【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及co2地质封存，尤其涉及一种不同co2饱和度岩石物理测试装置及实验方法。
技术介绍
1、积极稳妥推进碳达峰碳中和，加强煤炭清洁高效利用，与应对气候变化具有至关重要的作用。co2捕获、利用和封存技术(ccus)是实现碳达峰、碳中和的重要手段和托底技术，从固碳端改善生态环境，降低人类活动对自然环境的影响，可最大程度上实现人与自然和谐共生的目标。在co2地质封存工程中，对co2地质封存的安全监测至关重要，不仅可以及时掌握co2的波及区域，及时调整驱替方案，还可以监测co2是否发生泄漏。
2、垂直地震剖面法(vsp)是监测co2地质封存运移的主要手段之一。这种方法的核心是利用地震波场在不同co2饱和度地层中的响应特征，进而反演co2的波及区域及运移路径。可见，测试不同co2饱和度岩石的地震波(p波、s波)对于支撑co2地质封存监测至关重要。因此，开发不同co2饱和度岩石物理测试方法也就成了室内研究中必须要解决的关键问题。目前对于测试岩石p波、s波的方法较为常见，且以往研究多是针对co2全饱和样品或是co2非饱和样品进行测试，但对于不同co2饱和度岩石，尤其是co2-水饱和度的研究较少，需要从室内实验装置对其进行突破。
技术实现思路
1、由于目前缺乏对于不同co2饱和度岩石测试的装置，本专利技术的主要目的在于提供一种不同co2饱和度岩石物理测试装置及实验方法，旨在测试不同co2饱和度条件下岩石的地震波响应，如p波、s波速度响应。
2、为实现上述目的，本专
3、所述波速测试模块包括探头、波速测试主机，所述探头与波速测试主机相连，所述波速测试主机连接至数据采集模块，所述探头还与所述液岩反应模块中的反应釜上端面及下端面贴着；
4、所述液岩反应模块包括反应釜、密封盖，反应釜外壁中预置加热电阻丝，所述反应釜中用于放置要测试的岩心，所述反应釜顶部盖有所述密封盖，且所述密封盖与所述岩心的上端面接触；
5、所述液体施加模块包括超临界co2施加液路、水施加液路，所述超临界co2施加液路、水施加液路均与所述反应釜连接；
6、所述电阻丝用于将反应釜加热至地层温度，超临界co2施加液路用于向反应釜中注入超临界co2，水施加液路用于向反应釜中注入水，通过控制反应釜内超临界co2和水的添加量，以使岩心达到某一co2/水饱和程度，波速测试模块用于测试不同co2/水饱和度岩心的波速，所述数据采集模块用于显示和存储波速数据。
7、优选的，所述波速测试模块为p/s波速测试模块，所述探头包括p波探头和/或s波探头，p波探头用于获取p波，s波探头用于获取s波，所述p/s波速测试模块用于测试不同co2/水饱和度岩心的p波速、s波速，所述数据采集模块用于显示和存储p波速、s波速数据。
8、优选的，所述p波探头、s波探头为两对探头，每对探头均包括一个信号发射探头，一个信号接收探头，需要测试p波时波速测试主机安装p波探头，需要测试s波时则波速测试主机安装s波探头。
9、优选地，首先应测定岩心孔隙度和渗透率，之后将岩心置于反应釜中再将密封盖通过螺纹盖在所述反应釜上，开启加热电阻丝将反应釜加热至地层温度，再之后根据实验设计的不同co2饱和度向反应釜中注入超临界co2或水，通过流量计一核定要注入的超临界co2液体质量，通过流量计二核定要注入的水质量，以使岩心达到某一co2/水饱和程度，最后开启p/s波速测试模块的波速测试主机，根据探头的属性测试不同co2/水饱和度岩心的p波速、s波速。实验结束后关闭所述波速测试主机、开启反应釜出液口单向阀排出废液、取出岩心。
10、优选的，所述超临界co2施加液路为管道一，管道一的一端依连接超临界co2容器和柱塞泵，超临界co2容器上连接柱塞泵，管道一上位于超临界co2容器与反应釜之间的位置安装co2施加液路单向阀，co2施加液路单向阀控制超临界co2向反应釜的方向注入；
11、水施加液路为管道二，管道二的一端依次连接注入泵和水容器，管道二位于注入泵与反应釜之间的位置安装水施加液路单向阀，水施加液路单向阀控制水向反应釜的方向注入。
12、优选的，所述反应釜上设置进液口和出液通道，管道一的另一端与管道二的另一端汇流到管道三的一端，管道三的另一端与反应釜的进液口连接，所述反应釜的出液通道与废液回收装置相连，所述反应釜的出液通道上安装有反应釜出液口单向阀。
13、优选地，所述岩心为标准尺寸岩心，尺寸为高度100mm，岩性为可作为co2地质封存的岩石，一般为砂岩。
14、优选地，反应釜内壁和岩心间需留有5～10mm的间距，以保证co2/水与岩石充分作用。
15、优选地，所述反应釜电阻丝加热温度范围为0～80℃，覆盖co2饱地质封存吸收层温度范围。
16、本专利技术还提供了一种不同co2饱和度岩石物理测试实验方法，包括：
17、测定岩心孔隙度和渗透率，将此作为注液量的依据；
18、将岩心置于反应釜中再将密封盖通过螺纹盖在所述反应釜上，开启加热电阻丝将反应釜加热至地层温度；
19、向反应釜中注入超临界co2或水，形成co2/水体系，以使岩心达到某一co2/水饱和程度；
20、开启p/s波速测试模块的波速测试主机，根据探头的属性测试不同co2/水饱和度岩心的p波速和/或s波速。
21、优选地，所述液体施加模块是通过向反应釜中注入所述co2/水，通过所述co2/水体系覆没岩心的高度来衡量岩心的饱和比例，全饱和则将反应釜注满，半饱和则将所述co2/水体系注至所述反应釜的一半，使岩心实现半饱和并以此类推。
22、优选地，为了保证注入的co2/水充分流入岩心的孔隙裂隙，需要对注入速度进行限制，超临界co2注入速度0～5ml/min，水的注入速度0～10ml/min。
23、优选地，co2和水可交替注入，多重流体饱和条件下会呈现出不同的波速响应。
24、本专利技术的有益效果是：提出的一种不同co2饱和度岩石物理测试装置及实验方法，能够对不同含co2和水饱和度的岩心测试p波速、s波速；且针对目前岩石物理实验机无法测试不同饱和度岩石样品的难题，本专利技术通过含co2和水与岩石作用不同高度来实现不同饱和度，为开展co2地质封存安全监测提供了理论和试验依据，进行大量的实验可指导实际生产，避免实际生产的盲目操作，提高了生产效率。另外，本专利技术提供的不同co2饱和度岩石物理测试装置具有模块化操作，集成控制的优点。
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1.一种不同CO2饱和度岩石物理测试装置，其特征在于，包括：波速测试模块、液岩反应模块、液体施加模块、数据采集模块；
2.如权利要求1所述的一种不同CO2饱和度岩石物理测试装置，其特征在于，所述波速测试模块为P/S波速测试模块，所述探头包括P波探头和/或S波探头，P波探头用于获取P波，S波探头用于获取S波，所述P/S波速测试模块用于测试不同CO2/水饱和度岩心的P波速、S波速，所述数据采集模块用于显示和存储P波速、S波速数据。
3.如权利要求2所述的一种不同CO2饱和度岩石物理测试装置，其特征在于，所述超临界CO2施加液路为管道一，管道一的一端依次连接超临界CO2容器和柱塞泵，管道一上位于超临界CO2容器与反应釜之间的位置安装CO2施加液路单向阀，CO2施加液路单向阀控制超临界CO2向反应釜的方向注入；
4.如权利要求3所述的一种不同CO2饱和度岩石物理测试装置，其特征在于，所述反应釜上设置进液口和出液通道，管道一的另一端与管道二的另一端汇流到管道三的一端，管道三的另一端与反应釜的进液口连接，所述反应釜的出液通道与废液回收装置相连，所述反应釜的
5.如权利要求4所述的一种不同CO2饱和度岩石物理测试装置，其特征在于，反应釜内壁和岩心间有5～10mm的间距。
6.如权利要求1所述的一种不同CO2饱和度岩石物理测试装置，其特征在于，所述反应釜加热电阻丝的加热温度范围为0～80℃。
7.不同CO2饱和度岩石物理测试实验方法，其特征在于，利用权利要求1所述的装置进行实验，包括：
8.根据权利要求7所述的不同CO2饱和度岩石物理测试实验方法，通过所述CO2/水体系覆没岩心的高度来衡量岩心的饱和比例，全饱和则将反应釜注满，半饱和则将所述CO2/水体系注至所述反应釜的一半，使岩心实现半饱和，并以此类推，计算其他饱和度。
9.根据权利要求8所述的不同CO2饱和度岩石物理测试实验方法，其特征在于，超临界CO2注入速度0～5ml/min，水的注入速度0～10ml/min。
10.如权利要求1所述的一种不同CO2饱和度岩石物理测试装置及实验方法，其特征在于，CO2和水交替注入。
...【技术特征摘要】
1.一种不同co2饱和度岩石物理测试装置，其特征在于，包括：波速测试模块、液岩反应模块、液体施加模块、数据采集模块；
2.如权利要求1所述的一种不同co2饱和度岩石物理测试装置，其特征在于，所述波速测试模块为p/s波速测试模块，所述探头包括p波探头和/或s波探头，p波探头用于获取p波，s波探头用于获取s波，所述p/s波速测试模块用于测试不同co2/水饱和度岩心的p波速、s波速，所述数据采集模块用于显示和存储p波速、s波速数据。
3.如权利要求2所述的一种不同co2饱和度岩石物理测试装置，其特征在于，所述超临界co2施加液路为管道一，管道一的一端依次连接超临界co2容器和柱塞泵，管道一上位于超临界co2容器与反应釜之间的位置安装co2施加液路单向阀，co2施加液路单向阀控制超临界co2向反应釜的方向注入；
4.如权利要求3所述的一种不同co2饱和度岩石物理测试装置，其特征在于，所述反应釜上设置进液口和出液通道，管道一的另一端与管道二的另一端汇流到管道三的一端，管道三的另一端与反应釜的进液口连接，所述反应釜的出液通道与废...
【专利技术属性】
技术研发人员：沈春强，马思锦，张文峰，解经宇，
申请(专利权)人：陕西地矿创新研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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