一种计算CO2埋存过程对甲烷的置换效率的方法

本发明涉及co2埋存与应用(ccus)开发，特别涉及一种计算co2埋存过程对甲烷的置换效率的方法。

背景技术：

1、

2、封存地质场所主要包括：枯竭油气藏、深部咸水层、难以开采的煤层，其中枯竭油气藏封存运用较为广泛，现已在矿场实现先导试验研究。国内外大量文献也表明，向地层注入co2，不仅能够通过封存手段改善温室效应，还能够提高油气藏后期采收率，增加油田经济效益，具有一定的经济价值和巨大的生态环境效益。与此同时，以枯竭气藏为co2埋存场所时，由于甲烷与co2在地层水中的溶解度不同，co2埋存过程中将会置换出枯竭气藏中剩余的甲烷，将会进一步增加co2地质封存的经济价值。

3、目前，有关co2地质封存过程中置换甲烷能力的方法研究较少，缺少定量的实验数据。因此亟需一种方法，计算co2埋存过程对甲烷的置换效率，评价在地层压力条件下co2置换甲烷的能力，方便在后续的co2埋存方案设计中及时调整参数，有利于现场的高效施工与co2地质封存的经济效益的提高。

技术实现思路

1、针对上述问题，本发明旨在提供一种计算co2埋存过程对甲烷的置换效率的方法。

2、本发明的技术方案如下：

3、一种计算co2埋存过程对甲烷的置换效率的方法，包括以下步骤：

4、s1：获取目标co2埋存储层的地层水样品和岩心样品，并测得所述地层水样品和所述岩心样品的基础物性；

5、s2：在地层条件下采用所述地层水样品对所述岩心样品进行地层水饱和，获得饱和地层水的岩心样品，并测得所述饱和地层水的岩心样品的质量m1；

6、s3：在地层条件下使用甲烷驱替所述饱和地层水的岩心样品，获得束缚水饱和度状态下的岩心样品，并测得所述束缚水饱和度状态下的岩心样品的质量m2；

7、在地层温度条件下，测量不同压力条件下甲烷在所述地层水样品中的溶解度，得到相关系数a和相关系数b；

8、s4：在地层条件下使用co2驱替所述束缚水饱和度状态下的岩心样品，获得co2驱替出的气体样品，并测量所述co2驱替出的气体样品的体积v3以及其中的甲烷含量占比c；

9、s5：建立co2埋存过程对甲烷的置换效率计算模型，并根据所述co2埋存过程对甲烷的置换效率计算模型，结合步骤s1-s4获得的参数，计算目标co2埋存储层的co2埋存过程对甲烷的置换效率。

10、作为优选，步骤s1中，所述地层水样品的基础物性包括地层水的密度，所述岩心样品的基础物性包括岩心的长度、岩心的直径以及岩心的孔隙度。

11、作为优选，步骤s3中，所述相关系数a和相关系数b通过下式拟合获得：

12、ω＝apb (1)

13、式中：ω为甲烷在地层水样品中的溶解度，cm3/cm3；p为压力，mpa。

14、作为优选，步骤s5中，所述co2埋存过程对甲烷的置换效率计算模型为：

15、

16、式中：为co2埋存过程对甲烷的置换效率，％；p1为地面标准压力，mpa；z2为地层条件下甲烷的偏差因子，无量纲；t2为地层温度，k；ρw为地层水样品的密度，g/cm3；p2为地层压力，mpa；z1为地面标准状态下的偏差因子，无量纲；t1为地面标准温度，k；r为岩心样品的半径，cm；h为岩心样品的长度，cm；θ为岩心样品的孔隙度，无量纲。

17、本发明的有益效果是：

18、本发明建立的co2埋存过程对甲烷的置换效率计算模型，以地层条件下获得的参数作为基础数据，其能够准确计算获得co2地质封存过程中对甲烷的置换效率。其能够解决国内外关于co2封存过程中对甲烷的置换效率的问题，其结果更加合理可靠，能够很好的满足合理规划co2埋存场所并增加co2埋存的经济效益的需要。另外，本发明还可推广用于计算co2驱油过程中对地层水中溶解的甲烷的置换能力的计算，具有广泛的应用价值。

技术特征：

1.一种计算co2埋存过程对甲烷的置换效率的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的计算co2埋存过程对甲烷的置换效率的方法，其特征在于，步骤s1中，所述地层水样品的基础物性包括地层水的密度，所述岩心样品的基础物性包括岩心的长度、岩心的直径以及岩心的孔隙度。

3.根据权利要求1所述的计算co2埋存过程对甲烷的置换效率的方法，其特征在于，步骤s3中，所述相关系数a和相关系数b通过下式拟合获得：

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的计算co2埋存过程对甲烷的置换效率的方法，其特征在于，步骤s5中，所述co2埋存过程对甲烷的置换效率计算模型为：

技术总结本发明公开了一种计算CO<subgt;2</subgt;埋存过程对甲烷的置换效率的方法，包括以下步骤：S1：获取地层水和岩心样品，并测得其基础物性；S2：在地层条件下进行地层水饱和，获得饱和地层水的岩心样品及其质量m<subgt;1</subgt;；S3：在地层条件下进行甲烷驱替，获得束缚水饱和度状态下的岩心样品及其质量m<subgt;2</subgt;；在地层温度条件下，测量不同压力条件下甲烷的溶解度，得到相关系数A和B；S4：在地层条件下使用CO<subgt;2</subgt;驱替，测量驱替出的气体样品的体积V<subgt;3</subgt;以及其中的甲烷含量占比C；S5：建立CO<subgt;2</subgt;埋存过程对甲烷的置换效率计算模型，计算CO<subgt;2</subgt;埋存过程对甲烷的置换效率。本发明能够计算储层在地层温度压力条件下CO<subgt;2</subgt;对甲烷的置换效率，且结果更加合理可靠，能够为CO<subgt;2</subgt;埋存的效益最大化提供技术支持。技术研发人员：汤勇,唐良睿,王宁,何佑伟,单雨婷,秦佳正受保护的技术使用者：西南石油大学技术研发日：技术公布日：2024/6/13