一种超临界二氧化碳高温高压PVT测试及驱替甲烷一体化的实验装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种超临界二氧化碳高温高压PVT测试及驱替甲烷一体化的实验装置及方法，该装置包括液态二氧化碳储罐、液态甲烷储罐、容积泵、岩心夹持器、恒温油浴系统、PVT筒、环压发生装置、压差传感器、流量传感器、压力传感器、温度传感器、氢氧化钠吸收储罐、储气罐，液态二氧化碳储罐和液态甲烷储罐分别由第一管线、第二管线通过第三管线连接至PVT筒的入口，PVT筒的出口通过第四管线连接岩心夹持器的入口，管汇三通通过第五管线、第六管线、第七管线分别连接岩心夹持器的出口、氢氧化钠储罐的入口、第三管线，氢氧化钠储罐的出口通过第八管线连接储气罐。本实发明专利技术可以研究超临界二氧化碳在高温高压下的相态、粘度与驱替效率随温度、压力的变化规律。

【技术实现步骤摘要】
一种超临界二氧化碳高温高压PVT测试及驱替甲烷一体化的实验装置及方法
本专利技术属于非常规油气增产
，具体涉及一种超临界二氧化碳高温高压PVT测试及驱替甲烷一体化的实验装置及方法。
技术介绍
在当前能源紧张的形式下，发展新技术，有效提高油气资源的勘察开发效率成为人们研发的热点。超临界二氧化碳既具有气体的低粘度和易扩散性，也具有液体的高密度和溶解性好的特点，基于非常规天然气储层微纳米孔隙介质，超临界二氧化碳是一种新型高效开采天然气的方法，利用超临界二氧化碳提高天然气采收率有利于缓解天然气供应压力，有利于实现绿色能源开采，实现低碳经济。目前，一般PVT筒观察物质相态存在不便于观察、缺少摄像设备，无法准确记录超临界二氧化碳的相态特征、采用水浴加热，难以加热至100℃以上等问题。超临界二氧化碳粘度测试实验、超临界二氧化碳驱替甲烷实验、PVT筒观察超临界二氧化碳的实验都是单独进行，造成资源浪费，并且操作繁琐，未出现一种多功能实验装置可以将上述实验完成。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种超临界二氧化碳高温高压PVT测试及驱替甲烷一体化的实验装置及方法，其能够完成超临界二氧化本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超临界二氧化碳高温高压PVT测试及驱替甲烷一体化的实验装置，包括液态二氧化碳储罐、容积泵、岩心夹持器、第一恒温油浴系统、第二恒温油浴系统、环压发生装置、压差传感器和计算机控制系统，岩心夹持器设有上入口和出口，其特征在于：还包括液态甲烷储罐、PVT筒、氢氧化钠吸收罐和储气罐，PVT筒上有入口和出口，氢氧化吸收钠储罐上设有入口和出口；液态二氧化碳储罐的出口上连接有第一管线，第一管线上安装有第一针阀，液态甲烷储罐的出口上连接有第二管线，第二管线上安装有第二针阀，第一管线的末端和第二管线的末端相接后连接有第三管线，第三管线的末端与PVT筒的入口连接，第三管线上从液态二氧化碳储罐至PVT筒方向依...

【技术特征摘要】
1.一种超临界二氧化碳高温高压PVT测试及驱替甲烷一体化的实验装置，包括液态二氧化碳储罐、容积泵、岩心夹持器、第一恒温油浴系统、第二恒温油浴系统、环压发生装置、压差传感器和计算机控制系统，岩心夹持器设有上入口和出口，其特征在于：还包括液态甲烷储罐、PVT筒、氢氧化钠吸收罐和储气罐，PVT筒上有入口和出口，氢氧化吸收钠储罐上设有入口和出口；液态二氧化碳储罐的出口上连接有第一管线，第一管线上安装有第一针阀，液态甲烷储罐的出口上连接有第二管线，第二管线上安装有第二针阀，第一管线的末端和第二管线的末端相接后连接有第三管线，第三管线的末端与PVT筒的入口连接，第三管线上从液态二氧化碳储罐至PVT筒方向依次安装有增压泵、加热系统、温度传感器、第一压力传感器和容积泵；PVT筒的出口上连接有第四管线，第四管线的末端与岩心夹持器的入口连接，第四管线上从PVT筒至岩心夹持器方向依次安装有第五针阀和第一流量传感器；岩心夹持器的出口上连接有第五管线，第五管线的末端连接有管汇三通，第五管线上从岩心夹持器至管汇三通方向依次安装有第二流量传感器和真空泵；管汇三通的一个出口通过第六管线与氢氧化吸收钠储罐的入口连接，第六管线上从管汇三通至氢氧化吸收钠储罐方向依次安装有第三针阀和背压阀，氢氧化钠吸收罐的出口通过第八管线与储气罐的入口连接，第八管线上安装有第三流量传感器；管汇三通的另一个出口通过第七管线与第三管线连接，第七管线与第三管线的连接点位于第一管线与第三管线的连接点和增压泵之间，第七管线上安装有第四针阀；PVT筒的外周罩有封闭的玻璃外壳，PVT筒的外壁与玻璃外壳的内壁之间留有间隙，玻璃外壳的内腔通过管道与第一恒温油浴系统连接，第一恒温油浴系统通过管道使恒温油进入玻璃外壳内进而将PVT筒置于恒温油浴中，玻璃外壳外周固定有玻璃罩，玻璃外壳的外壁与玻璃罩的内壁之间留有间隙并安装白炽灯和电子摄像头；岩心夹持器内安装有胶筒，岩心夹持器通过第九管线与环压发生装置相连，第九管线上安装有第四压力传感器，岩心夹持器置于第二恒温油浴系统中，岩心夹持器的入口处和出口处分别安装有第二压力传感器和第三压力传感器，岩心夹持器上安装有压差传感器，所述温度传感器、第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器、背压阀、第四压力传感器、压差传感器、第一流量传感器、第二流量传感器、第三流量传感器、电子摄像头均连接到计算机控制系统。2.根据权利要求1所述的超临界二氧化碳高温高压PVT测试及驱替甲烷一体化的实验装置，其特征在于：所述第一管线、第二管线、第三管线、第四管线、第五管线、第六管线、第七管线、第八管线和第九管线均为内径小于2mm的钢管，钢管外壁上敷设有保温层。3.一种超临界二氧化碳高温高压PVT测试实验方法，利用权利要求1或2所述的实验装置，其特征在于：包括以下步骤：通过观察超临界二氧化碳在PVT筒中的光学效应得到其在不同压力、温度下的相态特征，并计算超临界二氧化碳的密度、粘度；通过测量超临界二氧化碳流过岩心产生的压降，计算其在多孔介质中的粘度(A)、调整第一针阀、第二针阀处于关闭状态，第三针阀、第四针阀、第五针阀处于打开状态，容积泵处于未启动状态，利用真空泵排除实验管路中的气体；(B)、关闭第二针阀、第三针阀、第四针阀、第五针阀，打开第一针阀，启动容积泵，使液态二氧化碳由液态二氧化碳储罐流出，调节增压泵、加热系统、第一恒温油浴系统、第二恒温油浴系统，将实验系统中的温度、压力调节为使二氧化碳变为气态所需的温度、压力；(C)、打开环压发生装置，调节环压发生装置的压力，使其比第一压力传感器显示的压力高2～5Mpa；(D)、关闭第一针阀、第二针阀、第三针阀，打开第四针阀、第五针阀，通过调节容积泵使二氧化碳以一定速率沿管线流过岩心后在实验管路中循环，待第二压力传感器、第三压力传感器的读数稳定后，记录其数值；气态二氧化碳在确定温度、压力下的粘度已知，因此可以根据达西定律计算岩心的绝对渗透率：式中，K-岩心绝对渗透率；Q0-大气压下的二氧化碳体积流量；P0-大气压力；μ0-实验温度压力条件下的气态二氧化碳的粘度，L0-岩心长度，A-岩心端面积；P1、P2-分别为岩心夹持器入口处和出口处的压力；(E)、打开第三针阀、第五针阀，关闭第一针阀、第二针阀、第四针阀，启动容积泵，使系统中的二氧化碳沿管线流向氢氧化钠吸收罐；(F)、关闭第二针阀、第三针阀、第四针阀、第五针阀，打开第一针阀，启动容积泵，使液态二氧化碳由液态二氧化碳储罐流出，调节增压泵、加热系统、第一恒温油浴系统、第二恒温油浴系统，将实验系统的压力、温度调节为超过二氧化碳临界点的实验设定值，保证二氧化碳达到超临界状态；(G)、待温度传感器、第一压力传感器显示的温度、压力达到实验设定值后，关闭第一针阀；打开环压发生装置，调节环压发生装置的压力，使其比第一压力传感器显示的压力高2～5Mpa；(H)、关闭第一针阀、第二针阀、第三针阀、第四针阀、第五针阀，通过调节容积泵使超临界二氧化碳以一定速率经第三管线流入PVT筒，待PVT筒内金属塞数值稳定后，电子摄像头将拍摄的照片传送到计算机控制系统，观察超临界二氧化碳的相态特征，并计算超临界二氧化碳的密度、粘度，计算超临界...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓佳，张奇，于子涵，李鑫鑫，曹青，袁艺超，杜建冲，
申请(专利权)人：郑州大学，
类型：发明
国别省市：河南,41