层水容器罐;所述二氧化碳加压器、第一加压器以及二氧化碳容器罐依次连接;所述模拟地层水加压器、第二加压器以及模拟地层水容器罐依次连接;所述模拟原油加压器、第三加压器以及模拟原油容器罐依次连接;
其中,所述二氧化碳加压器、模拟地层水加压器以及所述模拟原油加压器均与所述加压泵连接;
所述模拟枯竭气藏***设置有塑封凝胶;所述模拟枯竭气藏包括从上到下分层设置的土壤层、盖层、二氧化碳、模拟地层水、模拟地层原油以及底层土壤。
2.根据权利要求1所述的一种二氧化碳封存模拟***,其特征在于,所述信息采集***还包括:真空泵和储集腔;所述真空泵单独与所述注入井连接;所述加压泵通过所述储集腔与所述注入井连接。
3.根据权利要求2所述的一种二氧化碳封存模拟***,其特征在于,所述第一监测井监测深度位于所述模拟地层水水面以下;所述第二监测井监测深度位于所述盖层以上,所述封堵井底部深度位于二氧化碳层。
4.一种二氧化碳封存模拟***的使用方法,其特征在于,选用权利要求2或3所述的二氧化碳封存模拟***,具体包括以下步骤:
(1)通过3D打印,打印出模拟枯竭气藏,用塑封凝胶将模拟枯竭气藏密封,并在第一监测井、第二监测井、注入井和封堵井进入位置开口;
(2)将模拟枯竭气藏放入箱体中;
(3)将第一监测井、第二监测井、注入井和封堵井通过螺栓与箱盖相连,将箱盖通过螺栓与箱体相连;
(4)打开真空泵,将模拟枯竭气藏中的空气抽取,直至真空泵压力维持在稳定值,并稳压3min;
(5)将容器罐内成分,经加压器加压后送入加压泵进一步加压,然后泵入储集腔中,最后沿导管通过注入井注入到模拟枯竭气藏中;
(6)通过模拟枯竭气藏探测器检测二氧化碳浓度随时间变化的数据;
(7)确定气体探测器、第一监测井、第二监测井、注入井和封堵井的三维坐标;
(8)记录探测到的二氧化碳浓度数据,然后通过模拟枯竭气藏探测器的三维坐标,用颜色的深浅表示浓度数据大小,得到模拟枯竭气藏中的二氧化碳浓度场图;
(9)建立不同t时刻下三维的二氧化碳浓度场图,得到时间轴T与不同时刻t的对应关系,通过调整时间轴T来观测不同t时刻下三维的二氧化碳浓度场图。
5.根据权利要求4所述的一种二氧化碳封存模拟***的使用方法,其特征在于,步骤(1)中所述3D打印包括以下步骤:
1)对油藏三维结构特征进行定量分析;
2)对油藏三维地质模型进行粗化处理;
3)粗化处理后,对模型各层溶洞、溶蚀孔洞和裂缝进行定量分析;
4)相似准则设计和溶洞等效尺寸界线确定后,将溶洞***、溶蚀孔洞***和裂缝***转化为三维矢量模型,通过数据修正,得到油藏三维地质模型3D打印数字模型。
6.根据权利要求5所述的一种二氧化碳封存模拟***的使用方法,其特征在于,所述油藏三维结构特征包括:对油藏模型尺寸、模型网格、油藏盖层、土壤层和底层的岩相面积、各岩相相渗透率和孔隙度分布进行设计。
7.根据权利要求5所述的一种二氧化碳封存模拟***的使用方法,其特征在于,所述粗化处理包括:根据典型区块溶洞分布,采用体积平均方法将模型网格进行粗化,用一个等效的均值粗网格单元取代原模型中多个非均质的细网格单元。
8.根据权利要求4所述的一种二氧化碳封存模拟***的使用方法,其特征在于,步骤(5)具体包括以下步骤:
打开模拟地层水容器罐,模拟地层水通过第二加压器进入模拟地层水加压器中,模拟地层水加压器将地层水加压至地层实际压力后,模拟地层水沿着导管进入加压泵中,由加压泵再次加压后泵入储集腔中,最终沿着导管,通过注入井注入到模拟枯竭气藏中;
打开模拟原油容器罐,模拟原油通过第三加压器进入模拟原油加压器中;模拟原油加压器将模拟地层原油加压至地层实际压力后,模拟地层原油沿着导管进入加压泵中,由加压泵再次加压后泵入储集腔中,最终沿着导管,通过注入井注入到模拟枯竭气藏中;
打开二氧化碳容器罐,二氧化碳通过第一加压器进入模拟二氧化碳加压器中,二氧化碳加压器将二氧化碳加压至指定压力后,沿着导管进入加压泵中,由加压泵再次加压后泵入储集腔中,最终沿着导管,通过注入井注入到模拟枯竭气藏中。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202310560582.8A CN116297110B (zh) | 2023-05-18 | 2023-05-18 | 一种二氧化碳封存模拟***及使用方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202310560582.8A CN116297110B (zh) | 2023-05-18 | 2023-05-18 | 一种二氧化碳封存模拟***及使用方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN116297110A CN116297110A (zh) | 2023-06-23 |
CN116297110B true CN116297110B (zh) | 2023-07-25 |
Family
ID=86790987
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202310560582.8A Active CN116297110B (zh) | 2023-05-18 | 2023-05-18 | 一种二氧化碳封存模拟***及使用方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN116297110B (zh) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110578500A (zh) * | 2019-09-18 | 2019-12-17 | 北京大学 | 一种二氧化碳驱油与封存中测量二氧化碳运移规律的装置与方法 |
CN115655969A (zh) * | 2022-11-10 | 2023-01-31 | 山西工程技术学院 | 一种二氧化碳驱替甲烷过程中二氧化碳分布监测模拟*** |
Family Cites Families (22)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20020013687A1 (en) * | 2000-03-27 | 2002-01-31 | Ortoleva Peter J. | Methods and systems for simulation-enhanced fracture detections in sedimentary basins |
US20100318337A1 (en) * | 2006-10-30 | 2010-12-16 | Bailey William J | Method, apparatus and system for modeled carbon sequestration |
KR101082062B1 (ko) * | 2008-12-12 | 2011-11-10 | 한국해양연구원 | 이산화탄소 해양지중저장을 위한 이송공정 모의 실험장치 |
US20130064604A1 (en) * | 2010-05-21 | 2013-03-14 | Univeristy Of Utah Research Foundation | Methods and systems for co2 sequestration |
CN102313790A (zh) * | 2011-07-19 | 2012-01-11 | 北京师范大学 | 一种海底地质体二氧化碳封存潜力评估方法 |
KR101248531B1 (ko) * | 2011-12-05 | 2013-04-03 | 한국지질자원연구원 | 이산화탄소 지중저장 매질의 공극률과 투과율 측정 장치 및 방법 |
CN105319329B (zh) * | 2015-12-06 | 2017-04-05 | 西南石油大学 | 致密砂岩气藏水锁损害及电加热解除水锁模拟装置与方法 |
CN109882149B (zh) * | 2018-01-29 | 2023-04-07 | 西南石油大学 | 一种模拟缝洞型碳酸盐岩凝析气藏生产动态的实验装置及方法 |
EP3768939A4 (en) * | 2018-03-21 | 2021-12-29 | Resfrac Corporation | Systems and methods for hydraulic fracture and reservoir simulation |
CN109668814A (zh) * | 2019-01-14 | 2019-04-23 | 西南石油大学 | 一种低渗气藏多层合采的并联长岩心模拟装置 |
US11353621B2 (en) * | 2019-03-04 | 2022-06-07 | King Fahd University Of Petroleum And Minerals | Method and alarming system for CO2 sequestration |
CN111239021B (zh) * | 2020-02-26 | 2020-12-08 | 西南石油大学 | 模拟多相流体在裂缝中流动的平板夹持器及其使用方法 |
US11307131B2 (en) * | 2020-04-26 | 2022-04-19 | China University Of Mining And Technology, Beijing | Visualization system and method for multiphase fluids displacement experiment with large viscosity difference in complex pore structure |
CN111579463B (zh) * | 2020-06-29 | 2020-12-22 | 西南石油大学 | 有水气藏封存二氧化碳物理模拟装置及其模拟方法 |
CN111827941A (zh) * | 2020-07-07 | 2020-10-27 | 中国石油大学(华东) | 智能油田注采实时优化与调控仿真实验***及方法 |
CN113514204B (zh) * | 2021-04-07 | 2023-12-08 | 常州大学 | 枯竭油藏型储气库含裂缝盖层密封性试验装置 |
CN113310867B (zh) * | 2021-05-14 | 2022-03-18 | 西南石油大学 | 模拟气藏高温高压地层反渗吸水锁伤害的实验测试方法 |
CN115596415A (zh) * | 2021-07-07 | 2023-01-13 | 中国石油化工股份有限公司(Cn) | 降粘驱普通稠油油藏三维物理模拟实验方法 |
CN113777278B (zh) * | 2021-11-11 | 2022-03-18 | 中国科学院地质与地球物理研究所 | 一种二氧化碳注入多尺度岩体的扰动响应预测方法及*** |
CN114577837A (zh) * | 2022-02-21 | 2022-06-03 | 中国石油大学(华东) | 评价二氧化碳埋存、驱油对地层孔喉结构和渗透率的装置及实验方法 |
CN115420852A (zh) * | 2022-08-20 | 2022-12-02 | 西南石油大学 | 一种缝洞型地层封堵模拟***及方法 |
CN115541821B (zh) * | 2022-09-23 | 2023-04-14 | 清华大学 | 海底二氧化碳封存、监测和预警一体化模拟装置和方法 |
-
2023
- 2023-05-18 CN CN202310560582.8A patent/CN116297110B/zh active Active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110578500A (zh) * | 2019-09-18 | 2019-12-17 | 北京大学 | 一种二氧化碳驱油与封存中测量二氧化碳运移规律的装置与方法 |
CN115655969A (zh) * | 2022-11-10 | 2023-01-31 | 山西工程技术学院 | 一种二氧化碳驱替甲烷过程中二氧化碳分布监测模拟*** |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN116297110A (zh) | 2023-06-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN111947988B (zh) | 一种用于地下水分层抽水取样的装置及其试验方法 | |
CN102735548B (zh) | 多功能真三轴流固耦合试验*** | |
CN102735547B (zh) | 真三轴状态下煤岩水压致裂试验方法 | |
CN102735549B (zh) | 多功能真三轴流固耦合压力室 | |
CN102735600B (zh) | 真三轴状态下煤样渗流测试方法 | |
CN104749081B (zh) | 低渗土体水压传递规律测试装置及其测试方法 | |
CN110578500A (zh) | 一种二氧化碳驱油与封存中测量二氧化碳运移规律的装置与方法 | |
CN107830907B (zh) | 一种地下水封洞库水幕***结构动态设计方法 | |
CN109033737B (zh) | 一种co2地质封存过程中泄漏风险区的评价方法 | |
CN111075441B (zh) | 一种边底水稠油油藏热采后冷采三维物理模拟实验装置及方法 | |
CN106442938A (zh) | 一种准确获取页岩含气量的测量计算方法 | |
CN109252832B (zh) | 一种基于储层稳定的水合物开采方法及开采装置 | |
CN113494265B (zh) | 一种二氧化碳地质封存过程中沿废弃井泄漏的封堵方法 | |
CN108225687B (zh) | 一种盐穴储气库封隔器坐封效果的检测方法 | |
CN107014730B (zh) | 一种模拟真实地下水侵蚀核废料处置库缓冲材料的方法 | |
CN115656440B (zh) | 深盐水层二氧化碳埋存模拟装置 | |
CN116297110B (zh) | 一种二氧化碳封存模拟***及使用方法 | |
CN110021220B (zh) | 一种积木式地热尾水回灌分析***及使用方法 | |
CN110595893A (zh) | 一种含水合物沉积物固结静探贯入模拟装置及方法 | |
CN109655596A (zh) | 一种多变量条件海底浅层气渗漏模拟方法 | |
Pan et al. | CO2 injectivity in a multi-lateral horizontal well in a low permeability coal seam: results from a field trial | |
CN106769507A (zh) | 多场耦合条件下二氧化碳煤层封存模拟试验方法 | |
CN111335857B (zh) | 聚合物驱均衡驱替前缘监测实验评价装置及方法 | |
CN210738534U (zh) | 一种二氧化碳驱油与封存中测量二氧化碳运移规律的装置 | |
CN112593918A (zh) | 气藏治水模拟实验装置及方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |