CN110455637A - 一种超临界二氧化碳滤失性伤害性实验设备及方法 - Google Patents
一种超临界二氧化碳滤失性伤害性实验设备及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110455637A CN110455637A CN201910840266.XA CN201910840266A CN110455637A CN 110455637 A CN110455637 A CN 110455637A CN 201910840266 A CN201910840266 A CN 201910840266A CN 110455637 A CN110455637 A CN 110455637A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- carbon dioxide
- holding unit
- pressure
- core holding
- leak
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 206
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 title claims abstract description 101
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 101
- 238000000034 method Methods 0.000 title description 7
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 64
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 claims abstract description 15
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims abstract description 9
- 229960004424 carbon dioxide Drugs 0.000 claims description 99
- 239000011435 rock Substances 0.000 claims description 41
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 25
- 230000006378 damage Effects 0.000 claims description 24
- 230000035699 permeability Effects 0.000 claims description 20
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 claims description 19
- 208000014674 injury Diseases 0.000 claims description 19
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 17
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 claims description 14
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 claims description 14
- 229910002090 carbon oxide Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 30
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 8
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 5
- 239000012065 filter cake Substances 0.000 description 4
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 4
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L Magnesium chloride Chemical compound [Mg+2].[Cl-].[Cl-] TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M Potassium chloride Chemical compound [Cl-].[K+] WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 208000025940 Back injury Diseases 0.000 description 1
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000790917 Dioxys <bee> Species 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000012267 brine Substances 0.000 description 1
- 230000003139 buffering effect Effects 0.000 description 1
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 description 1
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001914 calming effect Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 229910001629 magnesium chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000001103 potassium chloride Substances 0.000 description 1
- 235000011164 potassium chloride Nutrition 0.000 description 1
- 238000010008 shearing Methods 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N3/02—Details
- G01N3/04—Chucks
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N3/08—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying steady tensile or compressive forces
- G01N3/10—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying steady tensile or compressive forces generated by pneumatic or hydraulic pressure
- G01N3/12—Pressure testing
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N2203/0014—Type of force applied
- G01N2203/0016—Tensile or compressive
- G01N2203/0019—Compressive
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N2203/003—Generation of the force
- G01N2203/0042—Pneumatic or hydraulic means
- G01N2203/0048—Hydraulic means
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N2203/0058—Kind of property studied
- G01N2203/006—Crack, flaws, fracture or rupture
- G01N2203/0067—Fracture or rupture
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Devices For Medical Bathing And Washing (AREA)
- Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)
Abstract
本发明涉及压裂液实验技术领域，公开了一种超临界二氧化碳滤失性伤害性实验设备，包括二氧化碳储蓄装置、加压装置、第一压力控制器、标准液体储罐、加压泵、岩心夹持器、回压泵以及测量装置；所述加压装置与所述二氧化碳储蓄装置连接，所述二氧化碳储蓄装置通过所述第一压力控制器与所述岩心夹持器的入口端连接，所述加压泵与所述标准液体储罐连接，所述标准液体储罐与所述岩心夹持器的入口端连接，所述岩心夹持器的出口端分别与所述回压泵以及所述测量装置连接，所述标准液体储罐、岩心夹持器以及回压泵均设置于恒温烘箱内。本发明可以实现超临界二氧化碳滤失性以及伤害性的评价。
Description
技术领域
本发明涉及压裂液实验技术领域，具体涉及一种超临界二氧化碳滤失性伤害性实验设备及方法。
背景技术
压裂液的滤失性主要是由压裂液滤失时在储层岩石表面形成的滤饼的滤失系数决定，滤饼质量直接影响压裂液的滤失速度。但由于超临界二氧化碳压裂液体系中不含水不溶物，所以并不能直接在滤纸上形成滤饼，故通过测试滤饼系数、滤失速度的常规静态滤失性评价方法并不适用于超临界二氧化碳压裂液的滤失性评价。压裂液的岩心伤害率主要采用岩心流动方法，通过测试压裂液流经天然岩心前、后的岩心渗透率，计算压裂液对岩石的伤害程度，评价、分析压裂液对岩心基质渗透率的影响。但是，由于超临界二氧化碳压裂液体系相态受温度、压力影响敏感，会导致压裂液体系性能产生较大的变化，从而增加了二氧化碳压裂液伤害评价测试的难度。
发明内容
本发明的目的在于克服上述技术不足，提供一种超临界二氧化碳滤失性伤害性实验设备及方法，解决现有技术中超临界二氧化碳的滤失性和伤害性难以测量的技术问题。
为达到上述技术目的，本发明的技术方案提供一种超临界二氧化碳滤失性伤害性实验设备，包括二氧化碳储蓄装置、加压装置、第一压力控制器、标准液体储罐、加压泵、岩心夹持器、回压泵以及测量装置；
所述加压装置与所述二氧化碳储蓄装置连接，所述二氧化碳储蓄装置通过所述第一压力控制器与所述岩心夹持器的入口端连接，所述加压泵与所述标准液体储罐连接，所述标准液体储罐与所述岩心夹持器的入口端连接，所述岩心夹持器的出口端分别与所述回压泵以及所述测量装置连接，所述标准液体储罐、岩心夹持器以及回压泵均遏制与恒温烘箱内。
本发明还提供一种超临界二氧化碳滤失性伤害性实验方法，采用所述超临界二氧化碳滤失性伤害性实验设备实现，所述实验方法包括以下步骤：
获取岩心的长度、直径、干燥重量以及饱和重量；
将岩心放入所述岩心夹持器，在常温常压下，以恒定流速以及设定回压对所述岩心夹持器进行标准液体驱替，在岩心夹持器压力稳定后获取岩心夹持器两端的第一压力差值；
在设定温度以及设定压力下，以恒定流速以及设定回压对所述岩心夹持器进行临界二氧化碳的压裂液驱替，在岩心夹持器出口端有压裂液流出时，每隔设定间隔时间记录储液量、出气量、累计储液量以及累计出气量，记录时间达到设定时长后停止驱替；
在所述设定压力以及所述设定温度下将岩心夹持器静置；
将岩心夹持器冷却至室温，在此对岩心夹持器进行正向标准液体驱替，，在岩心夹持器压力稳定后获取岩心夹持器两端的第二压力差值；
根据所述直径、长度、干燥重量、饱和重量、第一压力差值、第二压力差值、储液量、出气量、累计储液量以及累计出气量计算超临界二氧化碳的滤失性系数以及伤害率。
与现有技术相比，本发明的有益效果包括：本发明设置加压装置、压力控制器、加压泵以及恒温烘箱，实现在一定温度、压力条件下的超临界二氧化碳压裂液的滤失性的测试。本发明设置加压装置、压力控制器以及恒温烘箱，使得超临界二氧化碳在恒温、恒压、密闭的环境下进行压裂液伤害性评价测试，保证超临界二氧化碳的相态不被环境影响、保持稳定，从而保证超临界二氧化碳伤害性测量的准确性。
附图说明
图1是本发明提供的超临界二氧化碳滤失性伤害性实验设备一实施方式的结构图。
附图标记：
1、二氧化碳气罐，2、二氧化碳液化罐，3、二氧化碳混合罐，4、加压气罐，51、第一压力控制器，52、第二压力控制器，6、标准液体储罐，7、稠化剂储罐，8、岩心夹持器，9、回压泵，10、回压阀，11、压力表，12、量筒，13、气体流量计，14、恒温烘箱，15、六通阀，16、加压泵，17、弹簧状管道。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
如图1所示，本发明的实施例1提供了超临界二氧化碳滤失性伤害性实验设备，以下简称本设备，包括二氧化碳储蓄装置、加压装置、第一压力控制器51、标准液体储罐6、加压泵16、岩心夹持器8、回压泵9以及测量装置；
所述加压装置与所述二氧化碳储蓄装置连接，所述二氧化碳储蓄装置通过所述第一压力控制器51与所述岩心夹持器8的入口端连接，所述加压泵16与所述标准液体储罐6连接，所述标准液体储罐6与所述岩心夹持器8的入口端连接，所述岩心夹持器8的出口端分别与所述回压泵9以及所述测量装置连接，所述标准液体储罐6、岩心夹持器8以及回压泵9均设置于恒温烘箱14内。
本发明实施例提供的超临界二氧化碳滤失性伤害性实验设备，其工作原理如下：加压装置对二氧化碳储蓄装置加压，将二氧化碳储蓄装置内二氧化从岩心夹持器8的入口端压入岩心夹持器8内，第一压力控制器51用于控制二氧化碳的压力环境，通过恒温烘箱14保证恒定的温度环境，模拟储层的受热剪切情况，通过岩心夹持器8进行动态滤失性实验，以测试在一定温度、压力条件下的超临界二氧化碳压裂液的滤失性。同时，本设备通过设置全密封的二氧化碳储蓄装置，设置加压装置为二氧化碳增压，设置恒温烘箱14控制温度，以保证在恒温、恒压、密闭的状态下进行二氧化碳压裂液伤害评价实验，保持二氧化碳的超临界状态，避免环境对伤害性评价的影响。由于本设备用于超临界二氧化碳的实验，因此本设备中各部件均优选采用耐二氧化碳材料制成。
优选的，如图1所示，所述二氧化碳储蓄装置包括二氧化碳气罐1、二氧化碳液化罐2以及二氧化碳混合罐3；所述二氧化碳气罐1、二氧化碳液化罐2以及二氧化碳混合罐3顺次连接，所述加压装置与所述二氧化碳液化罐2上的活塞连接。
二氧化碳气罐1提供二氧化碳气源，二氧化碳液化罐2用于对二氧化碳进行液化，二氧化碳混合罐3中防止有药剂，用于实现二氧化碳与药剂的混合。
优选的，如图1所示，所述加压装置包括加压气罐4以及第二压力控制器52，所述加压气罐4通过加压管与所述二氧化碳液化罐2上的活塞连接，所述第二压力控制器52安装于所述加压管上。
加压气罐4用于对二氧化碳进行加压，本实施例中加压气罐4为氮气罐，第二压力控制器52用于控制加压气罐4的压力，实现二氧化碳压力的可控性，保证滤失性、伤害性实验的正常进行，保证实验精度。
优选的，如图1所示，所述二氧化碳储蓄装置通过弹簧状管道17与所述岩心夹持器8的入口端连接，所述第一压力控制器51安装于所述弹簧状管道17靠近所述岩心夹持器8的一端。
弹簧状管道17的表面积大，有利于受热，因此可以加快恒温烘箱14对弹簧状管道17内二氧化碳的加热效率，从而加快实验速度。第一压力控制器51用于进入岩心夹持器8入口端的气体或流体的压力，用于判断岩心夹持器8入口端压力是否稳定，用于测量岩心夹持器8入口端的压力值。
本发明中，第一压力控制器51和第二压力控制器52采用现有压力控制器实现即可，本实施例中第一压力控制器51和第二压力控制器52均采用德国LEWILL的KAP30智能型压力变送器实现。
优选的，如图1所示，所述岩心夹持器8的出口端与一回压阀10连接，所述回压阀10分别与所述回压泵9以及测量装置连接。
回压泵9用于对岩心夹持器8内流体施加回压，提供驱动力进行驱替，回压阀10的开关用于控制回压的起始。
优选的，如图1所示，所述测量装置包括压力表11、量筒12以及气体流量计13；
所述岩心夹持器8的出口端通过出口管道与所述量筒12以及气体流量计13连接，所述压力表11安装于所述出口管道上。
测量装置用于测量实验过程中的实验数据，从而根据实验数据计算伤害率以及滤失系数，对滤失性和伤害性进行评价。
优选的，如图1所示，本设备还包括稠化剂储罐7以及六通阀15，所述加压泵16与所述六通阀15连接，所述六通阀15分别与所述标准液体储罐6以及所述稠化剂储罐7连接，所述标准液体储罐6以及所述稠化剂储罐7均与所述岩心夹持器8的入口端连接。
增加稠化剂，可以减慢超临界二氧化碳的流动速度，实现缓冲的效果，延长超临界二氧化碳在岩心夹持器8内的流动时间，从而避免时间过短给实验数据的读取造成困难。
优选的，所述恒温烘箱14为空气浴恒温烘箱14。
通过空气浴实现恒温控制，空气浴的加热方式更加均匀。
实施例2
本发明的实施例2提供了超临界二氧化碳滤失性伤害性实验方法，采用以上实施例提供的超临界二氧化碳滤失性伤害性实验设备实现，所述实验方法包括以下步骤：
获取岩心的长度、直径、干燥重量以及饱和重量；
将岩心放入所述岩心夹持器8，在常温常压下，以恒定流速以及设定回压对所述岩心夹持器8进行标准液体驱替，在岩心夹持器8压力稳定后获取岩心夹持器8两端的第一压力差值；
在设定温度以及设定压力下，以恒定流速以及设定回压对所述岩心夹持器8进行临界二氧化碳的压裂液驱替，在岩心夹持器8出口端有压裂液流出时，每隔设定间隔时间记录储液量、出气量、累计储液量以及累计出气量，记录时间达到设定时长后停止驱替；
在所述设定压力以及所述设定温度下将岩心夹持器8静置；
将岩心夹持器8冷却至室温，在此对岩心夹持器8进行正向标准液体驱替，，在岩心夹持器8压力稳定后获取岩心夹持器8两端的第二压力差值；
根据所述直径、长度、干燥重量、饱和重量、第一压力差值、第二压力差值、储液量、出气量、累计储液量以及累计出气量计算超临界二氧化碳的滤失性系数以及伤害率。
本实施例中标准液体选用标准盐水，设定压力高于常压，设定温度高于常温。
具体的，在实验之前先进行实验准备：
1)、岩心：采用天然长岩心，可由标准规格天然短岩心拼接而成，总长度约65cm，直径约2.5cm；
2)、气体样品：工业纯二氧化碳气，纯度99.99％；
3)、稠化剂样品；
4)、标准盐水：2.0％氯化钾+5.5％氯化钠+0.45％氯化镁+0.55％氯化钙。
具体操作步骤如下：
1)、测量岩心的直径、长度、干燥重量、饱和重量；
2)、连接实验设备及管线，调整岩心夹持器8；将标准盐水装入标准液体储罐6，将稠化剂装入稠化剂储罐7，并排空标准盐水和稠化剂对应管线，关闭标准盐水和稠化剂对应的阀门；打开二氧化碳气罐1、二氧化碳液化罐2以及二氧化碳混合罐3，排空二氧化碳对应管线，关闭二氧化碳对应阀门。
3)、调整岩心夹持器8，在常温常压下，设定恒定流速1.0mL/min、回压3.5MPa，对岩心夹持器8进行正向标准盐水驱替，待岩心夹持器8两端压力稳定1h后进行压力表11读数，得到第一压力差值。
4)、调整岩心夹持器8，并通过控制恒温烘箱14将温度升高至设定温度，设定温度在31.5℃以上，通过开加压气罐4将二氧化碳增压至设定压力，设定压力在7.38MPa以上。待压力、温度稳定后，设定恒定流速1.0mL/min、回压3.5MPa，对岩心夹持器8进行正向超临界二氧化碳的压裂液(即稠化剂和二氧化碳)驱替，通过加压泵16送压裂液，通过回压泵9调整回压使压裂液流过岩心端面时在注入方向上形成3.5MPa的滤失压差。在出口端有压裂液流体流出时，通过量筒12和气体流量计13记录每分钟的出液量、出气量、累计出液量以及累计出气量，均精确到0.1mL，记录时间达到45min以上，停止驱替。
5)、调整岩心夹持器8，在设定温度、设定压力环境下，静置岩心夹持器82h～6h。
6)、调整岩心夹持器8，冷却岩心夹持器8至室温，然后对岩心夹持器8进行正向标准盐水驱替，待岩心夹持器8两端压力稳定1h后，进行压力表11读数，得到第二压力差值。
7)、根据直径、长度、干燥重量、饱和重量、第一压力差值、第二压力差值、储液量、出气量、累计储液量以及累计出气量计算超临界二氧化碳的滤失性系数以及伤害率。
优选的，获取岩心的长度、直径、干燥重量以及饱和重量，具体为：
测量岩心直径和长度，干燥岩心并称重，得到干燥重量；
对岩心进行抽真空加压饱和，再次称重，得到饱和重量。
具体的，测量岩心直径和长度，干燥岩心24h以上，并称重得到干燥重量；配置标准盐水2000mL，对岩心进行抽真空饱和岩心，并称重得到饱和重量，计算孔隙度。
优选的，根据所述累计储液量以及累计出气量计算总滤失量；
以时间平方根为横坐标，以总滤失量为纵坐标，拟合滤失曲线；
根据所述滤失曲线计算所述滤失系数；
根据所述第一压力差值计算第一渗透率：
根据所述第二压力差值计算第二渗透率；
根据所述第一渗透率以及第二渗透率计算所述伤害率。
具体的，超临界二氧化碳压裂液的滤失系数的计算：
以时间平方根为横坐标，总滤失量为纵坐标，线性拟合滤失曲线。
超临界二氧化碳压裂液通过岩心的滤失系数按下式计算：
式中：C为滤失系数，单位m/min1/2；m为滤失曲线的斜率，单位m/min1/2；A为滤失面积，单位cm2；υC为滤失速度，单位m/min；t为滤失时间，单位min；h为滤失曲线的直线段与纵轴的截距，单位cm；QSP为初滤失量，单位m3/m2。
超临界二氧化碳压裂液对岩心的伤害率计算：
根据第一压力差值计算第一渗透率：
其中，K1为第一渗透率，单位mD；Q1为标准盐水的体积流量，单位mL/s；μ1为标准盐水的粘度，单位mPa·s；L为岩心的长度，单位cm；Δp1为第一压力差值，单位MPa；S为岩心截面积，单位cm2；岩心截面积根据岩心的直径计算。
根据第二压力差值计算第二渗透率：
其中，K2为第二渗透率，单位mD；Q2为超临界二氧化碳压裂液的体积流量，单位mL/s；μ2为超临界二氧化碳压裂液的粘度，单位mPa·s；Δp1为第二压力差值，单位MPa。
岩心的伤害率计算公式如下：
其中，Dd为渗透率伤害率，单位％；
K1为第二渗透率，即超临界二氧化碳压裂液伤害前的渗透率；
K2为第二渗透率，即超临界二氧化碳压裂液伤害后的渗透率。
根据超临界二氧化碳压裂液伤害前后的渗透率即可计算超临界二氧化碳对岩心的伤害率，根据伤害率大小即可判断超临界二氧化碳压裂液的伤害性，伤害评价指标见表1。
表1 压裂液伤害评价指标
| 压裂液伤害率，％ | 损害程度 |
| D<sub>d</sub><5 | 无 |
| 5<D<sub>d</sub>≤30 | 弱 |
| 30<D<sub>d</sub>≤50 | 中等偏弱 |
| 50<D<sub>d</sub>≤70 | 中等偏强 |
| 70<D<sub>d</sub> | 强 |
以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种超临界二氧化碳滤失性伤害性实验设备，其特征在于，包括二氧化碳储蓄装置、加压装置、第一压力控制器、标准液体储罐、加压泵、岩心夹持器、回压泵以及测量装置；
所述加压装置与所述二氧化碳储蓄装置连接，所述二氧化碳储蓄装置通过所述第一压力控制器与所述岩心夹持器的入口端连接，所述加压泵与所述标准液体储罐连接，所述标准液体储罐与所述岩心夹持器的入口端连接，所述岩心夹持器的出口端分别与所述回压泵以及所述测量装置连接，所述标准液体储罐、岩心夹持器以及回压泵均设置于恒温烘箱内。
2.根据权利要求1所述的超临界二氧化碳滤失性伤害性实验设备，其特征在于，所述二氧化碳储蓄装置包括二氧化碳气罐、二氧化碳液化罐以及二氧化碳混合罐；所述二氧化碳气罐、二氧化碳液化罐以及二氧化碳混合罐顺次连接，所述加压装置与所述二氧化碳液化罐上的活塞连接。
3.根据权利要求2所述的超临界二氧化碳滤失性伤害性实验设备，其特征在于，所述加压装置包括加压气罐以及第二压力控制器，所述加压气罐通过加压管与所述二氧化碳液化罐上的活塞连接，所述第二压力控制器安装于所述加压管上。
4.根据权利要求1所述的超临界二氧化碳滤失性伤害性实验设备，其特征在于，所述二氧化碳储蓄装置通过弹簧状管道与所述岩心夹持器的入口端连接，所述第一压力控制器安装于所述弹簧状管道靠近所述岩心夹持器的一端。
5.根据权利要求1所述的超临界二氧化碳滤失性伤害性实验设备，其特征在于，所述岩心夹持器的出口端与一回压阀连接，所述回压阀分别与所述回压泵以及测量装置连接。
6.根据权利要求1所述的超临界二氧化碳滤失性伤害性实验设备，其特征在于，所述测量装置包括压力表、量筒以及气体流量计；
所述岩心夹持器的出口端通过出口管道与所述量筒以及气体流量计连接，所述压力表安装于所述出口管道上。
7.根据权利要求1所述的超临界二氧化碳滤失性伤害性实验设备，其特征在于，还包括稠化剂储罐以及六通阀，所述加压泵与所述六通阀连接，所述六通阀分别与所述标准液体储罐以及所述稠化剂储罐连接，所述标准液体储罐以及所述稠化剂储罐均与所述岩心夹持器的入口端连接。
8.一种超临界二氧化碳滤失性伤害性实验方法，其特征在于，采用如权利要求1-7任一所述的超临界二氧化碳滤失性伤害性实验设备实现，所述实验方法包括以下步骤：
获取岩心的长度、直径、干燥重量以及饱和重量；
将岩心放入所述岩心夹持器，在常温常压下，以恒定流速以及设定回压对所述岩心夹持器进行标准液体驱替，在岩心夹持器压力稳定后获取岩心夹持器两端的第一压力差值；
在设定温度以及设定压力下，以恒定流速以及设定回压对所述岩心夹持器进行临界二氧化碳的压裂液驱替，在岩心夹持器出口端有压裂液流出时，每隔设定间隔时间记录储液量、出气量、累计储液量以及累计出气量，记录时间达到设定时长后停止驱替；
在所述设定压力以及所述设定温度下将岩心夹持器静置；
将岩心夹持器冷却至室温，在此对岩心夹持器进行正向标准液体驱替，，在岩心夹持器压力稳定后获取岩心夹持器两端的第二压力差值；
根据所述直径、长度、干燥重量、饱和重量、第一压力差值、第二压力差值、储液量、出气量、累计储液量以及累计出气量计算超临界二氧化碳的滤失性系数以及伤害率。
9.根据权利要求8所述的超临界二氧化碳滤失性伤害性评价方法，其特征在于，获取岩心的长度、直径、干燥重量以及饱和重量，具体为：
测量岩心直径和长度，干燥岩心并称重，得到干燥重量；
对岩心进行抽真空加压饱和，再次称重，得到饱和重量。
10.根据权利要求8所述的超临界二氧化碳滤失性伤害性评价方法，其特征在于，根据所述第一压力差值、第二压力差值储液量、出气量、累计储液量以及累计出气量计算超临界二氧化碳的滤失性系数以及伤害率，具体为：
根据所述累计储液量以及累计出气量计算总滤失量；
以时间平方根为横坐标，以总滤失量为纵坐标，拟合滤失曲线；
根据所述滤失曲线计算所述滤失系数；
根据所述第一压力差值计算第一渗透率：
根据所述第二压力差值计算第二渗透率；
根据所述第一渗透率以及第二渗透率计算所述伤害率。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910840266.XA CN110455637B (zh) | 2019-09-06 | 2019-09-06 | 一种超临界二氧化碳滤失性伤害性实验设备及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910840266.XA CN110455637B (zh) | 2019-09-06 | 2019-09-06 | 一种超临界二氧化碳滤失性伤害性实验设备及方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110455637A true CN110455637A (zh) | 2019-11-15 |
| CN110455637B CN110455637B (zh) | 2024-08-20 |
Family
ID=68490948
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910840266.XA Active CN110455637B (zh) | 2019-09-06 | 2019-09-06 | 一种超临界二氧化碳滤失性伤害性实验设备及方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110455637B (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113868981A (zh) * | 2021-10-20 | 2021-12-31 | 重庆地质矿产研究院 | 一种超临界co2携砂液在复杂缝网中运移模拟评价方法 |
| CN114000865A (zh) * | 2021-09-14 | 2022-02-01 | 中海油能源发展股份有限公司 | 一种致密岩石全自动抽真空饱和系统及其使用方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102914494A (zh) * | 2012-11-03 | 2013-02-06 | 中国石油大学(华东) | 一种泡沫压裂液动态滤失的测量装置及其工作方法 |
| US20130144533A1 (en) * | 2011-12-05 | 2013-06-06 | Korea Institute Of Geoscience And Mineral Resources | Apparatus and method of measuring porosity and permeability of dioxide carbon underground storage medium |
| CN104914012A (zh) * | 2015-07-01 | 2015-09-16 | 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 | 一种二氧化碳无水压裂液滤失性测试系统及测试方法 |
| CN105388254A (zh) * | 2015-10-21 | 2016-03-09 | 西安交通大学 | 高温高压泡沫压裂液滤失伤害实验系统 |
| CN106644871A (zh) * | 2016-09-12 | 2017-05-10 | 中国石油大学(华东) | 超临界二氧化碳压裂液对油气储层渗流影响评价装置与方法 |
| CN210626219U (zh) * | 2019-09-06 | 2020-05-26 | 长江大学 | 一种超临界二氧化碳滤失性伤害性实验设备 |
-
2019
- 2019-09-06 CN CN201910840266.XA patent/CN110455637B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20130144533A1 (en) * | 2011-12-05 | 2013-06-06 | Korea Institute Of Geoscience And Mineral Resources | Apparatus and method of measuring porosity and permeability of dioxide carbon underground storage medium |
| CN102914494A (zh) * | 2012-11-03 | 2013-02-06 | 中国石油大学(华东) | 一种泡沫压裂液动态滤失的测量装置及其工作方法 |
| CN104914012A (zh) * | 2015-07-01 | 2015-09-16 | 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 | 一种二氧化碳无水压裂液滤失性测试系统及测试方法 |
| CN105388254A (zh) * | 2015-10-21 | 2016-03-09 | 西安交通大学 | 高温高压泡沫压裂液滤失伤害实验系统 |
| CN106644871A (zh) * | 2016-09-12 | 2017-05-10 | 中国石油大学(华东) | 超临界二氧化碳压裂液对油气储层渗流影响评价装置与方法 |
| CN210626219U (zh) * | 2019-09-06 | 2020-05-26 | 长江大学 | 一种超临界二氧化碳滤失性伤害性实验设备 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 张琪: "《采油工程原理与设计》", 31 March 2003, 石油大学出版社, pages: 259 - 264 * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114000865A (zh) * | 2021-09-14 | 2022-02-01 | 中海油能源发展股份有限公司 | 一种致密岩石全自动抽真空饱和系统及其使用方法 |
| CN114000865B (zh) * | 2021-09-14 | 2023-09-01 | 中海油能源发展股份有限公司 | 一种致密岩石全自动抽真空饱和系统及其使用方法 |
| CN113868981A (zh) * | 2021-10-20 | 2021-12-31 | 重庆地质矿产研究院 | 一种超临界co2携砂液在复杂缝网中运移模拟评价方法 |
| CN113868981B (zh) * | 2021-10-20 | 2024-04-30 | 重庆地质矿产研究院 | 一种超临界co2携砂液在复杂缝网中运移模拟评价方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN110455637B (zh) | 2024-08-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110296921B (zh) | 储层条件下稳态法页岩气体渗透率的测试装置及测试方法 | |
| Jones | A rapid accurate unsteady-state Klinkenberg permeameter | |
| CN204286989U (zh) | 一种页岩气扩散系数测试装置 | |
| CN102455277B (zh) | 一种高压下岩石气测渗透率的方法 | |
| CN104237099B (zh) | 测定致密岩心径向渗透率的装置及方法 | |
| CN206609743U (zh) | 水驱气藏水侵动态储量损失实验测试系统 | |
| CN206410978U (zh) | 一种致密岩石气相相对渗透率测量装置 | |
| CN106248545A (zh) | 储层条件下致密岩石的液体渗透率的测定装置及方法 | |
| CN106814018A (zh) | 一种致密岩石气相相对渗透率测量装置及方法 | |
| CN207586099U (zh) | 一种利用稳态法测定气水相渗的驱替装置 | |
| CN104359819A (zh) | 低渗致密岩心气水相对渗透率测定装置及测定方法 | |
| CN110455637A (zh) | 一种超临界二氧化碳滤失性伤害性实验设备及方法 | |
| CN104316449A (zh) | 一种用于测定火山岩气、水相对渗透率的实验方法及实验装置 | |
| CN103528909B (zh) | 一种气体溶解度的测定装置的使用方法 | |
| CN111239023B (zh) | 一种高温高压条件下岩石压缩系数的测试方法 | |
| CN103837567B (zh) | 能自平衡加压的液体比热容测量装置及方法 | |
| CN115046897A (zh) | 基质-裂缝间非稳态传质效率及形状因子确定方法及装置 | |
| CN208224038U (zh) | 一种用恒流量实时测岩石破坏过程中渗透率的实验装置 | |
| CN113866069A (zh) | 一种页岩岩心渗透率实验装置和方法 | |
| Chen et al. | Determination method of initial gas desorption law of coal based on flow characteristics of convergent nozzle | |
| CN205826624U (zh) | 一种长岩心烃气驱实验装置 | |
| CN111351738B (zh) | 一种天然气扩散系数模拟试验测定仪 | |
| CN210626219U (zh) | 一种超临界二氧化碳滤失性伤害性实验设备 | |
| CN111474099A (zh) | 一种岩石孔隙度、比面测试装置 | |
| CN209182187U (zh) | 一种co2驱替实验装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |