一种基于核磁共振岩心驱替评价二氧化碳埋存能力的方法及其装置系统与流程

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1.本发明属于二氧化碳埋存技术领域，涉及一种评价二氧化碳埋存能力的方法，尤其涉及一种基于核磁共振岩心驱替评价二氧化碳埋存能力的方法及其装置系统。

背景技术：

2.近年来，由于大量排放二氧化碳而造成的空气污染和全球气候变暖现象，已经严重威胁人类赖以生存的地球环境。目前全球范围内主要通过“二氧化碳地质埋存及利用(ccus)”来实现大规模的工业化减排二氧化碳。ccus是指将二氧化碳从工业或相关能源的集中排放源中分离、捕获、注入到地下深部适宜地层中，并通过物理、化学等作用埋存于地下并长期与大气隔绝的过程。常见的埋存地点有衰竭的油气藏、不可开采煤层、深层盐沼池构造以及深部含水层等地质体。其中，利用衰竭油气藏进行二氧化碳地质埋存，既可以实现温室气体的埋存，又可以提高油气的采收率。
3.在进行ccus过程中，计算二氧化碳的埋存量及评价二氧化碳的埋存能力是一项非常重要的研究工作。目前，二氧化碳在衰竭油气藏和咸水层中的埋存机理主要包括：构造圈闭埋存、自由气埋存、溶解埋存和矿物埋存。此外，二氧化碳埋存量的计算方法主要包括：体积法、面积法、溶解度法、埋存机理法、容量系数法、数值模拟法等。然而，现有的二氧化碳埋存量计算方法及埋存能力评价方法均是从宏观角度出发，对于微观角度的计算方法均未涉及。
4.由此可见，如何提供一种评价二氧化碳埋存能力的方法，从微观角度来计算二氧化碳的埋存量，从而进一步补充和完善二氧化碳在衰竭油气藏中的埋存机理，成为了目前本领域技术人员迫切需要解决的问题。

技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种基于核磁共振岩心驱替评价二氧化碳埋存能力的方法及其装置系统，所述方法
6.为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：
7.第一方面，本发明提供一种基于核磁共振岩心驱替评价二氧化碳埋存能力的方法，所述方法包括以下步骤：
8.(1)基于核磁共振岩心驱替的二氧化碳埋存实验，获取t2弛豫时间和t2幅度值；
9.(2)根据步骤(1)所得t2弛豫时间和t2幅度值，绘制岩心的t2频谱图，划分岩心的各类型孔隙，计算各类型孔隙的孔隙体积和二氧化碳在各类型孔隙中的饱和度；
10.(3)根据步骤(2)所得孔隙体积和饱和度，计算二氧化碳在各类型孔隙中的埋存量；
11.(4)根据步骤(3)所得埋存量，评价二氧化碳在各类型孔隙中的埋存能力。
12.本发明通过结合岩心驱替实验与核磁共振测试手段，提供了一种岩心尺度下不同
类型孔隙中二氧化碳埋存量和埋存能力的计算方法，适应于从微观角度对衰竭油气藏的二氧化碳埋存能力进行评价，实质是自由气埋存机理的一种扩展，核心在于可以表征储层内不同孔隙中二氧化碳的埋存能力，从而进一步补充和完善了二氧化碳在衰竭油气藏中的埋存机理。
13.优选地，步骤(1)所述基于核磁共振岩心驱替的二氧化碳埋存实验包括以下步骤：
14.(a)清洗岩心，依次测量岩心的渗透率和干重；
15.(b)对岩心抽真空后浸没于模拟地层水至饱和状态，测量岩心的湿重，对岩心进行第一核磁共振t2谱采样；
16.(c)对岩心施加围压，待围压稳定后利用氯化锰溶液驱替岩心中的模拟地层水，待驱替完全后结束驱替，对岩心进行第二核磁共振t2谱采样；
17.(d)利用模拟油驱替岩心中的氯化锰溶液，待驱替完全后结束驱替，对岩心进行第三核磁共振t2谱采样；
18.(e)利用氯化锰溶液驱替岩心中的模拟油，待岩心出口端的产出液含水量为97-99wt％后结束驱替，对岩心进行第四核磁共振t2谱采样；
19.(f)将二氧化碳气体注入岩心，待岩心出口端的产出液含油量达到恒定状态后结束驱替，对岩心进行第五核磁共振t2谱采样。
20.本发明中，步骤(e)在岩心出口端的产出液含水量为97-99wt％后结束驱替，例如可以是97wt％、97.2wt％、97.4wt％、97.6wt％、97.8wt％、98wt％、98.2wt％、98.4wt％、98.6wt％、98.8wt％或99wt％，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
21.本发明在岩心出口端的产出液含水量为97-99wt％后结束驱替，此时岩心中的油水组成与衰竭油气藏中的油水组成最为接近，再进行后续注入二氧化碳，如此便更加符合实际埋存二氧化碳的过程，提升了二氧化碳在衰竭油气藏中埋存机理与实际生产的契合度。
22.本发明采用的岩心可以为人造砂岩树脂胶结岩心，有利于避免二氧化碳与真实岩心的黏土矿物发生化学反应堵塞孔隙，并且防止二氧化碳与原油发生抽提作用产生沥青质沉淀堵塞孔隙，破坏原始的孔隙空间。
23.本发明利用氯化锰溶液代替模拟地层水驱替建立衰竭油气藏中的油水关系，是为了消除水中1h信号对核磁共振测试效果的影响。
24.优选地，步骤(b)与(c)所述模拟地层水分别独立地为氯化钠溶液。
25.优选地，所述氯化钠溶液的矿化度为14-16g/l，例如可以是14g/l、14.2g/l、14.4g/l、14.6g/l、14.8g/l、15g/l、15.2g/l、15.4g/l、15.6g/l、15.8g/l或16g/l，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
26.优选地，步骤(c)采用氟油对岩心施加围压。
27.优选地，步骤(c)、(d)与(e)所述氯化锰溶液的矿化度分别独立地为14-16g/l，例如可以是14g/l、14.2g/l、14.4g/l、14.6g/l、14.8g/l、15g/l、15.2g/l、15.4g/l、15.6g/l、15.8g/l或16g/l，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
28.优选地，步骤(d)与(e)所述模拟油分别独立地为无水煤油。
29.优选地，步骤(c)、(d)与(e)所述驱替的液相速度分别独立地为0.04-0.06ml/min，
例如可以是0.04ml/min、0.042ml/min、0.044ml/min、0.046ml/min、0.048ml/min、0.05ml/min、0.052ml/min、0.054ml/min、0.056ml/min、0.058ml/min或0.06ml/min，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
30.优选地，步骤(f)所述注入的气相速度为0.04-0.06ml/min，例如可以是0.04ml/min、0.042ml/min、0.044ml/min、0.046ml/min、0.048ml/min、0.05ml/min、0.052ml/min、0.054ml/min、0.056ml/min、0.058ml/min或0.06ml/min，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
31.优选地，步骤(f)所述注入的绝对压力为8-12mpa，例如可以是8mpa、8.5mpa、9mpa、9.5mpa、10mpa、10.5mpa、11mpa、11.5mpa或12mpa，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
32.优选地，步骤(2)所述各类型孔隙的划分标准为t2弛豫时间，且所述各类型孔隙分为微孔隙、小孔隙、中孔隙与大孔隙。
33.优选地，所述微孔隙对应的t2弛豫时间段为＜1ms。
34.优选地，所述小孔隙对应的t2弛豫时间段为1-10ms。
35.优选地，所述中孔隙对应的t2弛豫时间段为10-100ms。
36.优选地，所述大孔隙对应的t2弛豫时间段为＞100ms。
37.优选地，步骤(2)所述各类型孔隙的孔隙体积计算公式为：
[0038][0039][0040][0041][0042]
式中，pv
mic
为微孔隙的孔隙体积，cm3；pvs为小孔隙的孔隙体积，cm3；pv
mid
为中孔隙的孔隙体积，cm3；pv
l
为大孔隙的孔隙体积，cm3；t
2,min
、t
2,max
、t
2,1
、t
2,10
、t
2,100
分别对应地为t2弛豫时间在最小、最大、1ms、10ms、100ms时的时间点；f
2w
为岩心浸没于模拟地层水至饱和状态的t2幅度值；m1为岩心的干重，g；m2为岩心的湿重，g；ρ
sfw
为模拟地层水的密度，g/cm3。
[0043]
优选地，步骤(2)所述二氧化碳在各类型孔隙中的饱和度计算公式为：
[0044][0045][0046][0047][0048]
式中，为二氧化碳在微孔隙中的饱和度，％；为二氧化碳在小孔隙中的饱和度，％；为二氧化碳在中孔隙中的饱和度，％；为二氧化碳在大孔隙中的饱和度，％；f
2w,mic
为微孔隙范围内岩心浸没于模拟地层水至饱和状态的t2幅度值；f
2mn,mic
为微孔隙范围内氯化锰溶液驱替后岩心中剩余模拟油的t2幅度值；为微孔隙范围内二氧化碳气体注入后岩心中剩余模拟油的t2幅度值；f
2w,s
为小孔隙范围内岩心浸没于模拟地层水至饱和状态的t2幅度值；f
2mn,s
为小孔隙范围内氯化锰溶液驱替后岩心中剩余模拟油的t2幅度值；为小孔隙范围内二氧化碳气体注入后岩心中剩余模拟油的t2幅度值；f
2w,mid
为中孔隙范围内岩心浸没于模拟地层水至饱和状态的t2幅度值；f
2mn,mid
为中孔隙范围内氯化锰溶液驱替后岩心中剩余模拟油的t2幅度值；为中孔隙范围内二氧化碳气体注入后岩心中剩余模拟油的t2幅度值；f
2w,l
为大孔隙范围内岩心浸没于模拟地层水至饱和状态的t2幅度值；f
2mn,l
为大孔隙范围内氯化锰溶液驱替后岩心中剩余模拟油的t2幅度值；为大孔隙范围内二氧化碳气体注入后岩心中剩余模拟油的t2幅度值。
[0049]
优选地，步骤(3)所述二氧化碳在各类型孔隙中的埋存量计算公式为：
[0050][0051][0052][0053][0054][0055]
式中，为二氧化碳在微孔隙中的埋存量，g；为二氧化碳在小孔隙
中的埋存量，g；为二氧化碳在中孔隙中的埋存量，g；为二氧化碳在大孔隙中的埋存量，g；为二氧化碳在岩心中的总埋存量，g。
[0056]
优选地，步骤(4)所述二氧化碳在各类型孔隙中的埋存能力评价公式为：
[0057][0058][0059][0060][0061]
式中，c
mic
为二氧化碳在微孔隙中的埋存能力；cs为二氧化碳在小孔隙中的埋存能力；c
mid
为二氧化碳在中孔隙中的埋存能力；c
l
为二氧化碳在大孔隙中的埋存能力。
[0062]
本发明通过改进二氧化碳饱和度的计算方法，将储层中不同类型孔隙的二氧化碳饱和度表示成分段函数，从微观角度计算了储层中不同类型孔隙的二氧化碳埋存量，丰富和完善了现有的二氧化碳埋存能力的评价方法，对二氧化碳埋存地址的选择从微观层面给出了判断依据。
[0063]
第二方面，本发明提供一种利用第一方面所述方法进行评价二氧化碳埋存能力的装置系统，所述装置系统包括岩心驱替单元和核磁共振测试单元。
[0064]
所述岩心驱替单元包括依次连接的泵装置、中间容器、岩心夹持器和气液收集器。
[0065]
所述岩心夹持器还连接有围压装置和回压装置。
[0066]
所述核磁共振测试单元包括实时核磁共振测试仪、控制系统和数据收集及成像系统。
[0067]
所述控制系统和数据收集及成像系统分别独立地与实时核磁共振测试仪连接。
[0068]
所述实时核磁共振测试仪用于实时采集岩心夹持器中岩心的核磁共振t2谱。
[0069]
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
[0070]
(1)本发明通过结合岩心驱替实验与核磁共振测试手段，提供了一种岩心尺度下不同类型孔隙中二氧化碳埋存量和埋存能力的计算方法，适应于从微观角度对衰竭油气藏的二氧化碳埋存能力进行评价，实质是自由气埋存机理的一种扩展，核心在于可以表征储层内不同孔隙中二氧化碳的埋存能力，从而进一步补充和完善了二氧化碳在衰竭油气藏中的埋存机理；
[0071]
(2)本发明通过改进二氧化碳饱和度的计算方法，将储层中不同类型孔隙的二氧化碳饱和度表示成分段函数，从微观角度计算了储层中不同类型孔隙的二氧化碳埋存量，丰富和完善了现有的二氧化碳埋存能力的评价方法，对二氧化碳埋存地址的选择从微观层面给出了判断依据。
附图说明
[0072]
图1是本发明提供的一种基于核磁共振岩心驱替评价二氧化碳埋存能力的方法流程图；
[0073]
图2是本发明提供的一种基于核磁共振岩心驱替评价二氧化碳埋存能力的方法所得岩心的t2频谱图；
[0074]
图3是本发明提供的一种基于核磁共振岩心驱替评价二氧化碳埋存能力的装置系统示意图。
[0075]
其中：10-isco泵；20-中间容器；21-二氧化碳容器；22-模拟油容器；23-氯化锰溶液容器；30-岩心夹持器；40-气液收集器；50-围压装置；51-围压泵；52-氟油容器；60-回压装置；61-回压泵；62-回压调节器；70-实时核磁共振测试仪；80-控制系统；90-数据收集及成像系统。
具体实施方式
[0076]
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
[0077]
本发明提供一种基于核磁共振岩心驱替评价二氧化碳埋存能力的方法，如图1所示，所述方法包括以下步骤：
[0078]
s101、基于核磁共振岩心驱替的二氧化碳埋存实验，获取t2弛豫时间和t2幅度值；
[0079]
s102、根据s101所得t2弛豫时间和t2幅度值，绘制岩心的t2频谱图，划分岩心的各类型孔隙，计算各类型孔隙的孔隙体积和二氧化碳在各类型孔隙中的饱和度；
[0080]
s103、根据s102所得孔隙体积和饱和度，计算二氧化碳在各类型孔隙中的埋存量；
[0081]
s104、根据s103所得埋存量，评价二氧化碳在各类型孔隙中的埋存能力。
[0082]
实施例1
[0083]
本实施例提供一种基于核磁共振岩心驱替评价二氧化碳埋存能力的方法及其装置系统，所述方法包括以下步骤：
[0084]
(1)基于核磁共振岩心驱替的二氧化碳埋存实验，获取t2弛豫时间和t2幅度值；所述基于核磁共振岩心驱替的二氧化碳埋存实验包括以下步骤：
[0085]
(a)利用丙酮清洗岩心，干燥并冷却至室温，依次测量岩心的渗透率和干重；
[0086]
(b)利用真空泵对岩心抽真空48h后浸没于模拟地层水至饱和状态，测量岩心的湿重，对岩心进行第一核磁共振t2谱采样；
[0087]
(c)采用氟油对岩心施加围压，待围压稳定后利用氯化锰溶液以0.05ml/min的液相速度驱替岩心中的模拟地层水，待驱替完全后结束驱替，对岩心进行第二核磁共振t2谱采样；
[0088]
(d)利用模拟油以0.05ml/min的液相速度驱替岩心中的氯化锰溶液，待驱替完全后结束驱替，对岩心进行第三核磁共振t2谱采样；
[0089]
(e)利用氯化锰溶液以0.05ml/min的液相速度驱替岩心中的模拟油，待岩心出口端的产出液含水量为98wt％后结束驱替，对岩心进行第四核磁共振t2谱采样；
[0090]
(f)将二氧化碳气体以10mpa的绝对压力，0.05ml/min的气相速度注入岩心，待岩心出口端的产出液含油量达到恒定状态后结束驱替，对岩心进行第五核磁共振t2谱采样。
[0091]
其中，步骤(b)与(c)所述模拟地层水分别独立地为矿化度15g/l的氯化钠溶液；步骤(c)、(d)与(e)所述氯化锰溶液的矿化度分别独立地为15g/l；步骤(d)与(e)所述模拟油分别独立地为无水煤油。
[0092]
(2)根据步骤(1)所得t2弛豫时间和t2幅度值，绘制如图2所示岩心的t2频谱图，按照t2弛豫时间划分岩心的各类型孔隙，且各类型孔隙分为微孔隙(t2＜1ms)、小孔隙(1ms＜t2＜10ms)、中孔隙(10ms＜t2＜100ms)与大孔隙(t2＞100ms)，计算各类型孔隙的孔隙体积和二氧化碳在各类型孔隙中的饱和度。
[0093]
其中，各类型孔隙的孔隙体积计算方法如下：
[0094]
以微孔隙为例，首先计算岩心的总孔隙体积为：
[0095][0096]
其次，根据划分的孔隙类型，计算微孔隙的体积占比为：
[0097][0098]
最后，根据岩心的总孔隙体积和微孔隙的体积占比，计算微孔隙的孔隙体积为：
[0099][0100]
同理可得：
[0101]
小孔隙的孔隙体积为：
[0102][0103]
中孔隙的孔隙体积为：
[0104][0105]
大孔隙的孔隙体积为：
[0106][0107]
式中，pv
mic
为微孔隙的孔隙体积，cm3；pvs为小孔隙的孔隙体积，cm3；pv
mid
为中孔隙的孔隙体积，cm3；pv
l
为大孔隙的孔隙体积，cm3；t
2,min
、t
2,max
、t
2,1
、t
2,10
、t
2,100
分别对应地为t2弛豫时间在最小、最大、1ms、10ms、100ms时的时间点；f
2w
为岩心浸没于模拟地层水至饱和状态的t2幅度值；m1为岩心的干重，g；m2为岩心的湿重，g；ρ
sfw
为模拟地层水的密度，g/cm3。
[0108]
二氧化碳在各类型孔隙中的饱和度计算方法如下：
[0109]
以微孔隙为例，首先计算微孔隙范围内氯化锰溶液驱替后岩心中剩余模拟油饱和度为：
[0110][0111]
其次，计算微孔隙范围内二氧化碳气体注入后岩心中剩余模拟油饱和度为：
[0112][0113]
由于设计的二氧化碳埋存实验排除了二氧化碳与岩石的化学反应以及二氧化碳与原油的相互作用而导致的原始孔隙空间的变化，并且利用氯化锰溶液代替模拟地层水驱替消除了水中1h信号对核磁共振测试效果的影响，因此可以得出：二氧化碳气体注入后含油饱和度的减小量即为增加的二氧化碳饱和度。
[0114]
故此，二氧化碳在微孔隙中的饱和度为：
[0115][0116]
同理可得：
[0117]
二氧化碳在小孔隙中的饱和度为：
[0118][0119]
二氧化碳在中孔隙中的饱和度为：
[0120][0121]
二氧化碳在大孔隙中的饱和度为：
[0122][0123]
式中，为二氧化碳在微孔隙中的饱和度，％；为二氧化碳在小孔隙中的饱和度，％；为二氧化碳在中孔隙中的饱和度，％；为二氧化碳在大孔隙中的饱和度，％；f
2w,mic
为微孔隙范围内岩心浸没于模拟地层水至饱和状态的t2幅度值；f
2mn,mic
为微孔隙范围内氯化锰溶液驱替后岩心中剩余模拟油的t2幅度值；为微孔
隙范围内二氧化碳气体注入后岩心中剩余模拟油的t2幅度值；f
2w,s
为小孔隙范围内岩心浸没于模拟地层水至饱和状态的t2幅度值；f
2mn,s
为小孔隙范围内氯化锰溶液驱替后岩心中剩余模拟油的t2幅度值；为小孔隙范围内二氧化碳气体注入后岩心中剩余模拟油的t2幅度值；f
2w,mid
为中孔隙范围内岩心浸没于模拟地层水至饱和状态的t2幅度值；f
2mn,mid
为中孔隙范围内氯化锰溶液驱替后岩心中剩余模拟油的t2幅度值；为中孔隙范围内二氧化碳气体注入后岩心中剩余模拟油的t2幅度值；f
2w,l
为大孔隙范围内岩心浸没于模拟地层水至饱和状态的t2幅度值；f
2mn,l
为大孔隙范围内氯化锰溶液驱替后岩心中剩余模拟油的t2幅度值；为大孔隙范围内二氧化碳气体注入后岩心中剩余模拟油的t2幅度值。
[0124]
(3)根据步骤(2)所得孔隙体积和饱和度，计算二氧化碳在各类型孔隙中的埋存量，具体计算方法如下：
[0125]
二氧化碳在微孔隙中的埋存量为：
[0126][0127]
二氧化碳在小孔隙中的埋存量为：
[0128][0129]
二氧化碳在中孔隙中的埋存量为：
[0130][0131]
二氧化碳在大孔隙中的埋存量为：
[0132][0133]
二氧化碳在岩心中的总埋存量为：
[0134][0135]
式中，为二氧化碳在微孔隙中的埋存量，g；为二氧化碳在小孔隙中的埋存量，g；为二氧化碳在中孔隙中的埋存量，g；为二氧化碳在大孔隙中的埋存量，g；为二氧化碳在岩心中的总埋存量，g。
[0136]
(4)根据步骤(3)所得埋存量，评价二氧化碳在各类型孔隙中的埋存能力，具体评价方法如下：
[0137]
二氧化碳在微孔隙中的埋存能力为：
[0138][0139]
二氧化碳在小孔隙中的埋存能力为：
[0140][0141]
二氧化碳在中孔隙中的埋存能力为：
[0142]
[0143]
二氧化碳在大孔隙中的埋存能力为：
[0144][0145]
式中，c
mic
为二氧化碳在微孔隙中的埋存能力；cs为二氧化碳在小孔隙中的埋存能力；c
mid
为二氧化碳在中孔隙中的埋存能力；c
l
为二氧化碳在大孔隙中的埋存能力。
[0146]
此外，本实施例还提供了利用上述方法进行评价二氧化碳埋存能力的装置系统，如图3所示，所述装置系统包括岩心驱替单元和核磁共振测试单元。
[0147]
本实施例中，所述岩心驱替单元包括依次连接的isco泵10、中间容器20、岩心夹持器30和气液收集器40；所述岩心夹持器30还连接有围压装置50和回压装置60。其中，所述中间容器20包括相互并联的二氧化碳容器21、模拟油容器22和氯化锰溶液容器23；所述围压装置50包括依次连接的围压泵51和氟油容器52；所述回压装置60包括依次连接的回压泵61和回压调节器62。
[0148]
本实施例中，所述核磁共振测试单元包括实时核磁共振测试仪70、控制系统80和数据收集及成像系统90；所述控制系统80和数据收集及成像系统90分别独立地与实时核磁共振测试仪70连接；所述实时核磁共振测试仪70用于实时采集岩心夹持器30中岩心的核磁共振t2谱。
[0149]
由此可见，本发明通过结合岩心驱替实验与核磁共振测试手段，提供了一种岩心尺度下不同类型孔隙中二氧化碳埋存量和埋存能力的计算方法，适应于从微观角度对衰竭油气藏的二氧化碳埋存能力进行评价，实质是自由气埋存机理的一种扩展，核心在于可以表征储层内不同孔隙中二氧化碳的埋存能力，从而进一步补充和完善了二氧化碳在衰竭油气藏中的埋存机理；此外，本发明通过改进二氧化碳饱和度的计算方法，将储层中不同类型孔隙的二氧化碳饱和度表示成分段函数，从微观角度计算了储层中不同类型孔隙的二氧化碳埋存量，丰富和完善了现有的二氧化碳埋存能力的评价方法，对二氧化碳埋存地址的选择从微观层面给出了判断依据。
[0150]
申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

技术特征：

1.一种基于核磁共振岩心驱替评价二氧化碳埋存能力的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)基于核磁共振岩心驱替的二氧化碳埋存实验，获取t2弛豫时间和t2幅度值；(2)根据步骤(1)所得t2弛豫时间和t2幅度值，绘制岩心的t2频谱图，划分岩心的各类型孔隙，计算各类型孔隙的孔隙体积和二氧化碳在各类型孔隙中的饱和度；(3)根据步骤(2)所得孔隙体积和饱和度，计算二氧化碳在各类型孔隙中的埋存量；(4)根据步骤(3)所得埋存量，评价二氧化碳在各类型孔隙中的埋存能力。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述基于核磁共振岩心驱替的二氧化碳埋存实验包括以下步骤：(a)清洗岩心，依次测量岩心的渗透率和干重；(b)对岩心抽真空后浸没于模拟地层水至饱和状态，测量岩心的湿重，对岩心进行第一核磁共振t2谱采样；(c)对岩心施加围压，待围压稳定后利用氯化锰溶液驱替岩心中的模拟地层水，待驱替完全后结束驱替，对岩心进行第二核磁共振t2谱采样；(d)利用模拟油驱替岩心中的氯化锰溶液，待驱替完全后结束驱替，对岩心进行第三核磁共振t2谱采样；(e)利用氯化锰溶液驱替岩心中的模拟油，待岩心出口端的产出液含水量为97-99wt％后结束驱替，对岩心进行第四核磁共振t2谱采样；(f)将二氧化碳气体注入岩心，待岩心出口端的产出液含油量达到恒定状态后结束驱替，对岩心进行第五核磁共振t2谱采样。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(b)与(c)所述模拟地层水分别独立地为氯化钠溶液；优选地，所述氯化钠溶液的矿化度为14-16g/l；优选地，步骤(c)采用氟油对岩心施加围压；优选地，步骤(c)、(d)与(e)所述氯化锰溶液的矿化度分别独立地为14-16g/l；优选地，步骤(d)与(e)所述模拟油分别独立地为无水煤油。4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，步骤(c)、(d)与(e)所述驱替的液相速度分别独立地为0.04-0.06ml/min；优选地，步骤(f)所述注入的气相速度为0.04-0.06ml/min；优选地，步骤(f)所述注入的绝对压力为8-12mpa。5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述各类型孔隙的划分标准为t2弛豫时间，且所述各类型孔隙分为微孔隙、小孔隙、中孔隙与大孔隙；优选地，所述微孔隙对应的t2弛豫时间段为＜1ms；优选地，所述小孔隙对应的t2弛豫时间段为1-10ms；优选地，所述中孔隙对应的t2弛豫时间段为10-100ms；优选地，所述大孔隙对应的t2弛豫时间段为＞100ms。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述各类型孔隙的孔隙体积计算公式为：
式中，pv
mic
为微孔隙的孔隙体积，cm3；pv
s
为小孔隙的孔隙体积，cm3；pv
mid
为中孔隙的孔隙体积，cm3；pv1为大孔隙的孔隙体积，cm3；t
2,min
、t
2,max
、t
2,1
、t
2,10
、t
2,100
分别对应地为t2弛豫时间在最小、最大、1ms、10ms、100ms时的时间点；f
2w
为岩心浸没于模拟地层水至饱和状态的t2幅度值；m1为岩心的干重，g；m2为岩心的湿重，g；ρ
sfw
为模拟地层水的密度，g/cm3。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述二氧化碳在各类型孔隙中的饱和度计算公式为：饱和度计算公式为：饱和度计算公式为：饱和度计算公式为：式中，为二氧化碳在微孔隙中的饱和度，％；为二氧化碳在小孔隙中的饱和度，％；为二氧化碳在中孔隙中的饱和度，％；为二氧化碳在大孔隙中的饱和度，％；f
2w，mic
为微孔隙范围内岩心浸没于模拟地层水至饱和状态的t2幅度值；f
2mn，mic
为微孔隙范围内氯化锰溶液驱替后岩心中剩余模拟油的t2幅度值；为微孔隙范围内
二氧化碳气体注入后岩心中剩余模拟油的t2幅度值；f
2w，s
为小孔隙范围内岩心浸没于模拟地层水至饱和状态的t2幅度值；f
2mn，s
为小孔隙范围内氯化锰溶液驱替后岩心中剩余模拟油的t2幅度值；为小孔隙范围内二氧化碳气体注入后岩心中剩余模拟油的t2幅度值；f
2w，mid
为中孔隙范围内岩心浸没于模拟地层水至饱和状态的t2幅度值；f
2mn，mid
为中孔隙范围内氯化锰溶液驱替后岩心中剩余模拟油的t2幅度值；为中孔隙范围内二氧化碳气体注入后岩心中剩余模拟油的t2幅度值；f
2w，1
为大孔隙范围内岩心浸没于模拟地层水至饱和状态的t2幅度值；f
2mn，1
为大孔隙范围内氯化锰溶液驱替后岩心中剩余模拟油的t2幅度值；为大孔隙范围内二氧化碳气体注入后岩心中剩余模拟油的t2幅度值。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤(3)所述二氧化碳在各类型孔隙中的埋存量计算公式为：埋存量计算公式为：埋存量计算公式为：埋存量计算公式为：埋存量计算公式为：式中，为二氧化碳在微孔隙中的埋存量，g；为二氧化碳在小孔隙中的埋存量，g；为二氧化碳在中孔隙中的埋存量，g；为二氧化碳在大孔隙中的埋存量，g；为二氧化碳在岩心中的总埋存量，g。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，步骤(4)所述二氧化碳在各类型孔隙中的埋存能力评价公式为：埋存能力评价公式为：埋存能力评价公式为：埋存能力评价公式为：式中，c
mic
为二氧化碳在微孔隙中的埋存能力；c
s
为二氧化碳在小孔隙中的埋存能力；c
mid
为二氧化碳在中孔隙中的埋存能力；c1为二氧化碳在大孔隙中的埋存能力。10.一种利用如权利要求1-9任一项所述方法进行评价二氧化碳埋存能力的装置系统，其特征在于，所述装置系统包括岩心驱替单元和核磁共振测试单元；所述岩心驱替单元包括依次连接的泵装置、中间容器、岩心夹持器和气液收集器；所述岩心夹持器还连接有围压装置和回压装置；所述核磁共振测试单元包括实时核磁共振测试仪、控制系统和数据收集及成像系统；
所述控制系统和数据收集及成像系统分别独立地与实时核磁共振测试仪连接；所述实时核磁共振测试仪用于实时采集岩心夹持器中岩心的核磁共振t2谱。

技术总结

本发明提供一种基于核磁共振岩心驱替评价二氧化碳埋存能力的方法及其装置系统，所述方法包括以下步骤：(1)基于核磁共振岩心驱替的二氧化碳埋存实验，获取T2弛豫时间和T2幅度值；(2)根据步骤(1)所得T2弛豫时间和T2幅度值，绘制岩心的T2频谱图，划分岩心的各类型孔隙，计算各类型孔隙的孔隙体积和二氧化碳在各类型孔隙中的饱和度；(3)根据步骤(2)所得孔隙体积和饱和度，计算二氧化碳在各类型孔隙中的埋存量；(4)根据步骤(3)所得埋存量，评价二氧化碳在各类型孔隙中的埋存能力。本发明提供的方法从微观角度来计算二氧化碳的埋存量，从而进一步补充和完善了二氧化碳在衰竭油气藏中的埋存机理。的埋存机理。的埋存机理。