Imagem Reservoir Condição Pore escala de múltiplas fases de fluidos utilizando microtomografia de raios-X

O objetivo deste procedimento é obter imagens não invasivas de várias fases fluidas no espaço poroso da rocha em condições realistas de temperatura e pressão semelhantes às que ocorrem em reservatórios e aquíferos subterrâneos. Isso é feito primeiro montando o conjunto do núcleo com cuidado e colocando-o dentro de um suporte de núcleo de alta pressão e alta temperatura. O segundo passo é conectar o suporte do núcleo às bombas de controle de alta pressão e alta temperatura e ao reator usando tubulação de pico flexível.

Em seguida, a pressão e a temperatura no sistema são apagadas para as do representante. As condições e fluidos subterrâneos são equilibrados e injetados no espaço poroso da rocha. Em última análise, condição do reservatório.

A micro tomografia computadorizada é usada para mostrar a quantidade e a distribuição de dióxido de carbono mantido no lugar como uma fase residual presa após a injeção de salmoura. Este método pode ajudar a responder a questões-chave no campo do escoamento multifásico em meios porosos, como determinação da saturação residual para aprisionamento capilar e medições de usabilidade e ângulo de contato. Embora este método possa fornecer informações sobre sistemas de rocha de salmoura de CO2 supercríticos com aplicação na captura e armazenamento de carbono, ele também pode ser usado para sistemas de rocha de salmoura de hidrocarbonetos para estudar fenômenos relacionados à recuperação aprimorada de petróleo e recursos internacionais.

A demonstração visual desse método é crítica, pois as etapas de preparação da amostra e montagem do núcleo são difíceis de aprender. Isso ocorre porque a relação entre o conjunto do núcleo, o núcleo, a luva de confinamento e os vários envoltórios de alumínio é complicada. Para iniciar este procedimento, teste cuidadosamente as conexões do equipamento quanto a vazamentos de fluido.

Em seguida, coloque a salmoura na base do reator. Enrole o aquecedor flexível ao redor da célula de fluxo Depois disso, construa as conexões de extremidade de metal removendo a rosca da extremidade de um oitavo de polegada de uma conexão redutora de um 16º de polegada para uma conexão redutora de um oitavo de polegada. Em seguida, corte pequenas ranhuras na face da extremidade de um oitavo de polegada da conexão para distribuir o dióxido de carbono injetado por toda a face do núcleo.

Posteriormente, passe o termopar de alta pressão pelas partes finais de metal da célula de microfluxo, sele o termopar usando os ferais e porcas de um quarto de polegada, de modo que a junção quente fique adjacente à face da porca do núcleo dentro do anel confinante da célula L. Em seguida, perfure a amostra desejada em um núcleo de 6,5 milímetros de diâmetro e 30 milímetros a 50 milímetros de comprimento. R nas extremidades do núcleo plano para garantir uma boa conexão com as peças finais de metal. Em seguida, embrulhe este núcleo em papel alumínio.

Em seguida, coloque-o dentro de uma luva de elastômero de polímero de flúor. Depois disso, conecte as extremidades da luva de elastômero às conexões de metal. Adicione outro envoltório de folha de alumínio ao exterior da luva de elastômero antes de colocar a junção quente do termopar próximo à face de entrada do núcleo e adicionar um envoltório final de folha de alumínio.

Isso forma o conjunto do núcleo. Agora monte a célula de microfluxo com o conjunto do núcleo selado dentro dela. Conecte a célula ao estágio dentro do gabinete do micro CT usando um grampo montado na parte superior do estágio de TC rotacional.

Neste procedimento, feche todas as válvulas, exceto as válvulas um, dois e três. Depois disso, carregue o dióxido de carbono do cilindro na bomba um e no reator. Em seguida, feche a válvula um.

Aumente lentamente a temperatura e a pressão do reator para o desejado para o fluido poroso vigorosamente. Misture o fluido dos poros por pelo menos 12 horas para garantir que todas as fases estejam em equilíbrio químico antes da injeção. Em seguida, abra a válvula 14 e carregue o fluido confinante na bomba três.

Em seguida, feche-o e abra as válvulas 12 e 13. Pressurize o anel confinante da célula a pelo menos 10% mais alto do que a pressão do fluido poroso proposta. Depois disso, abra a válvula 11.

Carregue a salmoura na bomba dois e feche-a. Posteriormente, abra as válvulas nove, oito e seis. Pressurizar lentamente o espaço poroso da rocha até que esteja à pressão desejada do fluido poroso e preencher o espaço poroso da amostra com salmoura que não tenha sido equilibrada com dióxido de carbono supercrítico.

Agora, abra a válvula quatro mais mais de 1000 volumes pobres de salmoura equilibrada através do núcleo, reabastecendo a bomba dois a uma taxa de fluxo constante neste procedimento após 10 volumes de poros de dióxido de carbono supercrítico através do núcleo a uma taxa de fluxo muito baixa, garantindo um baixo número capilar de cerca de 10 a menos seis continuamente. Faça projeções 2D para medir com precisão o volume total injetado enquanto o dióxido de carbono supercrítico está deslocando a salmoura no espaço dos poros. Passe outros 10 volumes de salmoura equiparada pelo núcleo na mesma baixa taxa de fluxo, resultando no aprisionamento de dióxido de carbono supercrítico como uma fase residual no espaço poroso.

Depois disso, faça algumas varreduras da amostra para obter imagens da drenagem ou inibição. Use um tamanho de voxel tal que todo o diâmetro do núcleo caiba dentro do campo de visão. Em seguida, reconstrua os exames usando o programa de reconstrução tomográfica.

Reconstrua os volumes compostos unindo várias seções sobrepostas que são necessárias sequencialmente. A imagem mostrada aqui é uma renderização 3D do núcleo após a drenagem, onde cada cluster de fases não umedecedoras recebe uma cor diferente. Essas cinco imagens mostram uma renderização 3D do mesmo núcleo após cinco experimentos de inibição separados, enquanto a grande gama de cores indica uma fase residual mal conectada.

Esta é uma seção transversal do núcleo após a drenagem. A fase mais escura é o dióxido de carbono supercrítico. A fase intermediária é a salmoura, e a fase mais leve é o grão de rocha, e esta é uma seção transversal do núcleo.

Após a inibição, a escala da lei de potência da distribuição do tamanho dos gânglios residuais é mostrada aqui. Uma vez dominada, essa técnica pode ser feita em cerca de duas horas se executada corretamente. Lembre-se de que trabalhar com o equipamento em alta pressão e temperaturas pode ser extremamente perigoso, portanto, precauções como treinamento adequado e certificação de equipamentos devem ser tomadas antes de realizar o procedimento experimental.