[发明专利]用于测定油岩与水岩的化学反应及物理变化的方法和装置

权利要求书

1.一种用于测定油岩与水岩的化学反应及物理变化的装置，其特征在于包括：一个用于提供高压环境的氩气瓶，一个用于测量施加压强大小的压力表，两个相同的用于放置岩样的高压缸筒；氩气瓶通过管道同时与两个高压缸筒接通，压力表与氩气瓶为不可拆卸连接，高压缸筒里用水、原油分别浸泡石膏岩样；

所述高压缸筒由筒体和缸盖组成，缸盖上设有进气口、出气口、安全阀、压力计和温度计，压力计和温度计用于测量加压时缸筒内部的压力和温度；进气口与氩气瓶相连；出气口在取样时用于放气；安全阀用于在高压缸筒超过最大压力值时自动放气；

所述筒体内部分三层，每一层都设有用于放岩样的漏网托盘，漏网托盘上设有与之焊接的三个把手，把手一方面用于将隔层拎起，一方面作为支撑用于为每一层提供空间，漏网托盘表面设有托盘漏孔，用于油水浸泡过程中过水过油，让三层岩样均得以浸泡。

2.根据权利要求1的一种用于测定油岩与水岩的化学反应及物理变化的装置，其特征在于：所述缸盖和筒体之间采用橡胶材质密封圈密封，通过固定螺丝加压密封。

3.一种用于测定油岩与水岩的化学反应及物理变化的方法，其特征在于：分为三种尺度的试验，分别为通过岩粉、岩块和岩体尺度试验；

所述岩粉试验是通过硬石膏岩粉和水、油相互作用试验，包括以下步骤：

S1：将硬石膏碾磨成粉状，放入高温高压环境箱；

S2：设定环境压力；

S3：设定环境温度；

S4：按作用时间，通过正交试验设计确定试验组合方案进行水、油反应试验。

4.根据权利要求3的一种用于测定油岩与水岩的化学反应及物理变化的方法，其特征在于S2所述的环境压力分别为：0、3MPa、6MPa、9MPa、12Mpa；

S3所述的环境温度分别为：20℃、40℃、60℃、80℃；

S4所述的作用时间为：4h，8h，12h，16h，24h，48h。

5.根据权利要求3的一种用于测定油岩与水岩的化学反应及物理变化的方法，其特征在于：所述岩块试验是通过对硬石膏岩块和水、油相互作用试验，包括以下步骤：

S10：硬石膏加工成Φ25mm*50mm、Φ50mm*100mm标准圆柱样和Φ50mm*25mm的巴西圆盘样进行常规物理力学参数测试，测试原岩的矿物成分、细观组构、微观结构，以此作为与油水浸泡试验对比的本底值；

S11：将Φ25mm*50mm圆柱体进行高温高压环境水-岩/油-岩作用试验，将试样置于高温滚子加热炉中进行水-岩、油-岩反应，参照岩粉反应设计试验的工况组合，并按正交设计原则进行优化，对不同作用时间后的岩样进行三轴压缩试验，每组工况至少4个岩样，得出特定作用环境下岩石强度随作用时间的关系曲线，拟和相关公式；

S12：将几何尺寸为Φ50mm*100mm圆柱样进行不同时程的油、水浸泡试验，为加速试验过程提高浸泡的环境压力，维持6MPa的环境压力进行720天浸泡，环境温度为室温；

S13：在完成最终浸泡试验前，按不同时间间隔取出Φ25mm*50mm、Φ50mm*100mm标准圆柱岩样进行单轴抗压、三轴抗压试验；Φ50mm*25mm的巴西圆盘样进行抗拉测试，绘制相关时程曲线，建立起时程演化关系式。

6.根据权利要求5的一种用于测定油岩与水岩的化学反应及物理变化的方法，其特征在于：所述S13中的时间间隔为40d、80d、120d、180、240、360d、540d、720d。

7.根据权利要求3或5的一种用于测定油岩与水岩的化学反应及物理变化的方法，其特征在于：第三种试验是现场储油、储水试验能模拟洞室围岩尺度的水-岩/油-岩作用环境；

首先建立试验洞，所述试验洞选择石膏矿井下的区域，沿运输巷道左右两侧分别按实际主采房尺寸的1/5比尺开挖储油、储水试验洞各1个；

试验洞壁围岩内及洞口布置渗压、内压、流量及温度传感器，监测试验洞的渗漏、液位、压力，分析洞室的密封性和油品的渗漏情况；

通过布置于洞室内的位移收敛监测断面了解储油前后对洞壁围岩的变形规律，试验完成后进洞实地观察围岩变形破坏规律，观察围岩结构面的侵蚀弱化状况，并沿岩壁钻孔取芯进行物理力学试验。

8.根据权利要求7的一种用于测定油岩与水岩的化学反应及物理变化的方法，其特征在于：所述试验洞几何尺寸为：2m*2.4m*6m。