一种多因素耦合模拟二氧化碳驱替地层深部热卤水试验系统技术方案

本发明专利技术涉及一种多因素耦合模拟二氧化碳驱替地层深部热卤水试验系统，包括驱替模拟装置、进气装置和进液装置，进气装置通过进气管路与驱替模拟装置连通，且进液装置通过进液管路与驱替模拟装置连通。本发明专利技术的有益效果是结构简单，设计合理，提供一种利用于二氧化碳驱替地层深部热卤水工程的耦合应力场、温度场、地层物理化学作用等因素的试验装置，用于工程中注入效率、驱替效率、排卤量、封存安全性的研究，为实际工程提供有效可靠的试验参照。为实际工程提供有效可靠的试验参照。为实际工程提供有效可靠的试验参照。

【技术实现步骤摘要】
一种多因素耦合模拟二氧化碳驱替地层深部热卤水试验系统


[0001]本专利技术涉及环境工程
，具体涉及一种多因素耦合模拟二氧化碳驱替地层深部热卤水试验系统。

技术介绍

[0002]我国宣布2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和的目标，其中，二氧化碳捕集、利用、封存即CCUS为实现该目标的重要方法，用于二氧化碳地质封存的场所有地下油气田、深部热卤水层、页岩层等。将二氧化碳注入地层深部热卤水层以驱替地层深部热卤水，同时将二氧化碳封存于地层深部热卤水层是实现碳达峰、碳中和的重要方法之一。
[0003]地层深部热卤水具有广泛的利用价值。首先热能不同于传统的石油、天然气能源，其生产与利用的过程中不会产生环境有害气体；再者，热能相较于太阳能、风能具有稳定性，利用时可靠性高；最后，随着科技发展，原盐需求量持续上涨，盐水资源的合理开发利用十分重要。地层深部热卤水广泛分布于我国西南、西北、中南、华北等地区，总资源量大，使得二氧化碳驱替地层深部热卤水的试验研究至关重要。
[0004]目前二氧化碳驱替地层深部热卤水的方法为：将二氧化碳由注入井注入地层深部热卤水层，驱替地层深部热卤水，高热卤水由抽采井采出，经气液分离后，二氧化碳回注地层循环驱替。
[0005]二氧化碳驱替地层深部热卤水尚未得到广泛运用，因为其仍然存在许多问题需要研究与解决。在地应力、二氧化碳
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卤水
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地层相互反应等因素耦合作用下，深部热卤水层的稳定性、地球物理化学性质等将随时间而产生变化。因此，多因素耦合下的深部热卤水层稳定性研究对保障二氧化碳驱替与封存、地层深部热卤水的开采具有重要的理论意义和工程价值。
[0006]地层深部热卤水层受初始应力场、初始温度场作用；二氧化碳的温度、压力、相态对驱替效率有着一定影响；同时，在二氧化碳注入过程中，因卤水具有一定浓度，注入过程中可能产生大量盐沉淀现象，从而影响后续注入、驱替工程的进行；在驱替、封存过程中，二氧化碳
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卤水
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地层相互反应对地层地球物理化学性质产生影响，地层孔隙度、渗透率等性质发生变化，可能导致驱替效率降低、封存安全性降低，造成不良的工程效应。
[0007]为探究二氧化碳驱替地层深部热卤水工程的注入效率、驱替效率、封存安全性等，进行软件模拟为目前常用手段，而室内多因素耦合试验研究还鲜有报道，存在技术空缺。

技术实现思路

[0008]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种多因素耦合模拟二氧化碳驱替地层深部热卤水试验系统，旨在解决现有技术中的问题。
[0009]本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：
[0010]一种多因素耦合模拟二氧化碳驱替地层深部热卤水试验系统，包括驱替模拟装置、进气装置和进液装置，所述进气装置通过进气管路与所述驱替模拟装置连通，且所述进
液装置通过进液管路与所述驱替模拟装置连通。
[0011]本专利技术的有益效果是：试验时，首先，通过本领域技术人员所能想到的方式将岩样置于驱替模拟装置内；然后，通过进液装置将卤水送至驱替模拟装置内，使得卤水浸入岩样内以模拟地层中卤水的分布情况；最后，通过进气装置将气体送入驱替模拟装置内，以模拟工程中二氧化碳的注入情况，并利用二氧化碳驱替岩样中的卤水以模拟工程中卤水注入的实际过程，以探究其注入效率、驱替效率、排卤量、封存安全性等。
[0012]本专利技术结构简单，设计合理，提供一种利用于二氧化碳驱替地层深部热卤水工程的耦合应力场、温度场、地层物理化学作用等因素的试验装置，用于工程中注入效率、驱替效率、排卤量、封存安全性的研究，为实际工程提供有效可靠的试验参照。
[0013]在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进。
[0014]进一步，还包括气液分离装置、集气室和集液室，所述气液分离装置通过管路与所述驱替模拟装置连通；所述集气室通过集气管路与所述气液分离装置的顶部连通，所述集气管路上固定安装有集气阀门；所述集液室通过集液管路与所述气液分离装置的底部连通，所述集液管路上固定安装有集液阀门。
[0015]采用上述进一步方案的有益效果是试验时，二氧化碳驱替岩样中的卤水形成的气液混合物进入气液分离装置内进行分离作业，分离出的二氧化碳收集于集气室内，分离出的液体收集于集液室内，实现气体和液体的分类收集，节约资源。
[0016]进一步，所述集气室通过回收管路与所述进气装置连通，所述回收管路上固定安装有回收阀门。
[0017]采用上述进一步方案的有益效果是结构简单，设计合理，收集于集气室内的二氧化碳通过回收管路可重新进入进气装置内，实现二氧化碳的重新利用，节约资源，降低成本。
[0018]进一步，还包括集固室，所述集固室通过集固管路与所述气液分离装置的底部连通，且所述集固管路上固定安装有集固阀门。
[0019]采用上述进一步方案的有益效果是试验时，岩样中的部分固体会随着二氧化碳和卤水进入气液分离装置内，利用集固室回收沉积于气液分离装置底部的固体，回收方便。
[0020]进一步，所述进气装置包括至少一个气罐，所述气罐的顶部通过所述进气管路与所述驱替模拟装置连通。
[0021]采用上述进一步方案的有益效果是试验时，通过气罐储存二氧化碳，二氧化碳通过进气管路进入驱替模拟装置，试验方便。
[0022]进一步，所述进气装置还包括调节器一、压力表一、流量计一和温度计一，所述调节器一、所述压力表一、所述流量计一和所述温度计一沿气体流动的方向依次间隔固定安装在所述进气管路上。
[0023]采用上述进一步方案的有益效果是试验时，通过调节器一调节气体的温度和压强，并通过压力表一、流量计一和温度计一分别实时监测气体的压力、流量以及温度等，精确控制，提高试验的精确度。
[0024]进一步，所述进液装置包括卤水箱，所述卤水箱通过所述进液管路与所述驱替模拟装置连通，所述进液管路上固定安装有水泵。
[0025]采用上述进一步方案的有益效果是试验时，通过卤水箱储存卤水，并可通过水泵
将卤水箱内的卤水送至驱替模拟装置内，实现卤水的自动输送，自动化程度高，省时省力。
[0026]进一步，所述进液装置还包括调节器二、压力表二、流量计二和温度计二，所述水泵、所述调节器二、所述压力表二、所述流量计二和所述温度计二沿液体流动的方向依次间隔固定安装在所述进液管路上。
[0027]采用上述进一步方案的有益效果是试验时，通过调节器二调节卤水的温度和压强，并通过压力表二、流量计二和温度计二分别实时监测卤水的压力、流量以及温度等，精确控制，提高试验的精确度。
[0028]进一步，所述驱替模拟装置包括样品室，所述进气装置通过所述进气管路与所述样品室连通，且所述进液装置通过所述进液管路与所述样品室连通。
[0029]采用上述进一步方案的有益效果是试验时，通过样品室放置岩样并模拟地层情形，方便试验。
[0030]进一步，所述驱替模拟装置还包括电动缸，所述电动本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多因素耦合模拟二氧化碳驱替地层深部热卤水试验系统，其特征在于：包括驱替模拟装置、进气装置和进液装置，所述进气装置通过进气管路与所述驱替模拟装置连通，且所述进液装置通过进液管路与所述驱替模拟装置连通。2.根据权利要求1所述的多因素耦合模拟二氧化碳驱替地层深部热卤水试验系统，其特征在于：还包括气液分离装置(1)、集气室(2)和集液室(3)，所述气液分离装置(1)通过管路与所述驱替模拟装置连通；所述集气室(2)通过集气管路与所述气液分离装置(1)的顶部连通，所述集气管路上固定安装有集气阀门(4)；所述集液室(3)通过集液管路与所述气液分离装置(1)的底部连通，所述集液管路上固定安装有集液阀门(5)。3.根据权利要求2所述的多因素耦合模拟二氧化碳驱替地层深部热卤水试验系统，其特征在于：所述集气室(2)通过回收管路(6)与所述进气装置连通，所述回收管路(6)上固定安装有回收阀门(7)。4.根据权利要求2所述的多因素耦合模拟二氧化碳驱替地层深部热卤水试验系统，其特征在于：还包括集固室(8)，所述集固室(8)通过集固管路与所述气液分离装置(1)的底部连通，且所述集固管路上固定安装有集固阀门(9)。5.根据权利要求1
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4任一项所述的多因素耦合模拟二氧化碳驱替地层深部热卤水试验系统，其特征在于：所述进气装置包括至少一个气罐(10)，所述气罐(10)的顶部通过所述进气管路与所述驱替模拟装置连通。6.根据权利要求5所述的多因素耦合模拟二氧化碳驱替地层深部热卤水试验系统，其特征在于：所述进气装置还...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨国栋，郭天晴，吕好，喻兆琴，刘思雨，
申请(专利权)人：武汉科技大学，
类型：发明
国别省市：