[發明專利]鹽巖多場耦合長期蠕變試驗系統

有效

• 申請號: 201610269932.5
• 申請日: 2016-04-27
• 公開（公告）號: CN105758731B
• 公開（公告）日: 2018-06-22
• 發明（設計）人: 陳結;姜德義;康燕飛;周雷;劉偉;任松;王震;彭輝華;嚴蘇寧;文永江
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: G01N3/12
• 分類號: G01N3/12;G01N3/02
• 代理公司: 重慶信航知識產權代理有限公司 50218
• 代理人: 穆祥維

本發明公開了一種鹽巖多場耦合長期蠕變試驗系統，包括缸筒、加熱層、下壓頭、試件和上壓頭，試件和加熱層之間為氯化鈉壓力室；還包括軸向壓力活塞、圍壓活塞和CT成像儀；試件、軸向壓力活塞、圍壓活塞和缸筒底部設置有化學溶液通道。本發明可以將化學溶液引入試件和氯化鈉壓力室，并通過加熱層控制氯化鈉粉末的溫度，及模擬試件所受的軸向壓力和圍壓力，從而能夠更好的模擬鹽穴儲油環境，且利用氯化鈉粉作為傳壓介質，氯化鈉粉末可以提供Cl?和Na+，有利于分析鹽巖蠕變過程中的重結晶；而且其能通過CT掃描觀測互層鹽巖長期蠕變過程內部裂紋演化擴展規律，可為損傷區范圍界定及滲流模型建立提供基礎參數依據。

技術領域

本發明涉及試驗設備，特別涉及一種研究鹽巖在多場耦合作用下長期蠕變的試驗設備。

背景技術

石油作為工業的血液，在國民經濟中占據著非常重要的地位。一旦發生石油危機，將引發經濟衰退、社會動蕩等嚴重后果。中國自改革開放以來經濟一直保持高速發展，對于石油的需求也與日俱增。根據中國石油集團經濟技術研究院2016年發布的《國內外油氣行業發展報告》指出，2015年我國石油消耗量為5.43億立方米，對外依存度高達60.6％。我國油氣產能嚴重不足，必須大量依賴于進口。然而，對外石油依存度越高，我國石油市場受國際環境的影響就越大，能源潛在危機就越突出，如果在世界的政治、經濟和軍事等不利形勢的影響下，就有可能發生石油不足甚至石油危機等嚴重后果。

2015年10月23日上午，“第三屆鹽穴利用國際研討會”在北京舉辦，會上來自中國、德國、法國、奧地利的100余名專家學者圍繞“鹽穴資源的經濟開發與技術安全”主題開展了學術研討和技術交流，其中鹽穴儲油、鹽穴綜合利用等前沿問題引起了學者廣泛關注。會上，中國鹽業總公司董事長-李耀強指出，“中國雖然有著豐富的巖鹽資源，但是目前已被利用的鹽穴數量并不多，如技術方法科學正確，鹽穴利用可以提供原油、成品油、天然氣和一些工業廢料的理想存儲空間，但如方法不得當，無論是在開采的過程中，還是在儲庫的使用過程中，將成為一個安全隱患。”

鹽穴石油儲庫長期密閉性是決定鹽穴儲庫安全的關鍵問題：石油儲存是一個長期的過程，必須考慮鹽巖損傷演化的時間效應，如何通過分析鹽穴損傷區滲透性來評價的儲油庫安全極為重要。因此，需要研究出一種能模擬深部鹽穴地應力、地溫環境及石油等化學存儲介質對鹽層的腐蝕作用條件，在這樣一種綜合作用環境下研究鹽巖的長期蠕變損傷特性，是評價鹽穴儲庫密閉性的前提。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的是提供一種鹽巖多場耦合長期蠕變試驗系統，以實現模擬深部鹽穴地應力、地溫環境及石油等化學存儲介質對鹽層的腐蝕作用條件，研究鹽巖在模擬條件下的長期蠕變損傷特性。

本發明鹽巖多場耦合長期蠕變試驗系統，包括缸筒、設置在缸筒內側面上的加熱層、設置在缸筒底部中間的下壓頭、設置在下壓頭上的試件、以及設置在試件上端的上壓頭，所述試件和加熱層之間的空間為氯化鈉壓力室；

還包括向下壓頭施加壓力的軸向壓力活塞、以及向填充在氯化鈉壓力室內的氯化鈉施加壓力的圓環形圍壓活塞，所述圓環形圍壓活塞的內圓柱面與軸向壓力活塞上下滑動配合，圓環形圍壓活塞的外圓柱面與缸筒的筒口部上下滑動配合；

還包括設置在缸筒外對缸筒進行掃描的CT成像儀；

所述試件上設置有沿軸向布置的化學溶液通道，所述軸向壓力活塞和上壓頭上設置有與試件上化學溶液通道的上端連接的第一進液通道，所述缸筒底部和下壓頭上設置有與試件上化學溶液通道的下端連接的排液通道；所述圓環形圍壓活塞還設置有將化學溶液引入氯化鈉壓力室的第二進液通道。

進一步，所述鹽巖多場耦合長期蠕變試驗系統還包括向軸向壓力活塞和圓環形圍壓活塞加載軸向壓力的壓力加載系統。

進一步，所述鹽巖多場耦合長期蠕變試驗系統還包括第一化學溶液添加系統和第二化學溶液添加系統；