[发明专利]一种超临界CO2/H2O混合流体吞吐开发页岩油的实验装置和方法

权利要求书

1.一种超临界CO₂/H₂O混合流体吞吐开发页岩油的实验方法，采用超临界CO₂/H₂O混合流体吞吐开发页岩油的实验装置，该实验装置包括CO₂储罐、水蒸气发生器、混合容器和岩心夹持器，CO₂储罐通过CO₂输送管道与混合容器连通，在CO₂输送管道上设置有增压泵1号；水蒸气发生器通过水蒸气输送管道与混合容器连通，在水蒸气输送管道上设置有增压泵2号；

所述混合容器的上端连接有压力表1号和湿度仪，混合容器的下端连接有驱替泵，混合容器还与真空泵相连；混合容器通过混合流体输送管道与岩心夹持器的入口端相连，在混合流体输送管道上依次设置有气体流量计、增压泵3号、注入阀和压力表2号；

岩心夹持器通过围压施加管道与手摇泵相连接，在围压施加管道上设置有压力表3号；岩心夹持器的入口端还通过油气采出管道与干燥管的入口端相连接，在油气采出管道上设置有二通阀，在干燥管的内部设置有脱脂棉，干燥管的出口端通过气体采出管道与量筒相连，量筒倒放于盛液皿中，其中盛液皿和量筒中充满饱和碳酸钠溶液；岩心夹持器的出口端设置有用于实时观测出口压力的压力表4号；

所述混合容器、压力表1号、湿度仪、气体流量计、增压泵3号、注入阀、压力表2号、二通阀、岩心夹持器和压力表4号均放置于恒温箱中；

其特征在于该实验方法包括以下步骤：

(1)测量岩心干重、长度、直径，并饱和模拟油；然后测量岩心湿重，计算饱和油量；

(2)超临界CO₂/H₂O吞吐实验

①在混合容器中配制一定比例的超临界CO₂/H₂O混合流体；

a先通过如下步骤建立关系式：

相对湿度折算为气体中水蒸气的摩尔含量的公式为：

相对湿度：

式中：

e——湿空气中实际水汽压，Pa

E——同温下饱和水汽压，Pa

——相对湿度

折算公式：

式中：

——相对湿度

P——容器气体压力，Pa

h——气体中水蒸气的摩尔含量

P₀—实验温度下水的饱和蒸汽压

b打开恒温箱，使恒温箱里温度一定；打开真空泵，对混合容器及管线进行抽真空；

打开CO₂储罐通过增压泵1号和CO₂输送管道向混合容器中注入一定量的CO₂气体，由压力表1号读出混合容器压力；然后打开水蒸气发生器，通过增压泵2号和水蒸气输送管道向混合容器中通入水蒸气，分别通过压力表1号和湿度仪记录混合容器压力和相对湿度；

结合公式(4)，根据实验方案设计的混合流体中水蒸气的摩尔含量、温度，当相对湿度和压力的比值满足实验要求时，关闭水蒸气发生器，此时即配置完成含有一定水蒸气含量的混合流体；记录此时混合容器的压力；

②将步骤(1)饱和油后的岩心放置在岩心夹持器里，利用手摇泵给岩心夹持器施加围压，所施加的围压由压力表3号显示；

打开注入阀，利用增压泵3号将配好的含有一定摩尔分数水蒸气的混合流体注入岩心夹持器，此时利用驱替泵保持混合容器压力不变，待注入压力达到实验压力时，稳定一定时间，由气体流量计记录注入的气体体积；

③关闭注入阀对岩心夹持器采取焖井操作，焖井过程中的压力由压力表2号和压力表4号实时监测；

脱脂棉放入干燥管前称原始重量，焖井结束后，打开二通阀，进行液体及气体返排，随后称取脱脂棉的重量，计量采出的油量，由量筒计量返排的CO₂的量；

通过所计量采出的油量和饱和油量的比值，实验测得采收率。

2.根据权利要求1所述的一种超临界CO₂/H₂O混合流体吞吐开发页岩油的实验方法，其特征在于还包括以下步骤：

在超临界CO₂/H₂O吞吐实验之前，将饱和模拟油的岩心置于核磁共振设备中进行实验，测试模拟油在岩心中的分布；

将实验结束后的岩心置于核磁共振设备中进行实验，测试模拟油在岩心中的分布。