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制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及油气田开发与二氧化碳埋存的技术领域，具体为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，包括注入系统、密封腔夹持系统和信息采集系统，密封腔夹持系统内部模拟地层条件，其上方设置有与地层底部连通的注入井和生产井；注入系统连接于密封腔加持系统并注入一定量的二氧化碳，生产井用于向外部排出原油；信息采集系统包括气体探测器和信息数据处理计算机，气体探测器与信息数据处理计算机信号连接，能够模拟并得出二氧化碳的运移规律，并在二氧化碳的扩散范围达到泄露阈值时进行实时封堵，并对该封堵技术进行评判，对实际生产防止二氧化碳泄露和封存具有重要意义。

A device for measuring the law of carbon dioxide migration in carbon dioxide flooding and storage

【技术实现步骤摘要】
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
本技术属于油气田开发与二氧化碳埋存
，主要涉及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。
技术介绍
二氧化碳驱油已经成为第三次采油的重要开发手段。二氧化碳在石油上的广泛应用主要因为有以下几个优点。首先二氧化碳可以有效补充地层能量，解决低渗油藏注水困难、含水上升速度快等问题。其次二氧化碳在原油中溶解度高，能有效降低原油粘度，提高原油的流动性能。最后二氧化碳在一定压力下可以与原油达到混相，改善储层条件，大大提高原油的采收程度。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，储存在深部地层中的二氧化碳在高压和浮力作用下向上运移，侵入到浅层地下水中从而对浅层地下水水质产生影响。因此二氧化碳驱油与封存技术逐渐成为了石油工业上一个不可忽视的技术攻坚课题。现有技术CN109881021公开了一种模拟缝洞型油藏注气气体运移规律的方法，包括以下步骤：步骤一：常温常压下制备均呈液态的第一物质和第二物质，第一物质与第二物质的密度差和原油与气体的密度差相同，原油的密度为缝洞型油藏环境下的原油密度，气体的密度为缝洞型油藏环境下的注入的气体密度；步骤二：常温常压下制备模拟模型，模拟模型为裂缝模型或者裂缝-溶洞模型；步骤三：常温常压下，用第一物质模拟原油，用第二物质模拟气体，先将第一物质填充于模拟模型中，再将第二物质注入模拟模型中，通过第二物质的运移规律来模拟缝洞型油藏注气气体的运移规律，该方法虽然能简单模拟缝洞型油藏注气气体的运移规律，但是在二氧化碳驱油过程中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，该方法并不能实现油田驱替过程中二氧化碳运移和泄露过程的模拟。现有技术CN104292956涉及了一种综放/采长壁工作面采空区流场模拟实验装置及方法，适用于拟仿真获取试验数据使用，它包括充填有仿真煤层的实验箱体，仿真煤层采空区下方设有采空区流场试验系统，使用时开启采空区流场试验系统，从而模拟煤层采空区煤层垮塌过程，并通过采空区流场试验系统引燃煤层，并采集煤层燃烧后的流场信息，模拟结果对于了解采空区的火灾状态、气体运移规律以及治理采空区自然、瓦斯灾害具有指导意义，本专利涉及的气体运移规律的实验装置和方法只适用于矿井开采中，煤层采空区内部的气体运移规律，模拟的是采煤过程中产气的模拟装置，重点在于气体本身就在煤层中，没有注气过程。并且煤层储层跟石油储层的地层差异性很大，石油可以在地层中流动开采，不同储层中的孔隙度、渗透率等对石油储层、二氧化碳流动的相关性很大，在油田驱替过程中也是不适用的。现有技术CN207516362涉及的一种二氧化碳在土壤中泄露的模拟监测装置包括密封壳体，内部盛装有预定深度的土壤，在所述土壤的不同深度处分别设置有若干个用于监测所在土壤温度的温度监测组件；泄露模拟组件，设置在所述土壤内部，用于存储二氧化碳，并在内部压力达到预设值时，使得所述二氧化碳冲出所述的泄露模拟组件，并进入到土壤中；数据采集组件，与所述的温度监测组件信号连接，用于接收所述温度监测组件发送的数据。本技术提供了一种可以根据模拟实验总结规律，从而快速查找土壤中二氧化碳泄露点的模拟监测装置，只是说明了二氧化碳在土壤中泄露的监测，重点在于二氧化碳埋存之后的监测，重点在于二氧化碳在土壤中的运移路径。但地层是复杂的，并不是仅有均质的土壤，还需要考虑不同层系、不同井网、驱油环境。而本专利重点在于二氧化碳驱油过程中观察二氧化碳的运移规律，包括油田驱替过程中发生的二氧化碳运移、泄露，井间二氧化碳运移、泄露，二氧化碳与混相后发生的运移、泄露，不同层系间二氧化碳的运移、泄露的模拟过程；该专利可以观测二氧化碳驱油过程中储层的泄露点、以及从泄漏点出来后二氧化碳的运移路径。而现有技术无法做到这一点该装置的二氧化碳的泄露模拟组件设置在土壤内部，在油田驱替过程中发生的二氧化碳运移、泄露，井间二氧化碳运移、泄露，二氧化碳与混相后发生的运移、泄露，不同层系间二氧化碳的运移、泄露的模拟过程并不能实现。
技术实现思路
本技术的目的在于提供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，能够模拟在油田驱替过程中驱油过程、地质条件和模拟井间、二氧化碳与混相发生后、不同层系间二氧化碳的运移和泄露的模拟过程，并通过数据采集和处理观测二氧化碳的运移规律和扩散范围并在二氧化碳的扩散范围达到泄露阈值时进行实时封堵，并对该封堵技术进行评判，对实际生产防止二氧化碳泄露和封存具有重要意义。为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：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，包括注入系统、密封腔夹持系统和信息采集系统，所述的密封腔夹持系统内部充填砂子、原油以及地层水模拟地层条件，其上方设置有与地层底部连通的注入井和生产井；所述的注入系统连接于密封腔加持系统并通过注入井注入一定量的二氧化碳，所述的生产井用于向外部排出原油；所述的信息采集系统包括气体探测器和信息数据处理计算机，所述的气体探测器在密封箱夹持系统内部空间均匀分布，气体探测器与信息数据处理计算机信号连接。进一步的，所述的注入系统包括二氧化碳中间容器、表面活性剂中间容器、平流泵二号和六通阀二号，该二氧化碳中间容器和该表面活性剂中间容器底部连接于该平流泵二号，顶部连接于六通阀二号。该六通阀二号连接于密封腔夹持系统中的注入井。该表面活性剂中间容器存储目标区域易获得的、起泡性能较好的表面活性剂溶液。该平流泵二号连接该二氧化碳中间容器，将二氧化碳注入到该密封腔夹持系统中的注入井中，并连接该表面活性剂中间容器，将表面活性剂溶液注入到该密封腔夹持系统中的注入井中。进一步的，所述的密封腔夹持系统外部还连接有饱和系统，所述的饱和系统包括地层水中间容器、原油中间容器、空气压缩机、平流泵一号和六通阀一号，所述的地层水中间容器和原油中间容器底部连接于该平流泵一号，顶部连接于六通阀一号，该空气压缩机连接于六通阀一号；该六通阀一号连接于密封腔夹持系统。该地层水中间容器中存储目标区域地层水,该原油中间容器存储目标区域原油；该平流泵一号连接该地层水中间容器将地层水注入到该密封腔夹持系统中，并连接该原油中间容器将地层原油注入到该密封腔夹持系统中对密封腔夹持器进行饱和地层水，饱和原油，饱和空气。进一步的，所述的密封腔夹持系统内部包括地层水层系、原油层系和土壤层系。从垂向可以观察到生产井、注入井、气体探测器，地层水层系，原油层系，土壤层系的分布情况。注入井在原油层系处进行射孔完井，生产井在原油层系处进行射孔完井。进一步的，所述的生产井外部连接回采计量系统连接于密封腔夹持系统，所述的回采计量系统包括油气分离计量器，六通阀三号，所述的六通阀三号连接于生产井，所述的油气分离计量器与六通阀三号连接，用于计量回采过程中采水、采油、采气的变化量。进一步的，所述的密封腔夹持系统置于恒温本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种二氧化碳驱油与封存中测量二氧化碳运移规律的装置，其特征在于：包括注入系统、密封腔夹持系统和信息采集系统，所述的密封腔夹持系统内部充填砂子、原油以及地层水模拟地层条件，其上方设置有与地层底部连通的注入井(10)和生产井(11)；所述的注入系统连接于密封腔加持系统并通过注入井(10)注入一定量的二氧化碳，所述的生产井(11)用于向外部排出原油；所述的信息采集系统包括气体探测器(17)和信息数据处理计算机(16)，所述的气体探测器(17)在密封箱夹持系统内部空间均匀分布，气体探测器(17)与信息数据处理计算机(16)信号连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种二氧化碳驱油与封存中测量二氧化碳运移规律的装置，其特征在于：包括注入系统、密封腔夹持系统和信息采集系统，所述的密封腔夹持系统内部充填砂子、原油以及地层水模拟地层条件，其上方设置有与地层底部连通的注入井(10)和生产井(11)；所述的注入系统连接于密封腔加持系统并通过注入井(10)注入一定量的二氧化碳，所述的生产井(11)用于向外部排出原油；所述的信息采集系统包括气体探测器(17)和信息数据处理计算机(16)，所述的气体探测器(17)在密封箱夹持系统内部空间均匀分布，气体探测器(17)与信息数据处理计算机(16)信号连接。


2.根据权利要求1所述的二氧化碳驱油与封存中测量二氧化碳运移规律的装置，其特征在于：所述的注入系统包括二氧化碳中间容器(8)、表面活性剂中间容器(7)、平流泵二号(6)和六通阀二号(9)，该二氧化碳中间容器(8)和该表面活性剂中间容器(7)底部连接于该平流泵二号(6)，顶部连接于六通阀二号(9)，所述的六通阀二号(9)连接于密封腔夹持系统中的注入井(10)，所述的平流泵二号(6)连接二氧化碳中间容器(8)，将二氧化碳注入到密封腔夹持系统中的注入井(10)中，并连接表面活性剂中间容器(7)。


3.根据权利要求2所述的二氧化碳驱油与封存中测量二氧化碳运移规律的装置，其特征在于：所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李健，温庆志，种珊，杨富康，
申请(专利权)人：北京大学，中国矿业大学北京，
类型：新型
国别省市：北京;11