高温高圧二次元物理シミュレーション実験装置

高温高圧二次元物理シミュレーション実験装置石油・ガス開発、二酸化炭素地質封止分野に向けた高精度室内物理シミュレーション科学研究設備であり、コアは地下地層の原位置高温、高圧、密閉の真実な地質環境を正確に再現するために用いられる。装置は二次元可視化シミュレーション技術に依拠して、地層水区、ガス区、石油・ガス共存区の地質賦存状態を完全に還元でき、石油・ガス貯蔵開発、二酸化炭素地質封じ込め、炭素駆動石油・ガスの効率化などの一連の物理シミュレーション実験を精確に展開すると同時に、全過程を自動化してリアルタイムモニタリング、連続収集、精確記録実験の全過程の流体輸送、圧力変化、飽和度進化などの核心データを行い、伝統的な実験設備の稼働状況が単一で、データ面があり、地層の真実な開発過程を還元できない技術短板を解決し、石油・ガス地質開発と炭素封じ込め技術研究の核心実験装備である。

この装置は運転状況の適合性と実験の汎用性を備え、異なる埋蔵深さ、異なる空隙度、異なる透過率、異なる不均質性の各種類の埋蔵層地質条件を柔軟にシミュレーションでき、通常の砂岩埋蔵層、緻密埋蔵層、炭酸塩岩埋蔵層などの多種の石油・ガス埋蔵層タイプをカバーする。開発方式のシミュレーション面では、伝統的な水駆動ガス、水駆動油、ガス水の交互注水結合などの通常の油ガス開発技術の動態過程を正確に再現することができるだけでなく、二酸化炭素地質封止、二酸化炭素駆動油の効率化などの新型低炭素開発技術のシミュレーション実験を特別に展開することができる。地下流体の置換、輸送、凝集、拡散の全過程をリアルに還元することを通じて、二酸化炭素封止過程における吸着、溶解、封止安定メカニズム、及び二酸化炭素の油駆動過程における粘性降下、混相、エッジ拡張の効果増加メカニズムを効果的にシミュレーションし、油・ガス埋蔵のために採集率を高め、 CCUS（炭素捕集、利用と封止）技術の開発はコア実験支持を提供する。

実験モニタリングとデータ収集の面では、装置は高精度全域モニタリングシステムを搭載し、リアルタイムで実験モデル内部を動的に捉えることができる油気水三相飽和度場、地層圧力場の空間分布特徴と時系列変化規則、全過程で二酸化炭素、原油、地層水の注入、輸送、置換、全過程変化データを精確に追跡した。従来の単点モニタリング装置と異なり、この装置は二次元平面全域の可視化モニタリングを実現でき、貯蔵層内部の流体分布の変化、優位性浸透流通路の形成、余剰油分布の特徴、二酸化炭素封じ込め拡散範囲などの重要な進化過程を完全に呈し、実験室スケールで真に実現することができる。1：1現場の石油貯蔵開発、二酸化炭素地質封入の完全な動態過程を還元し、現場の鉱山モニタリングが地下貯蔵層の変化を直感的に観測できない短板を補う。

豊富なシミュレーション実験機能と正確なデータサポートに基づいて、この装置は複数のコア科学研究を展開することができる。一方、複雑な貯留層における二酸化炭素の浸出特性、流体置換特徴、多相流体結合移動規則を深く分析することができ、システムは二酸化炭素の油駆動、炭素封止及び石油・ガスの効率化の核心作用メカニズムを明らかにする、一方、石油・ガス開発の重要なプロセスパラメータを的確に最適化することができ、補助採油方式の好ましい、油田井戸網の配置、井戸型構造の最適化、地層圧力の保持レベル、注採速度、注入配合比などの核心プロセス指標を含む。複数組の対照シミュレーション実験を通じて、開発方案を選別し、標準化、着地可能な鉱山開発技術体系を形成し、油田の現場生産作業を直接指導し、効果的に石油・ガス資源の採集率を高め、開発コストを下げ、油田の高効率、低炭素、インテリジェント化開発を支援する。

コア炭素駆動、水駆動実験のほか、この装置は多型石油ガスを配合して採集率を高める室内実験研究に適しており、水区の通常の駆動代替実験、化学剤の油駆動実験、泡の油駆動実験、多媒体複合油駆動実験などの多元化実験シーンを全面的にカバーすることができる。実験媒体の切り替え、温圧モードの調整、異なる実験モジュールのマッチングを通じて、単一の置換駆動、複合置換駆動、動的圧力置換などの多種の実験モードを実現でき、通常の石油ガス、非通常の石油ガス、低炭素開発などの多分野の科学研究需要に適し、実験カバー面積が広い。

設備全体の採用モジュール化された独立した統合設計全体システムは注水システム、モデルシステム、計量システム、管匯流路システム、データ収集処理システムの5つのコアモジュールに分けられ、各モジュールは構造が独立し、機能が専一で、柔軟に配置でき、優れた拡張性と適応性を備えている。各モジュールは互いに干渉せず、独立に運行し、同時に標準化インタフェースの連動協力を通じて、異なる実験方案、異なる地質状況、異なる研究方向に基づいて、モジュールの配置を柔軟に増減、置換、調整し、自由に実験フローと実験モードを切り替え、常規石油ガス開発シミュレーション、非常規貯蔵層開発シミュレーション、二酸化炭素封入シミュレーション、複合駆動シミュレーションなどの差異化実験機能を迅速に実現し、設備利用率と実験研究開発効率を大幅に向上させることができる。

その中で、注水システムは定電圧、定電流、定量精確な注水を実現でき、注入速度と注入圧力を制御調節でき、地層注水開発状況を安定的にシミュレーションすることができる、モデルシステムは異なる物性、異なるサイズの貯蔵層物理モデルを搭載し、各種類の地下貯蔵層構造と地質特徴を正確に還元することができる、計量システムは高精度流体計量機能を備え、注入、採掘された油ガス水及び二酸化炭素媒体の流量、体積、品質データを正確に統計でき、実験データの正確で信頼性を保障する。管匯流路システムは各種制御弁、耐圧管路、調圧モジュールを集積し、流体注入路、制御システム圧力を柔軟に切り換えることができ、多媒体、多流路の実験需要に適している、データ収集処理システムはリアルタイムで全域モニタリングデータを集約、整理、分析し、自動的に圧力、彩度の時系列変化曲線を生成し、実験過程の可視化、データ結果のデジタル化を実現し、科学研究分析、方案の最適化、技術の着地に全面的で正確なデータサポートを提供することができる。