[发明专利]一种多功能反应釜实验系统及实验方法

权利要求书

1.一种多功能反应釜实验系统，其特征在于：包括活塞容器（5），气瓶（1）、冷却器（2）、阀一（3）和质量流量计（4）依次连接在活塞容器（5）的顶部，恒速恒压泵（6）通过阀二（7）与活塞容器（5）的底部相连接，活塞容器（5）的顶部另有支路，通过阀三（8）后分成三个支路，分别通过阀四（9）、阀五（10）和阀六（11）与反应釜（22）左侧上部、中部和下部相连接，反应釜（22）右侧上部、中部、下部和底部分出四个支路分别通过阀七（12）、阀八（13）、阀九（14）、阀十（18）与取样器（19）相连接、取样器（19）底部连接阀十一（20）；

所述活塞容器（5）的容积比反应釜（22）的容积大5-20倍，为了方便配液依次，开展多次测试操作；

所述反应釜（22）置于控温箱（21）内部，且反应釜（22）顶部装有搅拌器（15），底部有能够承托岩样（16）的托盘（17），所述托盘（17）底部为网格结构，以使岩样（16）底部不能与压裂液样品接触；

所述反应釜（22）两侧设计有上、中、下部位多个流入支路以及上、中、下、底部流出支路，根据实验需要选择开启；

所述的多功能反应釜实验系统的实验方法，

 1）当测试压裂液为CO₂无水压裂液时：

首先，关闭所有阀门，打开活塞容器（5），将配压裂液需要的化学试剂注入其中；然后，打开阀一（3），气瓶（1）中的CO₂气体一次通过冷却器（2），阀一（3），质量流量计（4）流到活塞容器（5）中，并且通过质量流量计（4）计量流到活塞容器（5）中的CO₂气体质量，结合注入到活塞容器（5）中化学试剂的质量，计算出活塞容器（5）中压裂液中的化学试剂的质量浓度，然后关闭阀一（3）；

打开阀二（7）和恒速恒压泵（6），将活塞容器（5）中的CO₂无水压裂液加压到目标实验压力条件；

打开反应釜（22）将岩样（16）置于其内部的托盘（17）上面，关闭反应釜（22）；然后调节控温箱（21）至目标实验温度；

然后关闭阀二（7），打开阀三（8），选择阀四（9）、阀五（10）和阀六（11）中一个打开，向反应釜（22）中注满压裂液，确保岩样（16）表面能够接触到压裂液；根据需要，每间隔预设时间后，选择打开阀七（12）、阀八（13）、阀九（14）和阀十（18）之一，使得反应釜（22）内部液样流入取样器（19）中，进行测试分析；

注入压裂液浓度控制方法：通过质量流量计（4）计量注入CO₂的量和注入活塞容器（5）的化学试剂量控制；

（1）静态测试时：当压裂液注满反应釜（22）后，与岩样（16）反应一段时间后，选择性的从反应釜（22）的上、中、下和底部取样测试分析不同层面的反应液内矿物离子变化情况；

（2）动态测试时：当压裂液注满反应釜（22）后，与岩样（16）反应一段时间后，选择阀四（9）、阀五（10）、阀六（11）中一个打开，从反应釜（22）的上、中、下部之一继续输入液氧；同时从反应釜（22）的上、中、下和底部取样测试分析不同层面的反应液内矿物离子变化情况，尽而分析不同层面的反应液内矿物离子变化情况；

改变实验温度、压力、压裂液浓度条件，开展下一实验条件下的测试；实验测试结束后，打开阀十（18）和阀十一（20），样品排出回收处理；

2）当测试压裂液为液体压裂液时：

只需在实验开始前，将液体压裂液注入活塞容器（5）中，即开始实验测试，只是不需要注入CO₂气体，其它方法不变，相对测试CO₂压裂液的方法更加简单。

2.根据权利要求1所述的一种多功能反应釜实验系统，其特征在于：所述活塞容器（5）的顶部能够打开，方便注入液样；方便测试常规水力压裂液与二氧化碳压裂液在不同温度、压力、浓度条件下的相互作用实验。

3. 根据权利要求1所述的一种多功能反应釜实验系统，其特征在于： 所述取样器（19）的容积小于反应釜（22）的容积，方便在实验过程中，在反应釜（22）中反应后，从上、中、下、底部不同层位的随时取出液样测试分析。