申请/专利权人：太原理工大学

申请日：2021-09-02

公开（公告）日：2024-04-16

公开（公告）号：CN113740196B

主分类号：G01N5/02

分类号：G01N5/02

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.16#授权;2021.12.21#实质审查的生效;2021.12.03#公开

摘要：本发明一种原位热解有机矿层碳封存量测定的装置和方法，属于二氧化碳地质封存领域，它包括耐高温高压岩芯夹持系统、控制加热系统、水循环系统、二氧化碳循环系统、绝氧循环系统；该装置能够研究不同因素影响下热解后矿层封存二氧化碳的效果，深入研究热解后有机矿层封存二氧化碳的能力，解决二氧化碳排放过量的问题；本发明拆卸方便，安全稳定，简单可靠，可以实时模拟原位热解后储层与二氧化碳发生化学反应的过程，可以精确计算得到不同应力和不同温度下单位质量热解后有机岩可封存的二氧化碳的质量。

主权项：1.原位热解有机矿层碳封存量测定的方法，其特征在于，使用的测定装置包括耐高温高压岩芯夹持系统、加热系统、水循环系统、二氧化碳循环系统，以及绝氧循环系统；所述耐高温高压岩芯夹持系统包括耐高温高压外壳（4），所述耐高温高压外壳（4）内密封放置有岩心套（8）；耐高温高压外壳（4）与岩心套（8）之间形成围压腔（25）；耐高温高压外壳（4）上设置有围压介质注入口（5）；岩心套（8）的一端连接有轴向传压杆（16），另一端连接有底座（10）；所述轴向传压杆（16）内设置有注水腔（26）和注气腔（27）；所述底座（10）内设置有排水腔（28）、排气腔（29）和油气排采腔（33）；耐高温高压外壳（4）外层设置有所述的加热系统，所述围压腔（25）内设置有温度传感器（19）；所述水循环系统包括水泵（1）、水入口高压阀门（2）和水出口高压阀门（9），所述水泵（1）通过水入口高压阀门（2）与注水腔（26）相连，水出口高压阀门（9）与排水腔（28）相连；所述二氧化碳循环系统包括二氧化碳供气装置、第一中间容器（13）、气进口高压阀门（15）、气出口高压阀门（22）以及第二中间容器（23）；二氧化碳供气装置与第一中间容器（13）相连，第一中间容器（13）通过气进口高压阀门（15）与注气腔（27）相连，第二中间容器（23）通过气出口高压阀门（22）与排气腔（29）相连；所述第一中间容器（13）底部设置有第一称重装置；所述第二中间容器（23）底部设置有第二称重装置；绝氧循环系统包括惰性气体供气装置，惰性气体供气装置通过三通阀（32）与第一中间容器（13）和注气腔（27）相连接；所述惰性气体供气装置的供气口设置有惰性气体进口高压阀门（31），油气排采腔（33）连接有惰性气体出口高压阀门（34）；所述测定的方法包括以下步骤：1）在岩芯套（8）内放置压裂有机岩芯（7），压裂有机岩芯（7）的质量为m，体积为V；根据储层的实际赋存特征对压裂有机岩芯（7）施加轴压和围压，轴压为储层所受的垂直应力；通过绝氧循环系统为压裂有机岩芯（7）的热解营造绝氧环境，并对压裂有机岩芯（7）加热；2）关闭绝氧循环系统，开启水循环系统，将水注入压裂有机岩芯（7）内，当压裂有机岩芯（7）温度降到100℃以下时关闭水循环系统，使热解后有机岩芯内部的液态水能够充分溶解钙镁离子；3）开启二氧化碳供气装置，使二氧化碳气体进入第一中间容器（13）内，当第一中间容器（13）的压力达到7.3MPa以上，关闭二氧化碳供气装置，通过第一称重装置称量质量m1；4）打开气进口高压阀门（15），使得二氧化碳充分与压裂有机岩芯（7）发生化学反应，直到第一中间容器（13）的压力不再变化关闭气进口高压阀门（15），通过第一称重装置称量质量m2；5）开启第二称重装置，记录质量m3，打开气出口高压阀门（22），观察第二中间容器（23）的压力，直到压力不再变化记录第二称重装置的示数变化m4，则热解后的压裂有机岩芯可发生化学反应的二氧化碳质量为：；6）获取热解后的压裂有机岩芯内部不同层位密度分布特征的二维灰度图像，并获得二维灰度图像表征岩体内部孔隙和裂隙分布的二值化图像；将获得的所有层二值图像连续堆叠，实现三维孔隙和裂隙结构的重建，由此得到热解后压裂有机岩芯的孔隙率，常温下液态二氧化碳的密度是，则热解后的压裂有机岩芯可封存的液态二氧化碳质量为：；热解后压裂有机岩芯可封存的二氧化碳质量为。

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