1.一种CO2驱替模拟试验方法,其特征在于,所使用的试验装置包括:用于盛装岩样和施加压力脉冲的模型系统(1)、用于向模型系统(1)提供试验用气体的气体控制系统(2)、用于控制模型系统(1)温度并使其保持恒温的温度控制系统(3)、用于向模型系统(1)内岩心夹持器施加围压和轴压的三轴加载系统(4)、用与对试验装置抽真空的抽真空系统(5)、用于收集并检测试验后气体组分的气体样品采集系统(6)和电气控制及监控系统;具体步骤如下:
a)试样装罐:对岩样进行平衡水分或平衡油分处理;接通模型系统(1)、气体控制系统(2)、温度控制系统(3)、三轴加载系统(4)、抽真空系统(5)、气体样品采集系统(6)和电气控制及监控系统的管路和线路;打开岩心夹持器(1.1),将用游标卡尺测量过的岩样放入岩心夹持器(1.1)的样品室内,放入前,在岩样上放置应变片,放置好后,将密封好的岩心夹持器(1.1)放置在温度控制系统(3)内的电加热套内;
b)气密性检查:由环压跟踪泵(4.2)对岩心夹持器(1.1)加围压至2MPa;打开除阀门七(2.82)、阀门八(2.83)和阀门十五(2.90)之外的所有阀门,向试验装置内注入高纯氦气,将装置内部的空气替换出去;关闭所有阀门,打开除阀门六(2.81)、阀门七(2.82)、阀门八(2.83)和阀门十五(2.90)外的所有阀门,启用真空泵(5.1)对装置进行抽真空;关闭所有阀门,运行控制软件,对岩心夹持器(1.1)加热至试验温度;打开阀门六(2.81)、阀门十(2.85)、阀门十三(2.88)、阀门十六(2.91)和阀门一(1.61),向上游参考缸(1.21)内注入高纯氦气,使上游参考缸(1.21)内的压力高于试验最高压力1MPa,关闭阀门十六(2.91),打开阀门二(1.62),使上游参考缸(1.21)和岩心夹持器(1.1)的样品室之间压力平衡,同时增加围压和轴压,保证注入压力和围压、轴压同时升高至试验要求压力,关闭阀门一(1.61);打开阀门十六(2.91)、阀门三(1.63)和阀门四(1.64),向下游参考缸(1.22)内注入高纯氦气,使下游参考缸(1.22)内的压力高于试验最高压力1MPa,关闭阀门十六(2.91),使下游参考缸(1.22)和岩心夹持器(1.1)的样品室之间压力平衡,同时增加围压和轴压,保证注入压力和围压、轴压同时升高至试验要求压力,关闭阀门二(1.62)、阀门三(1.63)和阀门四(1.64);采集上游参考缸(1.21)、下游参考缸(1.22)和岩心夹持器内的压力数据,观察压力是否平稳;若压力平稳,将装置内的气体泄放掉,同时卸掉围压,若压力不平稳,重复步骤a);
c)进行驱替模拟:
①由环压跟踪泵(4.2)向岩心夹持器(1.1)加围压至2MPa,打开除阀门六(2.81)、阀门七(2.82)、阀门八(2.83)和阀门十五(2.90)外的所有阀门,启用真空泵(5.1)对装置进行抽真空;运行控制软件,打开阀门八(2.83),向装置内注入少量纯度为99.99%的高纯甲烷,清洗管路;再抽真空,注入甲烷清洗管路,重复3‑5次,确保装置内的氦气清洗干净;
②关闭所有阀门,设置并调节温度控制系统的温度,使岩心夹持器(1.1)的温度稳定在试验设计温度;
③打开阀门八(2.83)、阀门十(2.85)、阀门十三(2.88)、阀门十六(2.91)、阀门二(1.62)、阀门三(1.63)和阀门四(1.64),向下游参考缸(1.22)内注入甲烷气体,使其压力达到试验设计压力,关闭阀门十六(2.91)和阀门二(1.62),使下游参考缸(1.22)和岩心夹持器(1.1)样品室二者压力平衡,同时增加围压和轴压;
④停止注入气体,待岩心夹持器(1.1)内的压力和围压、轴压稳定;若岩心夹持器(1.1)内的压力下降,重复步骤③,直至岩心夹持器(1.1)样品室内的压力及围压、轴压稳定在试验设计压力;
⑤关闭阀门八(2.83),打开阀门七(2.82)、阀门十六(2.91)和阀门一(1.61),向上游参考缸(1.21)内注入CO2,使其内的CO2注入压力高于岩心夹持器(1.1)和下游参考缸(1.22)内的甲烷气体压力,使其达到试验设计入口压力;
⑥关闭阀门十六(2.91),停止注入气体,打开阀门二(1.62),使上游参考缸(1.21)、岩心夹持器(1.1)样品室和下游参考缸(1.22)之间连通;
⑦启动控制软件采集时间、岩心夹持器(1.1)样品室内的压力、温度、应力‑应变、两个参考缸内的压力及压差的试验数据,并形成数据文件;若试验过程中,上游参考缸(1.21)内的压力有明显的下降,即超过试验设计入口压力的5%,及时向上游参考缸(1.21)内补充CO2,以维持压力稳定;
⑧关闭所有阀门,调节背压阀(6.5)的压力,打开阀门三(1.63)、阀门四(1.64)、阀门二十四(6.76)、阀门二十一(6.73)和阀门十九(6.71),使气体依次通过背压阀(6.5)、气液分离器(6.4)、干燥器(6.3)、气体流量计五(6.22)后进入气相色谱仪(6.1),获得岩心夹持器(1.1)或者下游参考缸(1.22)内气体组分分析结果;
d)试验系统清理:试验结束后,打开除阀门六(2.81)、阀门七(2.82)和阀门八(2.83)之外的所有阀门,对装置内的气体进行泄放,同时将岩心夹持器(1.1)内的围压及轴压卸掉;
解除管路及线路连接,冷却降温;取出岩心夹持器(1.1)样品室内的岩样,将装置的各元件归类放好。
2.根据权利要求1所述的一种CO2驱替模拟试验方法,其特征是:装置中所有的压力传感器和压差传感器的精度为0.05%,灵敏度为±0.05F.S;气体控制系统(2)内的恒温水浴(2.5)的控温精度为±0.1℃,工作温度为150℃,气体增压泵(2.7)的增压比为100:1;三轴加载系统(4)内环压跟踪泵(4.2)的流量精度为0.001ml/min、液压伺服仪(4.1)的轴向负荷精度为±1%;模型系统(1)内的应变测试仪(1.5)的测量精度为0.2%±2με;温度控制系统(3)内的温度传感器的测量精度为0.1℃。
3.根据权利要求1或2所述的一种CO2驱替模拟试验方法,其特征是:在模型系统(1)内岩心夹持器(1.1)和上游参考缸(1.21)、下游参考缸(1.22)保压过程中,管路和容器密封圈无泄漏时,压力波动范围在0.05MPa以下,温度波动在0.5℃以内。