用于精确测量岩石孔隙不可再降残余水饱和度的实验装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种用于精确测量岩石孔隙不可再降残余水饱和度的实验装置，包括岩心驱替实验单元和测量岩石孔隙排水量的实验单元，其特征在于，所述测量岩石孔隙排水量的实验单元包括电子天平、气液分离器、第一硅胶干燥器、第二硅胶干燥器和第三硅胶干燥器以及气体质量流量计，岩心驱替实验中的气体排驱水被送入气液分离器，气液分离器置于电子天平上，气液分离器输出的含水气流依次经过第一硅胶干燥器、第二硅胶干燥器、第三硅胶干燥器的干燥处理后，由气体质量流量器称量。本实用新型专利技术具有结构简单测量精确的优点。具有结构简单测量精确的优点。具有结构简单测量精确的优点。

【技术实现步骤摘要】
用于精确测量岩石孔隙不可再降残余水饱和度的实验装置


[0001]本技术专利涉及碳封存实验装置领域，具体是一种用于精确测量岩石孔隙不可再降残余水饱和度的实验装置。

技术介绍

[0002]实施CO2地质封存是目前公认的减少温室气体排放的有效方法。其中CO2封存方法之一就是向深部咸水层注入CO2，使其驱走咸水而实现的。在大部分地下咸水被驱走之后，由于岩石孔隙间的毛细力及岩石颗粒亲水性等的作用，仍会有部分地下咸水残留在岩石的孔隙间形成残余水。残余水所占据的岩石孔隙体积与岩石孔隙总体积的百分比为残余水饱和度。在CO2动态驱替过程中随着CO2注入量的增加，残余水饱和度不断减少，最后形成不可再降残余水饱和度。不可再降残余水饱和度的大小对CO2地质封存的潜力、可注入性和安全性都有负面影响。因此在CO2驱替饱水岩石实验中要想精确测量岩石的不可再降残余水饱和度，必须要精确测量岩石孔隙在每个驱替时间节点上的残余水饱和度，然后随着驱替时间增加且当岩石孔隙残余水饱和度不变时，即可获得岩石孔隙不可再降残余水饱和度。想要获得上述目的，需要精确测量岩石孔隙的排水量，通过相应的推导计算得出岩石在每个时间节点的残余水饱和度，最后获得岩石不可再降残余水饱和度。
[0003]技术专利(专利号为CN 202102631 U)的实验装置结构示意图如图1所示，并不能很精确的测量岩石在每个时间节点上的孔隙排水量及最终的不可再降残余水饱和度，以此导致测量的岩石残余水饱和度有较大的误差。
[0004]其误差来源如下：(1)忽略了实验装置管路中的残留水，因此被气液分离器所收集的水实际上有两部分构成：一是被CO2从岩石孔隙中驱替出的水，二是实验装置管路中的残留水；
[0005](2)已有实验装置中收集水的实验单元存在不足，气液分离器中一部分水会被CO2气体携带或溶解带出岩心加持器、继而释放到空气中，导致气液分离器收集的水并不准确。
[0006]另外该实验装置测量残余水饱和度需要中断实验，逐级减压小心取出岩心，再称量其残余质量。这样操作必须小心谨慎，稍不注意就会损坏岩心，导致实验作废。因此在使用已有实验装置测量每个时间节点的残余水饱和度时，实验操作繁琐麻烦，费时费力。

技术实现思路

[0007]本技术专利目的在于提供一种改进的岩心驱替实验装置，通过增加可以精确测量岩石孔隙排水量的实验单元，以精确测量在岩石驱替实验中排出水的质量，进而可以用来测量驱替实验中不同时间节点处岩石孔隙中残余水饱和度及最终的不可再降残余水饱和度。技术方案如下：
[0008]一种用于精确测量岩石孔隙不可再降残余水饱和度的实验装置，包括岩心驱替实验单元和测量岩石孔隙排水量的实验单元，其特征在于，所述测量岩石孔隙排水量的实验单元包括电子天平、气液分离器、第一硅胶干燥器、第二硅胶干燥器和第三硅胶干燥器以及
气体质量流量计，岩心驱替实验中的气体排驱水被送入气液分离器，气液分离器置于电子天平上，气液分离器输出的含水气流依次经过第一硅胶干燥器、第二硅胶干燥器、第三硅胶干燥器的干燥处理后，由气体质量流量器称量。
[0009]在精确测量岩石孔隙排水量的实验单元中设有三个硅胶干燥器，硅胶干燥器中装满变色硅胶干燥剂，这种干燥剂吸后水由紫色变成粉色，变化明显。这种干燥剂有很多优点：(1)吸水能力强，工作效率高；(2)使用后经烘干后仍可重复使用；(3)价格低廉，适用范围广等。这三个硅胶干燥器依次相连，前两个用于吸收由CO2携带出的水，最后一个可以用来监测水是否被吸收完全。通过增加新的精确测量岩石孔隙排水量的实验单元，可以准确测量岩石孔隙排水量，而且可以在每个时间节点上的计算岩石孔隙残余水饱和度。这样使得实验操作简单、方便而且计算精确度高。
附图说明
[0010]图1为技术专利CN 202102631 U实验装置示意图
[0011]图2为改进后本次技术实验装置示意图
[0012]附图标记说明如下：
[0013]1—电子天平 2—气液分离器 3—硅胶干燥器 4—硅胶干燥器 5—硅胶干燥器 6—气体质量流量计 7—回压阀 8—岩心夹持器 9—手摇泵 10—储液罐 11—平流泵 12—水槽 13—储气罐 14—注塞泵 15—高压气源 16—恒温箱 17—压力传感器 18—压力表 19—压力表20—真空泵(注:未标出部件为阀门)
具体实施方案
[0014]下面结合附图和实施例对本技术进行说明。
[0015]本技术在图1所示的实验装置基础上增加了用于精确测量岩石孔隙排水量的实验单元。该单元能够准确测量岩石在每个时间节点上的排水量进而测得相应的残余水饱和度及最终的不可再降残余水饱和度。而残余水饱和度及最终的不可再降残余水饱和度的精确测量有助于研究长时间CO2动态驱替效果，有助于研究如何降低深部咸水含水层中残余水饱和度及提高CO2在深部咸水层的封存潜力。
[0016]图2所示为本技术的用于精确测量不可再降残余水饱和度的实验装置。该装置驱替部分实验单元与技术专利CN 202102631 U相同，均由真空系统、注气系统、注水系统、岩心加持系统、环压和回压系统、压力测量系统和温度控制系统等组成，各部分详细连接关系见附图。现详细叙述新增的可以精确测量岩石孔隙排水量的实验单元，驱替实验中气体排驱水进入气液分离器2中，大部分液态水会留在气液分离器2中并被电子天平1记录其质量，而被气体携带或溶解出的水会被硅胶干燥器3、硅胶干燥器4吸收，这部分水的质量通过测量硅胶干燥器增重即可获得，硅胶干燥器5可以监测气体中携带的水是否被吸收完全。气体质量流量计是记录通过气体的气体量。
[0017]本技术的用于精确测量岩石孔隙不可再降残余水饱和度的实验装置，包括电子天平1、气液分离器2、硅胶干燥器3、硅胶干燥器4、硅胶干燥器5(三个干燥器按序号大小依次排列布置)、气体质量流量计6、回压阀7、岩心夹持器8、注射泵9、储液罐10、平流泵11、水槽12、储气罐13、注塞泵14、高压气源15、恒温箱16、压力传感器17、压力表18、压力表19、
真空泵20。上述装置1、2、3、4、5、6连接在一起构成测量岩石孔隙排水量的实验单元，再将该测量单元与岩心驱替实验单元(剩下装置组合而成)相连
[0018]测量岩石孔隙排水量的实验单元具体特征如下：岩心驱替装置单元连接气液分离器2，气液分离器2放置在电子天平1上，气液分离器2连接硅胶干燥器3，硅胶干燥器3连接硅胶干燥器4以此类推，最后硅胶干燥器5连接气体质量流量器6。
[0019]岩心驱替实验单元具体特征如下：首先岩心夹持器8出入口两端连接压力传感器17，岩心夹持器8入口(左)端连接真空系统、注气系统、注水系统，真空系统由真空泵20构成，注气系统由高压气源15连接注塞泵14，注塞泵14连接储气罐13，储气罐13连接岩心夹持器8入口端构成，其中储气罐13另连接着压力表18，注水系统由水槽12连接平流泵11，平流泵11连接储液罐10，储液罐10连接岩心夹持器8本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于精确测量岩石孔隙不可再降残余水饱和度的实验装置，包括岩心驱替实验单元和测量岩石孔隙排水量的实验单元，其特征在于，所述测量岩石孔隙排水量的实验单元包括电子天平、气液分离器、第一硅胶干燥器、第二硅胶干燥器和第三硅胶干燥器以及气体质量流量计，岩心驱替实验中的气体排驱水被送入气液分离器，气液分离器...

【专利技术属性】
技术研发人员：李铱，李向杨，曹冰，赵嘉祺，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：新型
国别省市：