The invention discloses a simulation test method for CO2 displacement, which belongs to the field of coalbed methane exploitation. The model system (1) contains rock samples and applies pressure pulses, the gas control system (2) provides test gas to the model system (1), the temperature control system (3) controls the model system (1) temperature, and the triaxial loading system (4) transforms the model system (1). The inner core holder exerts confining pressure and axial pressure, and the vacuum system (5) evacuates the test device. The gas component is detected by the gas sample collection system (6) and the test process is monitored by the electrical control and monitoring system. The concrete steps are: sample loading, gas tightness inspection, displacement simulation and test system cleaning. Reason. The invention can simulate the high temperature and high pressure environment of deep coal seam in laboratory, and can realize the simulation test process of CO2 displacement by applying pressure pulse at the entrance of rock sample. The invention has high test efficiency and little interference from the experimental process, and the test result is more accurate.
【技术实现步骤摘要】
一种CO2驱替模拟试验方法
本专利技术涉及一种试验方法,特别是涉及一种CO2驱替模拟试验方法,属于煤层气开采领域。
技术介绍
煤层气(煤矿瓦斯)、页岩气是新型的高效洁净能源。煤层气和页岩气开发对缓解我国油气资源紧张现状、减轻矿井灾害程度、减少温室气体排放等具有重要意义,是我国增强能源自主保障能力与调整优化能源结构的重要途径。我国煤层气、页岩气资源丰富,2000m以浅的煤层气储量达到36.81×1012m3,页岩气储量高达30×1012m3以上,开发潜力巨大。然而我国煤层气、页岩气开发利用率偏低,制约其开发的一个重要因素是煤层与页岩属于致密岩层,渗透率总体偏低,加之我国地质构造条件复杂,煤层气、页岩气难以被有效产出。由于竞争吸附优势,CO2注入煤层可有效置换或驱替煤层CH4,成为新的煤层气强化开发方式。煤层CO2地质存储与CH4强化开采(CO2-ECBM,即CO2GeologicalStorage-EnhancedCoalBedMethaneRecovery)技术融温室气体减排与新能源开发为一体,受到全球高度关注。CO2地质储存是一个复杂的科学问题,CO2注入速率、封存机制、有效容量、油气生产潜力等科学问题的研究,可为国家下一步实施CO2地质封存工程探索提供科学依据,推动中国CO2地质存储技术的形成和发展,服务国家减灾减排与新能源开发战略。因此,煤层CO2地质存储有效性机理仍是我国当前阶段CO2-ECBM亟待解决的科学问题。现有实验室进行CO2驱替的试验方法,对于煤层及页岩等致密岩石,试验效率较低、试验过程易受环境温度影响,测试结果误差相对较大。因此,设计一 ...
【技术保护点】
1.一种CO2驱替模拟试验方法,其特征在于,所使用的试验装置包括:用于盛装岩样和施加压力脉冲的模型系统(1)、用于向模型系统(1)提供试验用气体的气体控制系统(2)、用于控制模型系统(1)温度并使其保持恒温的温度控制系统(3)、用于向模型系统(1)内岩心夹持器施加围压和轴压的三轴加载系统(4)、用与对试验装置抽真空的抽真空系统(5)、用于收集并检测试验后气体组分的气体样品采集系统(6)和电气控制及监控系统;具体步骤如下:a)试样装罐:对岩样进行平衡水分或平衡油分处理;接通模型系统(1)、气体控制系统(2)、温度控制系统(3)、三轴加载系统(4)、抽真空系统(5)、气体样品采集系统(6)和电气控制及监控系统的管路和线路;打开岩心夹持器(1.1),将用游标卡尺测量过的岩样放入岩心夹持器(1.1)的样品室内,放入前,在岩样上放置应变片,放置好后,将密封好的岩心夹持器(1.1)放置在温度控制系统(3)内的电加热套内;b)气密性检查:由环压跟踪泵(4.2)对岩心夹持器(1.1)加围压至2MPa;打开除阀门七(2.82)、阀门八(2.83)和阀门十五(2.90)之外的所有阀门,向试验装置内注入高纯 ...
【技术特征摘要】
1.一种CO2驱替模拟试验方法,其特征在于,所使用的试验装置包括:用于盛装岩样和施加压力脉冲的模型系统(1)、用于向模型系统(1)提供试验用气体的气体控制系统(2)、用于控制模型系统(1)温度并使其保持恒温的温度控制系统(3)、用于向模型系统(1)内岩心夹持器施加围压和轴压的三轴加载系统(4)、用与对试验装置抽真空的抽真空系统(5)、用于收集并检测试验后气体组分的气体样品采集系统(6)和电气控制及监控系统;具体步骤如下:a)试样装罐:对岩样进行平衡水分或平衡油分处理;接通模型系统(1)、气体控制系统(2)、温度控制系统(3)、三轴加载系统(4)、抽真空系统(5)、气体样品采集系统(6)和电气控制及监控系统的管路和线路;打开岩心夹持器(1.1),将用游标卡尺测量过的岩样放入岩心夹持器(1.1)的样品室内,放入前,在岩样上放置应变片,放置好后,将密封好的岩心夹持器(1.1)放置在温度控制系统(3)内的电加热套内;b)气密性检查:由环压跟踪泵(4.2)对岩心夹持器(1.1)加围压至2MPa;打开除阀门七(2.82)、阀门八(2.83)和阀门十五(2.90)之外的所有阀门,向试验装置内注入高纯氦气,将装置内部的空气替换出去;关闭所有阀门,打开除阀门六(2.81)、阀门七(2.82)、阀门八(2.83)和阀门十五(2.90)外的所有阀门,启用真空泵(5.1)对装置进行抽真空;关闭所有阀门,运行控制软件,对岩心夹持器(1.1)加热至试验温度;打开阀门六(2.81)、阀门十(2.85)、阀门十三(2.88)、阀门十六(2.91)和阀门一(1.61),向上游参考缸(1.21)内注入高纯氦气,使上游参考缸(1.21)内的压力高于试验最高压力1MPa,关闭阀门十六(2.91),打开阀门二(1.62),使上游参考缸(1.21)和岩心夹持器(1.1)的样品室之间压力平衡,同时增加围压和轴压,保证注入压力和围压、轴压同时升高至试验要求压力,关闭阀门一(1.61);打开阀门十六(2.91)、阀门三(1.63)和阀门四(1.64),向下游参考缸(1.22)内注入高纯氦气,使下游参考缸(1.22)内的压力高于试验最高压力1MPa,关闭阀门十六(2.91),使下游参考缸(1.22)和岩心夹持器(1.1)的样品室之间压力平衡,同时增加围压和轴压,保证注入压力和围压、轴压同时升高至试验要求压力,关闭阀门二(1.62)、阀门三(1.63)和阀门四(1.64);采集上游参考缸(1.21)、下游参考缸(1.22)和岩心夹持器内的压力数据,观察压力是否平稳;若压力平稳,将装置内的气体泄放掉,同时卸掉围压,若压力不平稳,重复步骤a);c)进行驱替模拟:①由环压跟踪泵(4.2)向岩心夹持器(1.1)加围压至2MPa,打开除阀门六(2.81)、阀门七(2.82)、阀门八(2.83)和阀门十五(2.90)外的所有阀门,启用真空泵(5.1)对装置进行抽真空;运行控制软件,打开阀门八(2.83),向装置内注入少量纯度为99.99%的高纯甲烷,清洗管路;再抽真空,注入甲烷清洗管路,重复3-5次,确保装置内的氦气清洗干净;②关闭所有阀门,设置并调节温度控制系...
【专利技术属性】
技术研发人员:刘世奇,桑树勋,方辉煌,周效志,黄华州,杜艺,王恬,王冉,
申请(专利权)人:中国矿业大学,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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