Imagerie Reservoir État Pore échelle des phases fluides multiples Utilisation de microtomographie à rayons X

L’objectif de cette procédure est d’imager de manière non invasive plusieurs phases fluides dans l’espace interstitiel de la roche dans des conditions réalistes de température et de pression similaires à celles qui se produisent dans les réservoirs et les aquifères souterrains. Pour ce faire, il suffit d’assembler d’abord soigneusement l’ensemble de noyau et de le placer dans un support de noyau à haute pression et à haute température. La deuxième étape consiste à fixer le support de cœur aux pompes de contrôle à haute pression et à haute température et au réacteur à l’aide d’un tube de pointe flexible.

Ensuite, la pression et la température dans le système s’effacent pour devenir celles du représentant. Les conditions souterraines et les fluides sont équilibrés et injectés dans l’espace interstitiel de la roche. En fin de compte, l’état du réservoir.

L’imagerie Micro CT est utilisée pour montrer à la fois la quantité et la distribution du dioxyde de carbone maintenu en place sous forme de phase résiduelle piégée après l’injection de saumure. Cette méthode peut aider à répondre à des questions clés dans le domaine de l’écoulement polyphasique dans les milieux poreux, telles que la détermination de la saturation résiduelle pour le piégeage capillaire et les mesures d’usure et d’angle de contact. Bien que cette méthode puisse fournir des informations sur les systèmes de roches de saumure de CO2 supercritiques avec une application au captage et au stockage du carbone, elle peut également être utilisée pour les systèmes de roches de saumure d’hydrocarbures pour étudier les phénomènes liés à la récupération assistée du pétrole et aux ressources internationales.

La démonstration visuelle de cette méthode est essentielle car les étapes de préparation des échantillons et d’assemblage des carottes sont difficiles à apprendre. En effet, la relation entre l’assemblage du noyau, le noyau, le manchon de confinement et les multiples enveloppes en aluminium est compliquée. Pour commencer cette procédure, testez soigneusement les connexions de l’équipement pour détecter toute fuite de fluide.

Placez ensuite la saumure dans la base du réacteur. Enroulez le réchauffeur flexible autour de la cellule d’écoulement Après cela, construisez les raccords d’extrémité métalliques en retirant le filetage de l’extrémité d’un huitième de pouce d’un 16e de pouce à un raccord réducteur d’un huitième de pouce. Ensuite, découpez de petites rainures dans la face de l’extrémité d’un huitième de pouce du raccord pour répartir le dioxyde de carbone injecté sur toute la face du noyau.

Par la suite, faites passer le thermocouple haute pression à travers les extrémités métalliques des extrémités métalliques de la cellule de microflux, scellez le thermocouple à l’aide des ferals et des écrous d’un quart de pouce, de sorte que la jonction chaude se trouve à côté de la face en écrou du noyau à l’intérieur de l’anneau de confinement de la cellule L.Ensuite, percez l’échantillon souhaité dans un noyau de 6,5 millimètres de diamètre et de 30 millimètres à 50 millimètres de longueur. R abaissez les extrémités du noyau à plat pour assurer une bonne connexion avec les embouts métalliques. Enveloppez ensuite ce noyau dans du papier d’aluminium.

Ensuite, placez-le dans un manchon en élastomère fluoropolymère. Après cela, connectez les extrémités du manchon en élastomère aux embouts métalliques. Ajoutez une autre pellicule de papier d’aluminium à l’extérieur du manchon en élastomère avant de placer la jonction chaude du thermocouple à côté de la face d’entrée du noyau et d’ajouter une pellicule finale de feuille d’aluminium.

Il forme l’ensemble de base. Assemblez maintenant la cellule de microflux avec l’ensemble de noyau scellé à l’intérieur. Connectez la cellule à la platine à l’intérieur du boîtier micro CT à l’aide d’une pince montée sur le dessus de la platine CT rotative.

Dans cette procédure, fermez toutes les vannes à l’exception des vannes un, deux et trois. Après cela, chargez le dioxyde de carbone du cylindre dans la pompe un et le réacteur. Fermez ensuite la première vanne.

Augmentez lentement la température et la pression du réacteur à celles souhaitées pour le fluide interstitiel vigoureusement. Mélangez le liquide interstitiel pendant au moins 12 heures pour vous assurer que toutes les phases sont en équilibre chimique avant l’injection. Ensuite, ouvrez la vanne 14 et chargez le fluide de confinement dans la pompe trois.

Fermez-le ensuite et ouvrez les vannes 12 et 13. Mettre sous pression l’anneau de confinement de la cellule à au moins 10 % au-dessus de la pression de fluide interstitiel proposée. Après cela, ouvrez la vanne 11.

Chargez la saumure dans la pompe deux et fermez-la. Par la suite, ouvrez les vannes neuf, huit et six. Pressurisez lentement l’espace interstitiel de la roche jusqu’à ce qu’il atteigne la pression souhaitée et remplissez l’espace interstitiel de l’échantillon avec de la saumure qui n’a pas été équilibrée avec du dioxyde de carbone supercritique.

Maintenant, ouvrez la vanne quatre plus plus de 1000 faibles volumes de saumure équilibrée à travers le noyau en remplissant la pompe deux à un débit constant dans cette procédure au-delà de 10 volumes de pores de dioxyde de carbone supercritique à travers le noyau à un débit très faible, assurant un faible nombre capillaire d’environ 10 à moins six en continu. Prenez des projections 2D afin de mesurer avec précision le volume total injecté pendant que le dioxyde de carbone supercritique déplace la saumure dans l’espace interstitiel. Faites passer 10 autres volumes de saumure équivalente à travers le noyau au même faible débit, ce qui entraîne le piégeage du dioxyde de carbone supercritique en tant que phase résiduelle dans l’espace interstitiel.

Après cela, prenez quelques balayages de l’échantillon pour imager le drainage ou l’inhibition. Utilisez une taille de voxel telle que tout le diamètre du noyau tienne dans le champ de vision. Reconstruisez ensuite les scans à l’aide d’un programme de reconstruction tomographique.

Reconstruisez les volumes composites en assemblant plusieurs sections qui se chevauchent et qui sont nécessaires de manière séquentielle. L’image présentée ici est un rendu 3D du noyau après le drainage où chaque groupe de phases non mouillantes reçoit une couleur différente. Ces cinq images montrent un rendu 3D du même noyau après cinq expériences d’inhibition distinctes, tandis que la large gamme de couleurs indique une phase résiduelle mal connectée.

Il s’agit d’une coupe transversale du noyau après drainage. La phase la plus sombre est le dioxyde de carbone super critique. La phase intermédiaire est la saumure, et la phase la plus légère est le grain de roche, et il s’agit d’une section transversale du noyau.

Après inhibition, la mise à l’échelle de la loi de puissance de la distribution de la taille des ganglions résiduels est illustrée ici. Une fois maîtrisée, cette technique peut être réalisée en deux heures environ si elle est exécutée correctement. N’oubliez pas que travailler avec l’équipement à haute pression et à haute température peut être extrêmement dangereux, de sorte que des précautions telles qu’une formation appropriée et une certification de l’équipement doivent être prises avant d’effectuer une procédure expérimentale.