在此背景下，实验室液压系统的基本功能是在岩心夹持器上产生并维持恒定的围压。通过使用高性能液压泵施加外力，该系统有效地复制了岩层在地下深处所承受的上覆岩层应力。这确保了实验岩心样品在整个模拟过程中保持在真实的应力场下受到物理约束。
通过维持恒定的围压，液压系统为岩心样品创造了一个真实的地质力学环境。这种上覆岩层应力的模拟对于捕捉准确的注入递减曲线和可靠地计算井阻和井壁摩阻系数至关重要。
模拟井下条件
复制上覆岩层应力
液压系统的主要机械目标是模拟地球的重量。
在储层中，岩石受到上方岩层的压缩。液压系统通过对岩心夹持器施加恒定的外部压力来模仿这一点，确保岩石样品在深井中的行为与实际情况一致。
建立真实的应力场
没有这种外部压力，岩心样品将处于一种不反映现实的松弛状态。
液压系统确保样品受到真实的应力场。这使得研究人员能够观察岩石结构在实际储层条件下对二氧化碳注入的反应。
确保数据完整性
捕获渗透率损伤
实验旨在测量二氧化碳注入如何改变岩石，特别是寻找渗透率（损伤）的变化以及由此产生的井壁摩阻系数。
由于岩石渗透率在应力下会发生显著变化，液压系统允许观察在加压环境下发生的渗透率损伤，而不仅仅是在开放实验室环境中的情况。
获取准确的递减曲线
这些实验的最终输出涉及分析注入递减曲线。
文本表明，维持应力场是实现准确注入递减曲线数据采集的具体机制。没有液压系统的稳定，这些数据很可能会被歪曲或无效。
操作关键性和权衡
恒定压力的必要性
模拟的有效性完全取决于液压泵的稳定性。
系统必须提供恒定的压力，而不是波动的压力。如果液压系统允许围压变化，“上覆岩层应力”模拟就会失败，引入扭曲井壁摩阻系数计算的变量。
实验伪影的风险
如果应力场未得到维持，数据可能反映的是设备的局限性，而不是岩石的性质。
研究人员必须确保液压系统足够强大，能够在整个二氧化碳注入过程中维持压力，以防止井阻出现错误读数。
确保实验成功
为确保您的模拟产生有效的井壁摩阻系数和井阻数据，请考虑以下战略重点：
- 如果您的主要关注点是地质力学精度：确保液压泵经过校准，能够施加与模拟储层目标深度相匹配的特定围压。
- 如果您的主要关注点是数据精度：监测液压系统，以验证在注入阶段外部压力是否绝对恒定，从而验证递减曲线数据。
液压系统不仅仅是一个泵；它是连接实验室实验与地下储层物理现实的关键组成部分。
总结表：
| 特征 | 在二氧化碳注入模拟中的功能 | 对数据准确性的影响 |
|---|---|---|
| 围压 | 复制地球重量产生的上覆岩层应力 | 确保岩心样品的实际地质力学状态 |
| 应力场稳定性 | 对岩心夹持器施加恒定的外力 | 防止注入递减曲线数据出现伪影 |
| 渗透率追踪 | 观察岩石结构在压力下的变化 | 捕获实际的渗透率损伤和井壁摩阻系数 |
| 液压精度 | 防止注入过程中的压力波动 | 验证井阻和储层健康状况的计算 |
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参考文献
- Amin Shokrollahi, Pavel Bedrikovetsky. CO2 Storage in Subsurface Formations: Impact of Formation Damage. DOI: 10.3390/en17174214
本文还参考了以下技术资料 Kintek Press 知识库 .
