[發明專利]一種多功能反應釜實驗系統及實驗方法

有效

• 申請號: 201711465592.4
• 申請日: 2017-12-28
• 公開（公告）號: CN107976529B
• 公開（公告）日: 2023-09-29
• 發明（設計）人: 張健;張國祥;王金意;荊鐵亞;趙文韜
• 申請（專利權）人: 中國華能集團公司;中國華能集團清潔能源技術研究院有限公司
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24;G01N5/00
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 段俊濤

一種多功能反應釜實驗系統及實驗方法，該系統包括活塞容器，氣瓶、冷卻器、閥一和質量流量計依次連接在活塞容器的頂部，恒速恒壓泵通過閥二與活塞容器的底部相連接，活塞容器的頂部另有支路，通過閥三后分成三個支路，分別通過閥四、閥五和閥六與反應釜左側上部、中部和下部相連接，反應釜右側上部、中部、下部和底部分出四個支路分別通過閥七、閥八、閥九、閥十與取樣器相連接、取樣器底部連接閥十一；本發明還公開了該系統的實驗方法；本發明用于測試常規水力壓裂液或者COsubgt;2/subgt;無水壓裂液與儲層的相互作用后，取樣研究礦物離子濃度變化情況；可以開展靜態測試以及動態測試，分析不同層面的反應液內礦物離子變化情況。

技術領域

本發明涉及石油與天然氣開發工程領域，特別涉及一種多功能反應釜實驗系統及實驗方法。

背景技術

當前人們測試壓裂液與儲層相互作用主要針對行業內使用的常用水力壓裂液，例如凍膠壓裂液，或者清水壓裂液等液體壓裂液。實際壓裂液在地層裂縫中相對于裂縫表面流動時，裂縫的液樣單一離子濃度一般主要受到壓裂液離子濃度影響，短時間內一般不變。而且當前行業內實驗研究一般將巖樣和壓裂液樣品置于一個固定容器中，隨著壓裂液與儲層礦物化學作用的進行，容器內某單一離子濃度很可能會變化，這可能對壓裂液與儲層相互作用或者反應的速率，強弱有影響，不能精確地模擬研究實際儲層物信，及研究礦物離子濃度變化情況。

近年來，一種新的壓裂技術—二氧化碳壓裂技術逐漸熱起來，越來越多的人們開始對他進行研究；其中，二氧化碳壓裂液主要由二氧化碳和一定的化學試劑混合組成。針對當前使用的CO₂無水壓裂液這類氣體壓裂液，行業內暫無成熟設備產品模擬其與儲層動態的相互作用。

發明內容

為了克服現有技術存在的問題，本發明的目的在于提供了一種多功能反應釜實驗系統及實驗方法，用于測試常規水力壓裂液或者CO₂無水壓裂液與儲層的相互作用后，取樣研究礦物離子濃度變化情況；可以開展靜態測試以及動態測試，分析不同層面的反應液內礦物離子變化情況。

為了達到上述目的，本發明采取的技術方案為：

一種多功能反應釜實驗系統，包括活塞容器5，氣瓶1、冷卻器2、閥一3和質量流量計4依次連接在活塞容器5的頂部，恒速恒壓泵6通過閥二7與活塞容器5的底部相連接，活塞容器5的頂部另有支路，通過閥三8后分成三個支路，分別通過閥四9、閥五10和閥六11與反應釜22左側上部、中部和下部相連接，反應釜22右側上部、中部、下部和底部分出四個支路分別通過閥七12、閥八13、閥九14、閥十18與取樣器19相連接、取樣器19底部連接閥十一20。

所述活塞容器5的頂部能夠打開，方便注入液樣；方便測試常規水力壓裂液與二氧化碳壓裂液(CO₂和化學試劑混合物)在不同溫度、壓力、濃度條件下的相互作用實驗。

所述活塞容器5的容積比反應釜22的容積大5‐20倍，為了方便配液依次，開展多次測試操作。

所述反應釜22兩側設計有上、中、下部位多個流入支路以及上、中、下、底部流出支路，根據實驗需要選擇開啟。

所述反應釜22置于控溫箱21內部，且反應釜22頂部裝有攪拌器15，底部有能夠承托巖樣16的托盤17，所述托盤17底部為網格結構，以使巖樣16底部不能與壓裂液樣品接觸。

所述取樣器19的容積小于反應釜22的容積，方便在實驗過程中，在反應釜22中反應后，從上、中、下、底部不同層位的隨時取出液樣測試分析。

所述的多功能反應釜實驗系統的實驗方法，

1)當測試壓裂液為CO₂無水壓裂液時：