[發(fā)明專利]盆地深部儲層巖石與流體相互作用模擬裝置及使用方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711347121.3
• 申請日: 2017-12-15
• 公開（公告）號: CN107907661A
• 公開（公告）日: 2018-04-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蘇龍;周世新;楊海長;羅曉蓉;陳國俊;張東偉;國連杰;唐生榮;袁育紅
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所蘭州油氣資源研究中心
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24
• 代理公司: 成都方圓聿聯(lián)專利代理事務(wù)所(普通合伙)51241
• 代理人: 曹少華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及油氣成藏機(jī)理與儲層評價技術(shù)領(lǐng)域，具體為盆地深部儲層巖石與流體相互作用模擬裝置。

背景技術(shù)

儲層巖石與流體相互作用是一個十分復(fù)雜的地球化學(xué)過程，受到礦物、地層水及儲層巖石環(huán)境中的物理化學(xué)條件等多種因素的控制，最關(guān)鍵的是礦物與孔隙流體之間的相互作用。流體流動是影響成巖作用的關(guān)鍵因素，砂巖中成巖礦物的分布與顆粒大小及沉積時的有效孔隙度有關(guān)，上述參數(shù)又與滲透率及流體流動有關(guān)，儲層巖石的膠結(jié)、交代等成巖作用是固體相與孔隙流體之間關(guān)系的一個函數(shù)。這一過程是十分復(fù)雜的，其化學(xué)機(jī)理就更為復(fù)雜。而盆地深部，通常指深度大于6000m，圍壓和靜巖壓力最小應(yīng)超過150MPa，在深部高溫(地質(zhì)溫度大于150℃)高壓(大于150MPa)條件下，儲層流體的物化性質(zhì)(相態(tài)、表面張力、粘度、pH值等)，及油氣水多相流體發(fā)生了很大的變化。最終導(dǎo)致復(fù)雜的流體性態(tài)變化與巖石相互作用過程和機(jī)理變得更加復(fù)雜。

目前，對盆地深部儲層巖石與流體相互作用的過程和機(jī)理的評價，均采用模擬實驗技術(shù)。盆地深部儲層巖石與流體相互作用的過程，科研人員無法直接觀察和直接測量，因此，科研人員利用模擬實驗技術(shù)，模擬深部儲層巖石與流體在一定的溫度、靜巖壓力與圍壓、流體壓力和地質(zhì)時間等條件下，產(chǎn)生相互作用，通過測量模擬實驗前后巖石與流體的各種參數(shù)變化，從而評價盆地深部儲層巖石與流體相互作用的過程和機(jī)理。

因存在儲層巖石所受的流體壓力、靜巖壓力和圍壓的情況，與地質(zhì)實際條件不匹配，導(dǎo)致盆地深部儲層巖石與流體相互作用的評價不合理，降低了巖石與流體相互作用后參數(shù)的準(zhǔn)確度和精確度，為此，我們提出盆地深部儲層巖石與流體相互作用模擬裝置。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供盆地深部儲層巖石與流體相互作用模擬裝置，具備實現(xiàn)了與地質(zhì)實際條件相匹配的流體壓力、靜巖壓力和圍壓，提高巖石與流體相互作用評價參數(shù)的準(zhǔn)確度和精確度的優(yōu)點(diǎn)，解決了因存在儲層巖石所受的流體壓力、靜巖壓力和圍壓的情況，與地質(zhì)實際條件不匹配，導(dǎo)致盆地深部儲層巖石與流體相互作用的評價不合理，降低了巖石與流體相互作用后參數(shù)的準(zhǔn)確度和精確度的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：盆地深部儲層巖石與流體相互作用模擬裝置，包括自動控制單元、加溫單元、加壓單元、分析計量單元和外圍輔助單元，所述自動控制單元的輸出端分別與加溫單元、加壓單元和外圍輔助單元的輸入端單向電性連接，所述分析計量單元的輸出端與自動控制單元的輸入端單向電性連接；

所述加溫單元包括支架和箱式加熱爐，所述支架的兩側(cè)均固定安裝有加熱管、控溫?zé)犭娕肌y溫?zé)犭娕肌㈦娫矗鱿涫郊訜釥t的背面固定安裝有電機(jī)和風(fēng)扇，所述箱式加熱爐的右側(cè)通過導(dǎo)線連接有控制面板，所述加熱管、控溫?zé)犭娕肌y溫?zé)犭娕肌㈦娫淳ㄟ^導(dǎo)線與控制面板表面的加熱按鈕和溫度控制儀表頭T相連，所述箱式加熱爐的頂部固定安裝有上油缸，所述上油缸的底部設(shè)置有靜巖壓桿，所述箱式加熱爐的底部固定安裝有下油缸，所述下油缸的頂部設(shè)置有靜巖頂桿，所述靜巖壓桿的表面設(shè)置有上冷凝套，所述靜巖頂桿的表面設(shè)置有下冷凝套，所述上冷凝套的表面連通有出水和進(jìn)水硅膠管，所述下冷凝套的表面連通有出水和進(jìn)水硅膠管，所述出水硅膠管和進(jìn)水硅膠管遠(yuǎn)離箱式加熱爐的一端均連通有循環(huán)水冷凝機(jī)；

所述加壓單元包括液壓站油泵和微調(diào)回壓系統(tǒng)，所述液壓站油泵通過進(jìn)液壓油管與上油缸連通，所述液壓站油泵通過出液壓油管與下油缸連通，所述靜巖壓桿的頂部且位于上油缸的內(nèi)部固定連接有上油缸內(nèi)活塞，所述靜巖頂桿的底部且位于下油缸的內(nèi)部固定連接有下油缸內(nèi)活塞，所述箱式加熱爐的內(nèi)部設(shè)置有樣品室，所述樣品室的內(nèi)部設(shè)置有樣品，所述樣品室的內(nèi)部且位于樣品的兩端均活動連接有金屬濾片，所述箱式加熱爐的內(nèi)部固定安裝有高溫高壓釜體，所述樣品室活動連接在高溫高壓釜體的內(nèi)部，所述樣品室的兩端分別設(shè)置有密封元件、上施壓套、下施壓套，所述靜巖壓桿與上施壓套接觸，所述高溫高壓釜體的底部設(shè)置有下端蓋，所述靜巖頂桿的頂部貫穿下端蓋并與下施壓套接觸，所述高溫高壓釜體的出口管道貫穿上施壓套并連通有上直角彎管，所述高溫高壓釜體的進(jìn)口管道貫穿下施壓套并連通有下直角彎管。

優(yōu)選的，所述上直角彎管遠(yuǎn)離高溫高壓釜體的一端連通有高壓三通閥，所述高壓三通閥的第一出口端固定連接有第一壓力傳感器，所述高壓三通閥的第二出口端固定連接有上氣動閥，所述上氣動閥的底部連接有電磁閥和空氣壓縮機(jī)。

優(yōu)選的，所述上氣動閥從左至右依次連接有控壓器、氣液分離器、氣體收集計量器、微量定量氣體收集器、轉(zhuǎn)氣器、載氣、重油阱、過濾阱；所述氣液分離器的底部連接有冷阱。