CN116482159A - 一种测定二氧化碳在地层水中溶解度的装置及方法 - Google Patents

一种测定二氧化碳在地层水中溶解度的装置及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN116482159A
CN116482159A CN202310537129.5A CN202310537129A CN116482159A CN 116482159 A CN116482159 A CN 116482159A CN 202310537129 A CN202310537129 A CN 202310537129A CN 116482159 A CN116482159 A CN 116482159A
Authority
CN
China
Prior art keywords
solubility
sampler
diffusion coefficient
reaction
solution
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.)
Pending
Application number
CN202310537129.5A
Other languages
English (en)
Inventor
王恒
李云飞
王授穿
王磊
邱星栋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chengdu Univeristy of Technology
Original Assignee
Chengdu Univeristy of Technology
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chengdu Univeristy of Technology filed Critical Chengdu Univeristy of Technology
Priority to CN202310537129.5A priority Critical patent/CN116482159A/zh
Publication of CN116482159A publication Critical patent/CN116482159A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N24/00Investigating or analyzing materials by the use of nuclear magnetic resonance, electron paramagnetic resonance or other spin effects
    • G01N24/08Investigating or analyzing materials by the use of nuclear magnetic resonance, electron paramagnetic resonance or other spin effects by using nuclear magnetic resonance
    • G01N24/082Measurement of solid, liquid or gas content
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N13/00Investigating surface or boundary effects, e.g. wetting power; Investigating diffusion effects; Analysing materials by determining surface, boundary, or diffusion effects
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N13/00Investigating surface or boundary effects, e.g. wetting power; Investigating diffusion effects; Analysing materials by determining surface, boundary, or diffusion effects
    • G01N2013/003Diffusion; diffusivity between liquids

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (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)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)

Abstract

本发明涉及一种测定二氧化碳在地层水中溶解度的装置和方法。测定二氧化碳在地层水中溶解度的装置包括:CO2供给装置、反应装置、取样器和核磁共振仪;CO2供给装置与反应装置连接,CO2供给装置用于向反应装置加入CO2,反应装置用于制备溶解达到平衡的CO2‑地层水溶液;取样器与反应装置连接,核磁共振仪用于对取样器中的CO2‑地层水溶液检测扩散系数。采用上述装置可以在高温高压条件下测定CO2在地质封存中的溶解特性,具有测量精确度高、准确性好、检测速度快、可实现连续测量不同温度压力条件下CO2在地层水中的溶解度等优点。

Description

一种测定二氧化碳在地层水中溶解度的装置及方法
技术领域
本发明属于检测技术领域,尤其涉及一种测定二氧化碳在地层水中溶解度的装置及方法。
背景技术
目前,国内外常用的二氧化碳在高温高压水中溶解度测定方法根据不同方法的特性,可分为直接测试法和间接测试法;根据其装置及原理差异,可分为静态法、循环法、泡点露点法、流动法、动力学法、原位光谱法和激光拉曼法。静态法:在已抽真空的反应釜中加入己脱气的料液,釜内通入气体并揽拌,保持平衡一段时间的恒温(平衡温度),以使釜内气液两相实现平衡,获得平衡压力。该方法的基本原理是:不同状态下气体的摩尔数之差计算气体的溶解度。循环法:向含有试样的平衡釜中通入溶质气体,利用循环泵使气液两相在恒温下循环,获得气液平衡时的温度和压力,对此时的气相进行色谱分析来计算气体的溶解度。泡点露点法:通过加(减)压,使反应釜中确定量的料液和气体融合并平衡,在保持恒温的状态下逐渐减(加)压,通过视窗观察第一个气泡(液滴)生成时的温度和压力,即得到反应釜中液体(气体)混合物的泡点(露点)。将不同比例组成下液体(气体)混合物的泡点(露点)联结,即可得到液相线(气相线)。即可间接测定气体的溶解度。流动法:预加热混合器中同时注入气体物料和液体物料,在确定的出口温度下进入反应釜中形成平衡的气、液两相,分别由反应釜上、下部取出平衡的气相、液相并冷凝,进而进行取样、分析。动力学法:不发生任何化学反应的完全物理吸收为前提,立足于动力学基础模型,由瞬时速率和瞬时浓度回归求解气体的溶解度。原位光谱法:将放有适量溶质的反应釜的温度调至待测温度后通入CO2,借助磁力揽拌器使溶质与CO2充分接触。溶质将在不断升高的压力下逐渐溶解,与CO2形成混合物。在确定的压力条件下,定时对混合物的吸光度进行测定,直至吸光度固定不变,溶质与CO2实现溶解平衡。激光拉曼法:在一定时间段内检测和计算体系 CO2和纯水的峰高比,通过所测数值比较,判断体系是否达到热力学平衡。
但是这些方法在测量溶解度都有自己的短板:静态法需耗费大量的时间来实现平衡状态;循环法为了减小误差必须保证气相在进行色谱分析之前不受设备内部冷凝或者过热等现象的影响;泡点露点法操作难度大,难以判断反应釜内混合物是否达到泡点(露点);流动法难以连续精确的计量,须配备输送气料的压缩机和输送液料的泵,实验成本较高;原位光谱法具有精度高、取样简易及保持系统平衡的优点,但目前尚未清楚超临界二氧化碳的密度变化是否会影响光谱的吸收。
因此,建立一套具有数据精确度高、检测速度快、可实现连续测量高温高压下二氧化碳在地层水中的溶解度的测试方法,对二氧化碳封存技术的发展具有重要意义。
发明内容
鉴于现有技术所存在的问题,本发明提供一种测定二氧化碳在地层水中溶解度的装置及方法。采用上述装置和方法可以在高温高压条件下测定CO2在地质封存中的溶解特性,具有测量精确度高、准确性好、检测速度快、可实现连续测量不同温度压力条件下CO2在地层水中的溶解度等优点。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下:
本发明提供一种测定二氧化碳在地层水中溶解度的装置,包括:CO2供给装置、反应装置、取样器和核磁共振仪;
CO2供给装置与反应装置连接,CO2供给装置用于向反应装置加入CO2,反应装置用于制备溶解达到平衡的CO2-地层水溶液;取样器与反应装置连接,用于对反应装置的CO2-地层水溶液取样,核磁共振仪用于检测取样器中的CO2-地层水溶液的扩散系数。
采取上述技术方案的有益效果包括:本发明提供的上述装置可以用于在高温高压条件下测定CO2在地质封存中的溶解特性,具有测量精确度高、准确性好、检测速度快、可实现连续测量不同温度压力条件下CO2在地层水中的溶解度等优点。
进一步,所述CO2供给装置包括CO2钢瓶和高压泵,所述CO2钢瓶与高压泵连接,在CO2钢瓶与高压泵连接的管路上设置有阀门;所述高压泵与反应装置连接,在高压泵和反应装置连接的管路上设置有压力传感器和阀门,CO2钢瓶内的CO2通过高压泵输送至反应装置。
采取上述技术方案的有益效果包括:CO2供给装置用于向反应装置内提供CO2,便于制备CO2-地层水溶液,以用于后续扩散系数的检测。通过阀门的设置便于控制管路的开启和关闭,以满足检测的需要。
进一步,所述反应装置包括PVT反应筒,PVT反应筒设置有真空泵、循环泵、搅拌器和恒温箱;真空泵与PVT反应筒和循环泵连接,在连接的管路上设置有阀门;循环泵还与取样器连接,在循环泵和取样器连接的管路上设置有阀门,通过循环泵使PVT反应筒和取样器内部液体循环;搅拌器用于对PVT反应筒内液体搅拌;恒温箱位于PVT反应筒外,恒温箱用于对PVT反应筒保持恒温。
采取上述技术方案的有益效果包括:PVT反应筒用于制备CO2-地层水溶液,真空泵便于在检测开始前对整个装置抽真空,循环泵用于取样器和PVT反应筒内液体的循环,恒温箱用于控制温度。
进一步,所述取样器还设置有循环加热装置,通过循环加热装置对取样器内的液体循环加热。
采取上述技术方案的有益效果包括:通过循环泵和循环加热装置的设置可以实现连续测量不同温度压力条件下CO2在地层水中的溶解度的目的。
进一步,在CO2供给装置和反应装置的连接管路上、反应装置和取样器连接的管路上分别设置有阀门。
本发明提供一种测定二氧化碳在地层水中溶解度的方法,包括以下步骤:
(1)制作溶解度关于扩散系数的标准曲线:制备T℃、P MPa溶解达到平衡的CO2-地层水溶液,利用核磁共振仪检测CO2-地层水溶液的扩散系数,记录恒定的扩散系数值;根据已知溶解度的CO2-地层水溶液的检测扩散系数值的结果,绘制溶解度关于扩散系数的标准曲线;
(2)以溶有二氧化碳的地层水为待检样品,制备T℃、P MPa溶解达到平衡的CO2-地层水溶液,利用核磁共振仪检测其在不同时间的的扩散系数,根据扩散系数及步骤(1)制作的标准曲线,计算CO2在地层水中的溶解度。
采取上述技术方案的有益效果包括:本发明提供的方法创新性地将核磁共振测试技术运用到体系中,显著的提高了测量准确性和检测速度,并且为高温高压条件下测定CO2在地质封存中的溶解特性研究提供了一种崭新的思路。
进一步,T℃的范围在30-80℃;P MPa的范围在3-30MPa。
采取上述技术方案的有益效果包括:覆盖了目前地层中CO2溶解封存的主要温度和压力范围。
进一步,还包括检查装置气密性和抽真空的步骤。
采取上述技术方案的有益效果包括:避免因气密性不佳影响检测结果的准确性。
进一步,采用上述装置测定二氧化碳在地层水中溶解度。
采取上述技术方案的有益效果包括:本发明提供的上述装置检测二氧化碳在地层水中溶解度,具有测量精确度高、准确性好、检测速度快、可实现连续测量不同温度压力条件下CO2在地层水中的溶解度等优点。
进一步,采用上述装置测定二氧化碳在地层水中溶解度,包括以下步骤:
(1)制作溶解度关于扩散系数的标准曲线:向反应装置内注入地层水,调整温度为T℃,注入CO2同时维持压力P MPa,搅拌、循环,静置,至溶液内的溶解达到平衡,得到CO2-地层水溶液;将反应装置中的CO2-地层水溶液循环至取样器中,利用核磁共振仪检测CO2-地层水溶液的扩散系数,记录恒定的扩散系数值;通过注入CO2,检测并记录已知溶解度下的扩散系数,绘制溶解度关于扩散系数的标准曲线;
(2)测量CO2在地层中的溶解度:向反应装置内注入模拟地层水,调整温度为T℃,注入过量CO2气体,同时维持压力P MPa,搅拌、循环,静置,至溶液内的溶解达到平衡,得到CO2-地层水溶液,将反应装置中的CO2-地层水溶液循环至取样器中,利用核磁共振仪检测不同时间的CO2-地层水溶液的扩散系数,根据扩散系数和步骤(1)绘制的标准曲线,计算出 T℃、P MPa条件下CO2在地层水中的溶解度数据。
采取上述技术方案的有益效果包括:本发明提供的上述方法具有测量精确度高、准确性好、检测速度快、可实现连续测量不同温度压力条件下CO2在地层水中的溶解度等优点。
附图说明
图1为本发明提供的测量高温高压下CO2在地层水中溶解度的装置结构示意图,各标号所代表的部件如下:
1、CO2钢瓶,2、高压泵,3、恒温箱;4、PVT反应筒,5、搅拌器,6、真空泵,7、循环泵,8、取样器,9、核磁共振仪,10、循环加热装置,11、仪器主机,V1至V6、分别依次为第一阀门至第六阀门,P、压力传感器。
图2为本发明提供的测定二氧化碳在地层水中溶解度的方法流程图。
图3为实例绘制的标准曲线图。
图4为通过标准曲线计算溶解度和已知溶解度对比图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述,所举实例只用于解释本发明,并非用于限定本发明的范围。
如图1所示,本发明提供一种测定二氧化碳在地层水中溶解度的装置,包括:CO2供给装置、反应装置、取样器8和核磁共振仪9。CO2供给装置与反应装置连接,CO2供给装置用于向反应装置加入CO2,反应装置用于制备溶解达到平衡的CO2-地层水溶液;取样器8与反应装置连接,核磁共振仪9用于对取样器8中的CO2-地层水溶液检测扩散系数。所述核磁共振仪9可以包括仪器主机11、仪器电子控制柜、高温高压夹持器配电箱。所述核磁共振仪9可以提供常用的脉冲序列和数据处理功能。实施例中采用的核磁共振仪9的生产厂家为Bruker,型号为minispec mq20。
所述CO2供给装置包括CO2钢瓶1和高压泵2,CO2钢瓶1与高压泵2连接,CO2钢瓶1可以为高压CO2钢瓶,在CO2钢瓶1与高压泵2连接的管路上设置有阀门;所述高压泵2与反应装置连接,在高压泵2和反应装置连接的管路上设置有压力传感器P,用于检测压力,CO2钢瓶1内的CO2通过高压泵2输送至反应装置。CO2供给装置还包括阀门,第一阀门V1设置在CO2钢瓶1和高压泵2之间的管路上,第二阀门V2设置在高压泵2和压力传感器P之间的管路上,第三阀门V3设置在压力传感器P和反应装置之间的管路上。
所述反应装置包括PVT反应筒4,PVT反应筒4设置有真空泵6、循环泵7、搅拌器5和恒温箱3;所述循环泵7可以为液相循环泵;PVT反应筒4与高压泵2连接,真空泵6与PVT反应筒4和循环泵7连接,第三阀门V3设置在压力传感器P和PVT反应筒4之间的管路上,第四阀门V4设置在PVT反应筒4和真空泵6之间的管路上;PVT反应筒4和循环泵7均与取样器8连接,第五阀门V5设置在PVT反应筒4和取样器8之间的管路上,第六阀门V6设置在循环泵7和取样器8之间的管路上,通过循环泵7使PVT反应筒4和取样器8内部液体循环;搅拌器5用于对PVT反应筒4内液体搅拌;恒温箱3位于PVT反应筒4外,恒温箱3用于对PVT反应筒4保持恒温。
所述取样器8为二氧化锆制造,所述取样器8放置于核磁共振仪9内,取样器8的一端与PVT反应筒4连接,取样器8的另一端与循环泵7连接,所述取样器8还设置有循环加热装置10,通过循环加热装置10对取样器8内的液体循环加热。循环加热装置10可以由软管和控制器组成,软管内为硅油。
本发明提供一种测定二氧化碳在地层水中溶解度的方法,包括以下步骤:
(1)制作溶解度关于扩散系数的标准曲线:制备T℃、P MPa溶解达到平衡的CO2-地层水溶液,利用核磁共振仪检测CO2-地层水溶液的扩散系数,记录恒定的扩散系数值;根据不同溶解度的CO2-地层水溶液的检测扩散系数值的结果,绘制溶解度关于扩散系数的标准曲线;
(2)以溶有二氧化碳的地层水为待检样品,制备T℃、P MPa溶解达到平衡的CO2-地层水溶液,利用核磁共振仪9检测其在不同时间的的扩散系数,根据扩散系数及步骤(1)制作的标准曲线,计算CO2在地层水中的溶解度。
以图1所示的装置为例,采用上述装置测定二氧化碳在地层水中溶解度的方法,可以包括以下步骤:
(1)对装置进行预处理:向反应装置的管路内注入氮气检查装置的气密性,之后将与反应装置相连的管路抽真空;
(2)绘制标准扩散系数曲线:向PVT反应筒4内注入地层水,打开恒温箱3调整温度到T℃,利用高压泵2注入高压CO2同时维持压力P MPa,开启搅拌器5和循环泵7(可以为液相循环泵),直至压力波动较小,静置一段时间,此时溶液内的溶解达到平衡,利用循环泵7将PVT反应筒4中的CO2-地层水溶液循环至取样器8中,利用核磁共振仪9检测CO2-地层水溶液的扩散系数,记录恒定的扩散系数值;通过注入CO2,检测并记录已知溶解度下的扩散系数值,绘制标准扩散系数曲线。所述T℃的范围在30-80℃;所述P MPa的范围在3-30MPa;所述CO2溶解度的范围在10-35m³/m³;
(3)测量CO2在地层中的溶解度数据:向PVT反应筒4内注入模拟地层水,打开恒温箱3调整温度到T℃,利用高压泵2注入过量的CO2气体,同时维持压力P MPa,开启搅拌器5和循环泵7(可以为液相循环泵),直至压力波动较小,静置一段时间,此时溶液内的溶解达到平衡,利用循环泵7将PVT反应筒4中的CO2-地层水溶液循环至取样器8中,利用核磁共振仪9检测不同时间的CO2-地层水溶液的扩散系数,将所得扩散系数代入步骤(2)绘制的标准曲线中,计算出T℃、P MPa条件下CO2在地层水中的溶解度数据;所述步骤(3)的T℃需要与步骤(2)的T℃相同;所述P MPa的范围在3-30MPa。
具体的,本发明步骤(1)中,向反应装置的管路内注入氮气检查装置的气密性可以包括以下步骤:将CO2钢瓶1替换为N2钢瓶,打开第一阀门V1连通N2钢瓶和高压泵2,使氮气进入到高压泵2后关闭第一阀门V1,接着打开第二阀门V2、第三阀门V3连通高压泵2和反应装置的管路,利用高压泵2将氮气压入反应装置的管路内,通过压力传感器P的压力变化判断装置的气密性;
之后将管路抽真空可以包括以下步骤:关闭第一阀门V1、第二阀门V2隔绝CO2钢瓶1、高压泵2;打开阀门第三V3、第四阀门V4、第五阀门V5、第六阀门V6使真空泵6和PVT反应筒4、取样器8、循环泵7之间的管路连通,利用真空泵6抽真空,当压力传感器P上面的压力显示为零时,调节第四阀门V4隔绝真空泵6和PVT反应筒4之间的管路、真空泵6和循环泵7之间的管路,最后关掉真空泵6。
具体的,本发明步骤(3)中,所述利用核磁共振仪9检测CO2-地层水溶液的扩散系数可以包括以下步骤:待压力传感器P读数稳定后,打开第四阀门V4、第五阀门V5、第六阀门V6使PVT反应筒4和取样器8之间的管路连通,开启循环泵7,待压力传感器P读数稳定后,关闭第五阀门V5、第六阀门V6隔绝PVT反应筒4和取样器8之间的管路,利用核磁共振仪9检测溶液的扩散系数。
下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述,但本发明的保护范围不限于此。
实施例
本实施例采用的测量高温高压下CO2在地层水中溶解度的实验装置如图1所示,所述装置包括:核磁共振仪9、CO2供给装置、PVT反应筒4、恒温箱3、真空泵6、循环泵7、取样器8、循环加热装置10和压力传感器P。
核磁共振仪9包括仪器主机11、仪器电子控制柜和高温高压夹持器配电箱。所述核磁共振仪9可以提供常用的脉冲序列和数据处理功能;CO2供给装置包括CO2钢瓶1和高压泵2,所述高压泵2与CO2钢瓶1连接;PVT反应筒4置于恒温箱3内,与高压泵2连接,配有搅拌器5,装置下接入液相循环泵7,所述真空泵6与PVT反应釜4连接,所述取样器8为二氧化锆制造,取样器8与PVT反应筒4和循环泵7连接,取样器8放置于核磁共振仪9内,循环加热装置10用于对取样器8循环加热,循环加热装置10由软管和控制器组成,软管内为硅油;压力传感器P与高压泵2连接,高压泵2与PVT反应筒4连接。CO2钢瓶1经第一阀门V1与高压泵2连接,高压泵2经第二阀门V2与压力传感器P连接,压力传感器P经第三阀门V3与PVT反应筒4连接。PVT反应筒4与真空泵6之间设有第四阀门V4,PVT反应筒4与取样器8之间设有第五阀门V5,循环泵7与取样器8之间设有第六阀门V6。
如图2所示,采用上述装置测定二氧化碳在地层水中溶解度的方法,包括以下步骤:
(1)检查装置气密性:将CO2钢瓶1替换为高压N2钢瓶,打开高压阀门(第一阀门V1),通过高压N2钢瓶加入一定量的N2,关闭第一阀门V1,打开第二阀门V2、第三阀门V3连通高压泵2和PVT反应筒4之间的管路。然后通过高压泵2加压至30MPa左右,静置3-4小时,根据压力变化检查装置的气密性。
(2)抽真空:打开第四阀门V4,开启真空泵6,将装置内所有管路抽真空,待压力传感器P上面的压力显示为零,关闭真空泵6。
(3)向PVT反应筒4内注入地层水,打开恒温箱3调节温度到40℃,开启高压CO2钢瓶,利用高压泵2注入高压CO2同时维持压力3 MPa,然后关闭高压CO2钢瓶,开启搅拌器5,直至压力波动较小,静置2小时,利用液相循环泵循环15分钟将PVT反应筒中的CO2-地层水溶液循环至取样器8中,打开循环加热装置10,待温度压力稳定后,静置1小时,利用核磁共振仪9检测CO2-地层水溶液的扩散系数,记录恒定的扩散系数值;通过注入CO2,检测并记录已知溶解度条件下,3 MPa、7 MPa、20 MPa的扩散系数值,绘制标准扩散系数曲线(如图3所示)。
(4)向PVT反应筒4内注入模拟地层水,打开恒温箱3调整温度到40℃,利用高压泵2注入过量的CO2气体,同时维持压力5 MPa,开启搅拌器5和液相循环泵,直至压力波动较小,静置一段时间,此时溶液内的溶解达到平衡,利用循环泵7将PVT反应筒4中的CO2-地层水溶液循环至取样器中,利用核磁共振仪9检测CO2-地层水溶液的扩散系数。测得5 MPa的扩散系数为2.88x10-9m²/s。将所得扩散系数代入步骤(3)绘制的标准曲线中,计算出40℃条件下,5 MPa CO2在地层水中的溶解度数据。调整实验压力至10 MPa和15MPa,重复上述步骤,测得10 MPa和15MPa的扩散系数为2.82x10-9m²/s和2.81x10-9m²/s计算出温度40℃、压力10MPa和15MPa条件下CO2在地层水中的溶解度数据(如图4所示)。
图4可以看出计算的溶解度和已知溶解度数值接近,说明本发明提供的检测方法准确。

Claims (10)

1.一种测定二氧化碳在地层水中溶解度的装置,其特征在于,包括:CO2供给装置、反应装置、取样器(8)和核磁共振仪(9);
CO2供给装置与反应装置连接,CO2供给装置用于向反应装置加入CO2,反应装置用于制备溶解达到平衡的CO2-地层水溶液;取样器(8)与反应装置连接,用于对反应装置的CO2-地层水溶液取样,核磁共振仪(9)用于检测取样器(8)中的CO2-地层水溶液的扩散系数。
2.根据权利要求1所述装置,其特征在于,所述CO2供给装置包括CO2钢瓶(1)和高压泵(2),所述CO2钢瓶(1)与高压泵(2)连接,在CO2钢瓶(1)与高压泵(2)连接的管路上设置有阀门;所述高压泵(2)与反应装置连接,在高压泵(2)和反应装置连接的管路上设置有压力传感器和阀门,CO2钢瓶(1)内的CO2通过高压泵(2)输送至反应装置。
3.根据权利要求1所述装置,其特征在于,所述反应装置包括PVT反应筒(4),PVT反应筒(4)设置有真空泵(6)、循环泵(7)、搅拌器(5)和恒温箱(3);真空泵(6)与PVT反应筒(4)和循环泵(7)连接,在连接的管路上设置有阀门;循环泵(7)还与取样器(8)连接,在循环泵(7)和取样器(8)连接的管路上设置有阀门,通过循环泵(7)使PVT反应筒(4)和取样器(8)内部液体循环;搅拌器(5)用于对PVT反应筒(4)内液体搅拌;恒温箱(3)位于PVT反应筒(4)外,恒温箱(3)用于对PVT反应筒(4)保持恒温。
4.根据权利要求1所述装置,其特征在于,所述取样器(8)放置于核磁共振仪(9)内,所述取样器(8)还设置有循环加热装置,通过循环加热装置对取样器(8)内的液体循环加热。
5.根据权利要求1-4任一项所述装置,其特征在于,在CO2供给装置和反应装置的连接管路上、反应装置和取样器(8)连接的管路上分别设置有阀门。
6.一种测定二氧化碳在地层水中溶解度的方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)制作溶解度关于扩散系数的标准曲线:制备T℃、P MPa溶解达到平衡的CO2-地层水溶液,利用核磁共振仪(9)检测CO2-地层水溶液的扩散系数,记录恒定的扩散系数值;根据不同溶解度的CO2-地层水溶液的检测的扩散系数,绘制溶解度关于扩散系数的标准曲线;
(2)以溶有二氧化碳的地层水为待检样品,制备T℃、P MPa溶解达到平衡的CO2-地层水溶液,利用核磁共振仪(9)检测其在不同时间的的扩散系数,根据扩散系数及步骤(1)制作的标准曲线,计算CO2在地层水中的溶解度。
7.根据权利要求6所述方法,其特征在于,T℃的范围在30-80℃;P MPa的范围在3-30MPa。
8.根据权利要求6所述方法,其特征在于,还包括检查装置气密性和抽真空的步骤。
9.根据权利要求6-8任一项所述方法,其特征在于,采用权利要求1-5任一项所述装置测定二氧化碳在地层水中溶解度。
10.根据权利要求9所述方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)制作溶解度关于扩散系数的标准曲线:向反应装置内注入地层水,调整温度为T℃,注入CO2同时维持压力P MPa,搅拌、循环,静置,至溶液内的溶解达到平衡,得到CO2-地层水溶液;将反应装置中的CO2-地层水溶液循环至取样器(8)中,利用核磁共振仪(9)检测CO2-地层水溶液的扩散系数,记录恒定的扩散系数值;通过若干次加入CO2,检测并记录已知溶解度下的扩散系数,绘制溶解度关于扩散系数的标准曲线;
(2)测量CO2在地层中的溶解度:向反应装置内注入模拟地层水,调整温度为T℃,注入过量CO2气体,同时维持压力P MPa,搅拌、循环,静置,至溶液内的溶解达到平衡,得到CO2-地层水溶液,将反应装置中的CO2-地层水溶液循环至取样器(8)中,利用核磁共振仪(9)检测不同时间的CO2-地层水溶液的扩散系数,根据扩散系数和步骤(1)绘制的标准曲线,计算出 T℃、P MPa条件下CO2在地层水中的溶解度数据。
CN202310537129.5A 2023-05-13 2023-05-13 一种测定二氧化碳在地层水中溶解度的装置及方法 Pending CN116482159A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310537129.5A CN116482159A (zh) 2023-05-13 2023-05-13 一种测定二氧化碳在地层水中溶解度的装置及方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310537129.5A CN116482159A (zh) 2023-05-13 2023-05-13 一种测定二氧化碳在地层水中溶解度的装置及方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN116482159A true CN116482159A (zh) 2023-07-25

Family

ID=87223223

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310537129.5A Pending CN116482159A (zh) 2023-05-13 2023-05-13 一种测定二氧化碳在地层水中溶解度的装置及方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN116482159A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117782878A (zh) * 2024-02-26 2024-03-29 太原理工大学 一种实时测量气体在液体中溶解参数的恒压装置及方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117782878A (zh) * 2024-02-26 2024-03-29 太原理工大学 一种实时测量气体在液体中溶解参数的恒压装置及方法
CN117782878B (zh) * 2024-02-26 2024-04-26 太原理工大学 一种实时测量气体在液体中溶解参数的恒压装置及方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2017128479A1 (zh) 岩石全自动气体渗透率测试系统及测算方法
CN116482159A (zh) 一种测定二氧化碳在地层水中溶解度的装置及方法
CN108801860B (zh) 一种测定二氧化碳在原油中的扩散系数的方法
JPS63277948A (ja) 漏れ検出の温度補償方法及び装置
CN103900755B (zh) 一种应用ct测量油气最小混相压力的装置与方法
WO2022122017A1 (zh) 一种高温高压钻井液抑制性评价装置及其使用方法
CN113433069A (zh) 分子层面上在线红外光谱仪原位监测气体水合物生成与分解过程的装置及其使用方法
JP2010002182A (ja) メカニカルシールの漏れ計測方法
US3211007A (en) Measurement of surface areas of solids
CN108627417A (zh) 一种高温高压气藏条件下凝析水含量测试及计算方法
CN104677779B (zh) 一种测定液体密度的方法和测定系统
CN201464391U (zh) 岩心样品分析控温专用装置
Acosta et al. Dew and bubble point measurements for carbon dioxide-propane mixtures
CN110187011B (zh) 用于动态吸附和解吸研究的模拟实验装置及模拟方法
CN110261266A (zh) 一种综合nmr和ct扫描测量油气最小混相压力的装置与方法
CN112461706B (zh) 应用于真空压差法原理的绝缘油含气量测试仪校验装置
CN116124815A (zh) 一种基于在线核磁检测的多相流切换系统及切换方法
CN115824961A (zh) 一种测量高温高压条件下气体溶解度的装置和方法
RU2552598C1 (ru) Устройство для воспроизведения и передачи единиц массовой концентрации кислорода и водорода в жидких средах
CN112255198A (zh) 一种检测物质光敏性的方法
CN111693676B (zh) 一种多孔介质中原油泡点压力测定系统及方法
CN219104842U (zh) 一种液化气体水分测试装置
CN220323215U (zh) 一种测定非纯气体在地层水中溶解度的装置
CN115165951B (zh) 一种储层温压条件下测定超临界co2驱替页岩气效率的方法和装置
RU148393U1 (ru) Устройство для воспроизведения и передачи единиц массовой концентрации кислорода и водорода в жидких средах

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