[發(fā)明專利]一種油氣成藏模擬實(shí)驗(yàn)裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210292729.1
• 申請日: 2012-08-16
• 公開（公告）號(hào): CN103590821A
• 公開（公告）日: 2014-02-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孟慶強(qiáng);金之鈞;孫冬勝;朱東亞;汪新偉;沃玉進(jìn);孫宜樸;胡宗全;周雁
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油勘探開發(fā)研究院
• 主分類號(hào): E21B49/00
• 分類號(hào): E21B49/00
• 代理公司: 北京思創(chuàng)畢升專利事務(wù)所 11218
• 代理人: 郭韞

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于石油與天然氣勘探領(lǐng)域，具體涉及一種油氣成藏模擬實(shí)驗(yàn)裝置及方法。

背景技術(shù)

有機(jī)質(zhì)熱模擬實(shí)驗(yàn)技術(shù)是石油地質(zhì)學(xué)研究中常用的成熟技術(shù)，通過模擬實(shí)驗(yàn)，可以確定有機(jī)質(zhì)的生烴潛力，有機(jī)質(zhì)的生烴模式以及有機(jī)質(zhì)初次生烴之后的演化過程，并可以模擬儲(chǔ)積層在地質(zhì)條件下發(fā)生物性改變的過程。但目前的熱模擬實(shí)驗(yàn)技術(shù)，其原理為地質(zhì)漸變過程，即模擬的地質(zhì)事件，特別是油氣成藏過程是逐漸過渡的。但真實(shí)的地質(zhì)條件下，在有機(jī)質(zhì)生烴過程中會(huì)伴隨著突發(fā)事件，其中最重要的突發(fā)事件為深部流體活動(dòng)。深部流體活動(dòng)可以向沉積盆地內(nèi)輸入大量的深源物質(zhì)，并為有機(jī)質(zhì)生烴提供熱源，并且，深部流體活動(dòng)對(duì)儲(chǔ)積層具有明顯地改造作用。盡管現(xiàn)在已經(jīng)通過模擬實(shí)驗(yàn)證實(shí)了深部流體對(duì)有機(jī)質(zhì)生烴的影響作用，但采用的模擬實(shí)驗(yàn)都是以漸變式地質(zhì)演化過程為理論依據(jù)，與真實(shí)地質(zhì)條件下的突變式地質(zhì)事件不相符，因此，需要開發(fā)以突變論為指導(dǎo)思想的模擬實(shí)驗(yàn)技術(shù)及裝置，以更加真實(shí)地還原有機(jī)質(zhì)生烴的地質(zhì)過程。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的難題，提供一種油氣成藏模擬實(shí)驗(yàn)裝置及方法，以突變論為指導(dǎo)思想，模擬突發(fā)性地質(zhì)事件對(duì)油氣生成與儲(chǔ)層影響，真實(shí)地模擬真實(shí)地質(zhì)條件下，受突發(fā)性地質(zhì)事件影響的油氣成藏過程，為評(píng)價(jià)突發(fā)性地質(zhì)事件對(duì)含油氣盆地內(nèi)有機(jī)質(zhì)的總生烴量、液態(tài)烴與氣態(tài)烴的生烴量的影響，進(jìn)而對(duì)含油氣盆地內(nèi)的油氣資源評(píng)價(jià)提供可靠的理論依據(jù)。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種油氣成藏模擬實(shí)驗(yàn)裝置，包括模擬反應(yīng)系統(tǒng)與外源物質(zhì)加載系統(tǒng)，所述模擬反應(yīng)系統(tǒng)與外源物質(zhì)加載系統(tǒng)通過緊固螺絲108連接；

所述模擬反應(yīng)系統(tǒng)包括反應(yīng)釜101和加熱部件，所述加熱部件對(duì)反應(yīng)釜101進(jìn)行加熱；

所述外源物質(zhì)加載系統(tǒng)包括密閉容器106，在所述密閉容器106內(nèi)設(shè)有與其同軸線的密封活塞105；所述密封活塞105將密閉容器106的內(nèi)腔分隔為上腔和下腔，外源物質(zhì)裝在所述密閉容器106的下腔內(nèi)，通過密封活塞105的運(yùn)動(dòng)將所述外源物質(zhì)壓入所述反應(yīng)釜101中。

所述加熱部件包括加熱線圈102和電源103；所述加熱線圈102纏繞在所述反應(yīng)釜101的外表面上，所述電源103與加熱線圈102連接。

所述外源物質(zhì)加載系統(tǒng)進(jìn)一步包括螺旋旋鈕104和進(jìn)樣口109；所述密封活塞105的上端面連接有活塞桿，所述活塞桿向上伸出密閉容器106后與所述螺旋旋鈕104連接，所述螺旋旋鈕104控制密封活塞105的運(yùn)動(dòng)方向；

所述密閉容器106的下端通過管路連通進(jìn)樣口109，在該管路上設(shè)有閥門107；所述進(jìn)樣口109的下端穿入反應(yīng)釜101內(nèi)并通過緊固螺絲108固定在反應(yīng)釜101上。

所述外源物質(zhì)是固體、氣體或液體中的一種或兩種的組合或三種的組合；如果外源物質(zhì)是固體，則其粒度要小于進(jìn)樣口109的內(nèi)徑。

一種利用所述油氣成藏模擬實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)的方法包括以下步驟：

(1)裝樣：

松開緊固螺絲108，將模擬反應(yīng)系統(tǒng)與外源物質(zhì)加載系統(tǒng)分離；然后將反應(yīng)物112放入反應(yīng)釜101中，并將外源物質(zhì)裝入密閉容器106的下腔內(nèi)；最后將模擬反應(yīng)系統(tǒng)與外源物質(zhì)加載系統(tǒng)通過緊固螺絲108連接；

(2)預(yù)加熱：

根據(jù)需要研究的油氣藏的地質(zhì)特征，確定對(duì)反應(yīng)釜101加熱的時(shí)間及將密閉容器106中的外源物質(zhì)加入反應(yīng)釜101中的時(shí)間和溫度節(jié)點(diǎn)，然后開始對(duì)反應(yīng)釜101進(jìn)行預(yù)加熱；

(3)外源物質(zhì)的進(jìn)樣：

當(dāng)反應(yīng)釜101被預(yù)加熱到所述時(shí)間和溫度節(jié)點(diǎn)時(shí)，通過加熱保持該溫度，并通過對(duì)螺旋旋鈕104和閥門107的組合操作控制活塞105的位置，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)外源物質(zhì)的進(jìn)樣；

(4)繼續(xù)反應(yīng)階段：

外源物質(zhì)進(jìn)樣完畢后，關(guān)閉閥門107，使反應(yīng)釜101中的反應(yīng)物112與加入的外源物質(zhì)繼續(xù)反應(yīng)，直至達(dá)到設(shè)計(jì)的模擬反應(yīng)時(shí)間，模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)束。

所述步驟(3)包括如下步驟：

(a)裝樣準(zhǔn)備：

將所述外源物質(zhì)加載系統(tǒng)中的螺旋旋鈕104退到最大位置，此時(shí)密閉容器106的下腔體積最大，同時(shí)使閥門107處于關(guān)閉狀態(tài)；

(b)開始加入外源物質(zhì)：

打開閥門107，然后旋轉(zhuǎn)螺旋旋鈕104，使其推動(dòng)密封活塞105，進(jìn)而使密閉容器106的下腔體積減小，此時(shí)，密閉容器106中的外源物質(zhì)通過進(jìn)樣口109進(jìn)入到反應(yīng)釜101內(nèi)，外源物質(zhì)與反應(yīng)物112開始混合；

(c)外源物質(zhì)加載完畢：