一种核磁共振高温高压水-岩反应装置及测试方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种核磁共振高温高压水

【技术实现步骤摘要】
一种核磁共振高温高压水
‑
岩反应装置及测试方法


[0001]本专利技术涉及水
‑
岩反应
，具体涉及一种核磁共振高温高压水
‑
岩反应装置及测试方法
。

技术介绍

[0002]为实现二氧化碳减排，将捕集后的二氧化碳处理后由地面直接注入到地下，将其封存在地层中，这种技术被称为二氧化碳地质封存技术，是一种直接有效的减少二氧化碳的控制手段
。
地质封存适宜场所一般位于沉积盆地，封存场地包括废弃油气田
、
深部咸水层及不可采煤层
。
二氧化碳注入后，必然会与储层岩石
、
地层水发生化学反应，引起储层岩石物性和流体性质的变化，矿物溶蚀和矿物沉淀均会对岩石的孔隙结构造成影响，进而引起流动特征的变化，影响二氧化碳的注入
。
因此需要对
CO2‑
水
‑
岩相互作用对岩石孔隙特征的改造作用以及渗流特性的影响进行研究
。
[0003]目前水
‑
岩反应的实验装置大部分采用高温高压反应釜进行，且为研究水
‑
岩反应矿物的溶蚀和沉淀，多采用岩样颗粒为研究对象，忽视了水
‑
岩反应对岩石物性的研究，即使采用标准岩样进行水
‑
岩反应实验，但这仅仅是静态水
‑
岩反应实验，不能准确的反映流动状态下流体和岩石真实的化学反应，且存在岩样表面与水样接触面积多大和实验岩样不完全饱和的现象，使得岩样表面发生明显化学反应，而岩样内部孔隙结构的矿物溶蚀
、
沉淀相对较少，对于流体离子浓度变化的研究则具有一定的滞后性，只能在水
‑
岩反应结束后进行，在研究反应时间对水
‑
岩反应的影响时具有局限性，当然也存在部分水
‑
岩反应装置实现了对岩心的孔渗一体化测试，但却忽视了水
‑
岩反应对岩石孔喉结构影响的测试，因此需要一种新的水
‑
岩反应装置
。
这种新装置需要实现模拟高温高压地层条件下的水
‑
岩反应实验，并可以及时采集水样进行离子浓度的测试，且不影响水
‑
岩反应的进行，这一实验装置和测试方法可以实行水
‑
岩反应对岩样孔喉结构影响的测定分析，其实验结果将为二氧化碳地质封存技术的发展提供基础数据支撑
。

技术实现思路

[0004]针对上述现有装置存在的问题，本专利技术提供了一种核磁共振高温高压水
‑
岩反应装置及测试方法，可以准确安全有效的测定水
‑
岩反应对岩样物性的影响，这将为实际生产提供数据支持
。
[0005]本专利技术提出的一种核磁共振高温高压水
‑
岩反应装置及测试方法，其所述实验装置包括：水
‑
岩反应模拟系统，与水
‑
岩反应模拟系统相连的地层水样配置系统
、
核磁数据采集及温度控制系统
、
渗透率测试系统
、
液体采集系统以及真空泵
(20)。
[0006]所述水
‑
岩反应模拟系统包括岩心夹持器
(16)
及其与之相连的围压泵
(30)
，包裹在岩心夹持器
(16)
外的环形温度加热套
(17)
，所述岩心夹持器
(16)
放置于核磁共振仪的测试腔内
(15)
，所述岩心夹持器
(16)
左端与地层水样配置系统相连，右端与渗透率测试系统
、
液体采集系统以及真空泵
(20)
连接
。
所述地层水样配置系统包括气源
(1
，
2)、
地层水配样器
(9)、
气体增压泵
(33)、
液体增压泵
(7)、
地层水配样器
(9)
外包裹的环形温度加热套
(10)
，所述环形加热套用于调节水
‑
岩反应实验温度的目的
。
所述地层水配样器
(9)
底端与液体增压泵
(7)
相连，顶端与气体增压泵
(33)
和岩心夹持器
(16)
左端相连
。
所述渗透率测试装置包括电子流量计
(28)
和回压泵
(26)
，回压泵
(26)
与岩心夹持器
(16)
右端和电子流量计
(28)
相连；岩心夹持器
(16)
右端与渗透率测试装置间装有液体采集系统，所述液体采集装置由液体冷凝器
(23)
和量筒
(24)
依次连接组成
。
[0007]优选的，所述岩心夹持器
(16)
右端与所述真空泵
(20)
相连
,
且相连的管路上设有气体放空阀
(19)
，可减少因岩心饱和不充分引起的实验误差
。
[0008]优选的，所述岩心夹持器
(16)
和地层水样配置系统间装有气体泄压阀
。
[0009]优选的，核磁共振测试仪
、
岩心夹持器外的温度加热套
(17)、
地层水配样器外的环形温度加热套
(10)
均与数据采集及温度控制系统
(32)
相连接
。
[0010]优选的，气源由氮气瓶
(1)
和二氧化碳气瓶
(2)
组成，所述氮气瓶的瓶口依次设有氮气瓶阀门
(3)
和氮气流通阀
(5)
，所述二氧化碳瓶的瓶口依次设有二氧化碳瓶阀门
(4)
和二氧化碳流通阀
(6)。
[0011]优选的，所述地层水配样器
(9)
下有支架，且可实现地层水配样器前后摆动
180
°
，可实现充分混合地层水和二氧化碳的目的，使地层水完全饱和二氧化碳
。
[0012]一种核磁共振高温高压水
‑
岩反应测试方法，利用所述的一种核磁共振高温高压水
‑
岩反应装置，其中，所述水
‑
岩反应测试方法包括以下步骤：
[0013]选取合适测试岩心装入岩心夹持器
(16)
，使用围压泵
(30)
将岩心上覆地层压力增加至设定压力，使用真空泵
(20)
将岩心所处空间进行抽真空操作；
[0014]注入地层水，等待测试岩样完全饱和，开启加热装置，设置目标温度；<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种核磁共振高温高压水
‑
岩反应装置及测试方法，其特征在于，基于核磁共振的高温高压水
‑
岩反应装置，包括水
‑
岩反应模拟系统，与水
‑
岩反应模拟系统相连的地层水样配置系统
、
核磁数据采集及温度控制系统
、
渗透率测试系统
、
液体采集系统以及真空泵
(20)
；所述水
‑
岩反应模拟系统包括岩心夹持器
(16)
及其与之相连的围压泵
(30)
，包裹在岩心夹持器外的环形温度加热套
(17)
，所述岩心夹持器
(16)
放置于核磁共振仪
(15)
的测试腔内，所述岩心夹持器
(16)
左端与地层水样配置系统相连，右端与渗透率测试系统
、
液体采集系统以及真空泵
(20)
连接
。2.
根据权利要求1所述的一种核磁共振高温高压水
‑
岩反应装置，其特征在于：地层水样配置系统包括气源
(1,2)、
地层水配样器
(9)、
液体增压泵
(7)、
地层水配样器外包裹的环形温度加热套
(10)
，所述地层水配样器
(9)
底端与液体增压泵
(7)
相连，顶端与气源和岩心夹持器
(16)
左端相连
。3.
根据权利要求1所述的一种核磁共振高温高压水
‑
岩反应装置，其特征在于：所述渗透率测试装置包括电子流量计
(28)
和回压泵
(26)
，回压泵
(26)
与岩心夹持器右端和电子流量计
(28)
相连；岩心夹持器
(16)
右端与渗透率测试装置间装有液体采集系统，所述液体采集装置由液体冷凝器
(23)
和量筒
(24)
依次连接组成
。4.
根据权利要求1所述的一种核磁共振高温高压水
‑
岩实时反应装置，其特征在于：所述岩心夹持器
(16)
的右端与所述真空泵
(20)
相连
,
且相连的管路上设有气体放空阀
(22)。5.
根据权利要求1所述的一种核磁共振高温高压水
‑
岩反应装置，其特征在于：所述岩心夹持器
(16)
和地层水样配置系统间装有气体泄压阀
(13)。6.
根据权利要求1‑2所述的一种核磁共振高温高压水
‑
岩反应装置，其特征在于：核磁共振测试仪
(15)、
岩心夹持器外的温度加热套
(17)、
地层水配样器外的环形温度加热套
(10)
均与数据采集及温度控制系统
(32)
相连接
。7.
根据权利要求2所述的一种核磁共振高温高压水
‑
岩反应装置，其特征在于：气源由氮气瓶
(1)
和二氧化碳气瓶
(2)
组成，所述氮气瓶
(1)
的瓶口依次设有氮气瓶阀门
(3)
和氮气流通阀
(5)
，所述二氧化碳瓶
(2)
的瓶口依次设有二氧化碳瓶阀门
(4)
和二氧化碳流通阀
(6)。8.
根据权利要求1所述的一种核磁共振高温高压水
‑
岩反应...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖文联，臧金鹏，郑玲丽，王思慧，赵金洲，王勇，黄矗，任吉田，陈沐遥，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：