一种渗透率曲线估算CO2地质封存储量的方法技术

本发明专利技术公开了一种渗透率曲线估算CO2地质封存储量的方法，包括：对岩心进行采样；测量岩心小样的干燥质量以及饱和水质量，计算孔隙体积和孔隙度；对岩心小样在模拟油藏条件下进行驱替和吮吸，采集相对渗透率和含水饱和度，并生成不同岩心含水饱和度对应的气相相对渗透率曲线和水相相对渗透率曲线；将储层孔隙体积除以岩心小样的孔隙体积得到体积比，再将通过相渗曲线计算得到三种类型的CO2封存体积乘以体积比，获得地下储层三种类型的CO2封存体积；将地下储层三种类型CO2封存体积累加得到CO2地质封存储量本发明专利技术能够准确得出每一种封存机理封存CO2的量，模拟了真实的地层环境，准确性高，可节约时间和人力成本，减少了工作人员在场地勘探测量的风险。在场地勘探测量的风险。在场地勘探测量的风险。

【技术实现步骤摘要】
一种渗透率曲线估算CO2地质封存储量的方法


[0001]本专利技术涉及CO2地质封存
，尤其涉及一种渗透率曲线估算CO2地质封存储量的方法。

技术介绍

[0002]目前，碳捕集、利用与封存技术(CCUS)作为未来的主要碳减排技术。CO2地质封存是CCUS技术的重要组成部分，是国际公认的减少CO2排放的地质处置方法，其主要封存地质体包括深部咸水层、正在开采或枯竭的油气田、深部不可采煤层、玄武岩层、浅海等。
[0003]CO2地质封存是指将CO2从工业或相关能源的集中排放源中分离捕获，注入地下深部适宜地层中，通过物理、化学等作用储存于地下，长期与大气隔绝的过程。CO2地质封存量与封存方式密切相关。地质体中，CO2存在多种封存方式，包括构造圈闭封存、溶解封存、矿化封存、束缚气封存和吸附封存等。不同封存地质体中主要封存方式存在差异，CO2封存量的计算方法也因此不同。
[0004]构造圈闭封存主要需测量盐水层上层的气相区体积，但测量难度较大，因此最后计算的储存量误差较大；束缚气封存对束缚CO2饱和度的测量较为困难，最后算得储存量误差也比较大；溶解封存虽然计算简便，但前提条件是含水层的整个孔隙空间都被CO2充分占据和CO2在地层水中完全溶解，没有考虑实际生产过程中各种因素的影响，计算结果往往远远大于实际值，误差较大，同时也存在试验和数据处理工程较复杂的问题；矿物封存由于矿物封存的作用时间太长，且与岩石的反应比较复杂，故很难估算出最后的存储量。综上，目前没有经验公式和实例估算注入的CO2以不同方式进行埋存的量，因此，需要提出通过间接实验模拟方式准确得出储存地的实际储存CO2的情况。

技术实现思路

[0005]本部分的目的在于概述本专利技术的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和专利技术名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本专利技术的范围。
[0006]鉴于上述现有存在的问题，提出了本专利技术。
[0007]因此，本专利技术提供了一种渗透率曲线估算CO2地质封存储量的方法解决目前几种封存方式存在测量难度大，没有考虑实际生产过程中各种因素的影响，计算结果误差较大，存在试验和数据处理工程较复杂的问题
[0008]为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：
[0009]本专利技术提供了一种渗透率曲线估算CO2地质封存储量的方法，其特征在于，包括：对岩心进行采样，所述采样的若干岩心小样直径均相等以及长度均相等；
[0010]测量所述岩心小样的干燥质量以及饱和水质量，并依据所述干燥质量以及饱和水质量计算孔隙体积和孔隙度；
[0011]对所述岩心小样在模拟油藏条件下进行驱替和吮吸，采集相对渗透率和含水饱和
度，并生成不同岩心含水饱和度对应的气相相对渗透率曲线和水相相对渗透率曲线；
[0012]依据气相与水相相对渗透率曲线的驱替过程，计算溶解封存CO2的体积和饱和度，并依据所述溶解CO2的饱和度计算吸吮过程中构造圈封存CO2的体积和束缚气封存CO2的体积；
[0013]在已知封存CO2的储层空间体积下测得孔隙度，计算得到地下封存CO2的储层孔隙体积，将储层孔隙体积除以岩心小样的孔隙体积得到体积比，再将通过相渗曲线计算得到三种类型的CO2封存体积乘以体积比，获得地下储层三种类型的CO2封存体积；
[0014]将地下储层三种类型CO2封存体积累加得到CO2地质封存储量。
[0015]作为本专利技术所述的渗透率曲线估算CO2地质封存储量的方法的一种优选方案，其中：测量所述岩心小样的干燥质量以及饱和水质量包括，
[0016]将岩心小样放置在110℃的烘干室48小时，测量岩心的干燥质量m1[0017]将所述岩心小样放置真空加压15MPa的蒸馏水中饱和24小时，将表面水快速擦去后，测量饱和水的岩心质量m2。
[0018]作为本专利技术所述的渗透率曲线估算CO2地质封存储量的方法的一种优选方案，其中：依据所述岩心的干燥质量以及饱和水的岩心质量计算孔隙体积V
P
和孔隙度表示为，
[0019][0020][0021]其中，m1表示干燥岩心小样的质量，g；m2表示饱和地层水岩心小样的质量，g；ρ
水
表示在测定温度下饱和岩心的地层水的密度，g/cm3；D表示岩心小样直径，cm；L岩心小样长度，cm；表示岩心小样孔隙度，％；V
p
表示岩样的孔隙体积，cm3。
[0022]作为本专利技术所述的渗透率曲线估算CO2地质封存储量的方法的一种优选方案，其中：对所述岩心小样在模拟油藏条件下进行驱替，采集相对渗透率和含水饱和度，包括，
[0023]先对所述岩心小样进行水驱实验，计算岩心的绝对渗透率，将抽真空饱和地层水后的岩心小样装入岩心夹持器，在一定压差下使预先脱去溶解气的地层水通过岩心小样，记录排水的体积和时间，绝对渗透率通过达西公式表示为：
[0024][0025]其中，Q表示单位时间内流体通过岩心小样的流量，cm3/s；A表示液体通过岩心小样的截面积，cm2；μ表示液体的粘度，mPa
·
s；L表示岩心小样的长度，cm；ΔP表示液体通过岩心小样前后的压差，MPa；
[0026]后将气、水按一定流量比例同时恒速注入岩心小样，当进、出口压力及气水流量稳定时，岩样含水饱和度分布也已稳定，测定进、出口压力及气水流量，用称量法测定岩样含水质量，便可计算气、水有效渗透率和相对渗透率以及岩样含水饱和度；
[0027]气水相对渗透率及含水饱和度计算公式:
[0028][0029][0030][0031]S
g
＝1
‑
S
w
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(7)
[0032]其中，K
rw
表示水的相对渗透率，为小数；K
w
表示水的有效渗透率,μm2；K表示岩样绝对渗透率，μm2；K
rg
表示气的相对渗透率，为小数；K
g
表示气的有效渗透率，μm2；S
w
表示岩样含水饱和度，％；m
i
表示任一时刻的含水岩样质量，g；m1表示干燥岩样的质量，g；S
g
表示岩样含气饱和度，％。
[0033]作为本专利技术所述的渗透率曲线估算CO2地质封存储量的方法的一种优选方案，其中：还包括，
[0034]采用驱替和吮吸实验模拟CO2在注入储层后的封存状态；
[0035]将饱和地层水的岩心小样装入夹持器，将气、水按一定流量比例同时恒速注入岩心小样，当进、出口压力及气水流量稳定时，岩样含水饱和度分布也已稳定；
[0036]在恒压下进行CO2驱水实验，记录进出口气、水流量以及含水岩样质量，气驱至不产水时，结束驱替，取出岩心小样称重，计算束缚水饱和度；
[0037]再装入岩心小样，用地本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种渗透率曲线估算CO2地质封存储量的方法，其特征在于，包括：对岩心进行采样，所述采样的若干岩心小样直径均相等以及长度均相等；测量所述岩心小样的干燥质量以及饱和水质量，并依据所述干燥质量以及饱和水质量计算孔隙体积和孔隙度；对所述岩心小样在模拟油藏条件下进行驱替和吮吸，采集相对渗透率和含水饱和度，并生成不同岩心含水饱和度对应的气相相对渗透率曲线和水相相对渗透率曲线；依据气相与水相相对渗透率曲线的驱替过程，计算溶解封存CO2的体积和饱和度，并依据所述溶解CO2的饱和度计算吸吮过程中构造圈封存CO2的体积和束缚气封存CO2的体积；在已知封存CO2的储层空间体积下测得孔隙度，计算得到地下封存CO2的储层孔隙体积，将储层孔隙体积除以岩心小样的孔隙体积得到体积比，再通过相渗曲线计算得到三种类型的CO2封存体积乘以体积比，获得地下储层三种类型的CO2封存体积；将地下储层三种类型CO2封存体积累加得到CO2地质封存储量。2.如权利要求1所述的渗透率曲线估算CO2地质封存储量的方法，其特征在于，测量所述岩心小样的干燥质量以及饱和水质量包括，将岩心小样放置在110℃的烘干室48小时，测量岩心的干燥质量m1；将所述岩心小样放置真空加压15MPa的蒸馏水中饱和24小时，将表面水快速擦去后，测量饱和水的岩心质量m2。3.如权利要求1或2所述的渗透率曲线估算CO2地质封存储量的方法，其特征在于，依据所述岩心的干燥质量以及饱和水的岩心质量计算孔隙体积V
P
和孔隙度表示为，表示为，其中，m1表示干燥岩心小样的质量，g；m2表示饱和地层水岩心小样的质量，g；ρ
水
表示在测定温度下饱和岩心的地层水的密度，g/cm3；D表示岩心小样直径，cm；L岩心小样长度，cm；表示岩心小样孔隙度，％；V
p
表示岩样的孔隙体积，cm3。4.如权利要求3所述的渗透率曲线估算CO2地质封存储量的方法，其特征在于，对所述岩心小样在模拟油藏条件下进行驱替，采集相对渗透率和含水饱和度，包括，先对所述岩心小样进行水驱实验，计算岩心的绝对渗透率，将抽真空饱和地层水后的岩心小样装入岩心夹持器，在一定压差下使预先脱去溶解气的地层水通过岩心小样，记录排水的体积和时间，绝对渗透率通过达西公式表示为：其中，Q表示单位时间内流体通过岩心小样的流量，cm3/s；A表示液体通过岩心小样的截面积，cm2；μ表示液体的粘度，mPa
·
s；L表示岩心小样的长度，cm；ΔP表示液体通过岩心小样前后的压差，MPa；后将气、水按一定流量比例同时恒速注入岩心小样，当进、出口压力及气水流量稳定时，岩样含水饱和度分布也已稳定，测定进、出口压力及气水流量，用称量法测定岩样含水质量，便可计算气、水有效渗透率和相对渗透率以及岩样含水饱和度；
气水相对渗透率及含水饱和度计算公式:气水相对渗透率及含水饱和度计算公式:气水相对渗透率及含水饱和度计算公式:S
g
＝1
‑
S
w
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(7)其中，K
rw
表示水的相对渗透率，为小数；K
w
表示水的有效渗透率,μm2；K表示岩样绝对渗透率，μm2；K
rg
表示气的相对渗透率，为小数；K
g
表示气的有效渗透率，μm2；S
w
表示岩样含水饱和度，％；m
i
表示任一时刻的含水岩样质量，g；m1表示干燥岩样的质量，g；S
g
表示岩样含气饱和度，％。5.如权利要求4所述的渗透率曲线估算CO2地质封存储量的方法，其特征在于，还包括，采用驱替和吮吸实验模拟CO2在注入储层后的封存状态；将饱和地层水的岩心小样装入夹持器，将气、水按一定流量比例同时恒速注入岩心小样，当进、出口压力及气水流量稳定时，岩样含水饱和度分布也已稳定；在恒压下进行CO2驱水实验，记录进出口气、水流量以及含水岩样质量，气驱至不产水时，结束驱替，取出岩心小样称重，计算束缚水饱和度；再装入岩心小样，用地层水驱CO2，直至不再产出气体为止；取出岩心称重，计算束缚气饱和度。6.如权利要求5所述的渗透率曲线估算CO2地质封存储量的...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘楠楠，曹小建，戚恒辰，
申请(专利权)人：常州大学，
类型：发明
国别省市：