Водохранилище Состояние пор масштаб Визуализация нескольких жидких фаз, используя рентгеновский микротомография

Целью этой процедуры является неинвазивное изображение множественных флюидных фаз в поровом пространстве породы при реалистичных условиях температуры и давления, аналогичных тем, которые имеют место в подземных резервуарах и водоносных горизонтах. Это достигается путем тщательной сборки керна в сборе и помещения его в держатель керна с высоким давлением и высокой температурой. Вторым шагом является прикрепление держателя активной зоны к насосам высокого давления и высокотемпературному контролю и реактору с помощью гибких трубок с пиковым управлением.

Далее давление и температура в системе стираются до давления и температуры представителя. Подповерхностные условия и флюиды уравновешиваются и закачиваются в поровое пространство породы. В конечном счете, состояние пласта.

Микрокомпьютерная томография используется для отображения как количества, так и распределения углекислого газа, удерживаемого на месте в виде захваченной остаточной фазы после введения рассола. Этот метод может помочь ответить на ключевые вопросы в области многофазного течения в пористых средах, такие как определение остаточного насыщения для захвата капилляров и износостойкости, а также измерение угла контакта. Хотя этот метод может дать представление о сверхкритических системах соляных пород CO2 применительно к улавливанию и хранению углерода, он также может быть использован для систем углеводородных соляных пород для изучения явлений, связанных с повышением нефтеотдачи и международных ресурсов.

Визуальная демонстрация этого метода имеет решающее значение, поскольку этапы подготовки образцов и сборки керна сложны для изучения. Это связано с тем, что отношения между узлом сердечника, сердечником, ограничивающей втулкой и несколькими алюминиевыми оболочками сложны. Чтобы начать эту процедуру, тщательно проверьте соединения оборудования на наличие утечек жидкости.

Далее поместите рассол в основание реактора. Оберните гибкий нагреватель вокруг проточной ячейки После этого соберите металлические концевые фитинги, удалив резьбу от конца одной восьмой дюйма от одного 16-го дюйма до одной восьмой дюйма переходного фитинга. Затем вырежьте небольшие канавки на лицевой стороне конца фитинга в одну восьмую дюйма, чтобы распределить впрыскиваемый углекислый газ по всей поверхности сердечника.

Затем пропустите термопару высокого давления через металлические торцевые части микропроточной ячейки, герметизируйте термопару с помощью четвертьдюймовых фералей и гаек, чтобы горячий спай располагался рядом с гаечной поверхностью ядра в ограничивающем кольце ячейки L. Затем просверлите нужный образец в керне диаметром 6,5 миллиметров и длиной от 30 до 50 миллиметров. R вниз по концам сердечника плоско, чтобы обеспечить хорошее соединение с металлическими торцами. Затем оберните эту сердцевину в алюминиевую фольгу.

Затем поместите его в рукав из фторполимерного эластомера. После этого соедините концы эластомерной втулки с металлическими торцевыми фитингами. Добавьте еще одну пленку из алюминиевой фольги на внешнюю сторону эластомерной втулки, прежде чем поместить горячее соединение термопары рядом с входной поверхностью сердечника, и добавьте окончательную обертку из алюминиевой фольги.

Так образуется стержневая сборка. Теперь соберите микропроточную ячейку с герметичной внутренней сборкой. Подключите ячейку к столику в корпусе микрокомпьютерной томографии с помощью зажима, установленного в верхней части вращающегося каскада компьютерной томографии.

В этой процедуре закройте все клапаны, кроме первого, второго и третьего. После этого загрузите углекислый газ из баллона в насос номер один и реактор. Затем закройте первый клапан.

Медленно и энергично повышайте температуру и давление в реакторе до желаемого для пористой жидкости. Перед инъекцией перемешивайте пористую жидкость в течение не менее 12 часов, чтобы убедиться, что все фазы находятся в химическом равновесии. Затем откройте клапан 14 и загрузите удерживающую жидкость в насос номер три.

Затем закройте его и откройте клапаны 12 и 13. Нагнетайте давление в ограничивающем кольце клетки как минимум на 10% выше предполагаемого давления пористой жидкости. После этого откройте клапан 11.

Загрузите рассол во второй насос и закройте его. Впоследствии откройте клапаны девятый, восьмой и шестой. Медленно нагнетайте давление в поровом пространстве породы до тех пор, пока оно не достигнет желаемого давления поровой жидкости, и заполните поровое пространство образца рассолом, который не был уравновешен сверхкритическим углекислым газом.

Теперь откройте клапан четыре плюс более 1000 плохих объемов уравновешенного рассола через активную зону, наполнив насос номер два с постоянной скоростью потока в этой процедуре мимо 10 пор сверхкритического углекислого газа через ядро с очень низкой скоростью потока, обеспечивая низкое число капилляров от около 10 до минус шести непрерывно. Используйте 2D-проекции, чтобы точно измерить общий объем впрыскиваемого углекислого газа, в то время как сверхкритический углекислый газ вытесняет рассол в поровом пространстве. Пропустите еще 10 объемов приравненного рассола через керн с той же низкой скоростью потока, что приведет к захвату сверхкритического углекислого газа в качестве остаточной фазы в поровом пространстве.

После этого сделайте несколько сканирований образца, чтобы визуализировать дренаж или торможение. Используйте размер вокселя таким образом, чтобы весь диаметр ядра помещался в поле зрения. Затем реконструируйте сканы с помощью программы томографической реконструкции.

Восстановите составные объемы, сшив вместе несколько перекрывающихся секций, которые требуются последовательно. Показанное здесь изображение представляет собой 3D-визуализацию керна после дренажа, где каждому кластеру фаз, не смачивающихся, присваивается другой цвет. Эти пять изображений показывают 3D-рендеринг одного и того же ядра после пяти отдельных экспериментов по ингибированию, в то время как большой диапазон цветов указывает на плохо связанную остаточную фазу.

Это поперечное сечение ядра после дренажа. Самая темная фаза – это сверхкритический углекислый газ. Промежуточная фаза – это рассол, а самая легкая фаза – каменное зерно, а это сечение керна.

После ингибирования показано степенное масштабирование распределения размеров остаточных ганглиев по размерам. После освоения этой техники ее можно выполнить примерно за два часа, если она выполнена правильно. Помните, что работа с оборудованием при высоком давлении и температуре может быть чрезвычайно опасной, поэтому перед проведением экспериментальной процедуры необходимо принять меры предосторожности, такие как соответствующее обучение и сертификация оборудования.