[发明专利]一种模拟碎屑岩储层中碳酸盐矿物结晶过程的设备及实验方法

权利要求书

1.一种模拟碎屑岩储层中碳酸盐矿物结晶过程的设备，其特征是：包括用于泵入饱和离子溶液的蠕动泵(1)、用于模拟环境温度的水浴器(2)、用于填充碎屑岩储层成分碎砂的填砂管(3)，以及废液箱(4)，其中，

所述蠕动泵(1)通过第一连接管(31)连接并连通所述填砂管(3)下端，蠕动泵(1)用于将配制好的溶液以不同流速注入填砂管(3)中；所述填砂管(3)设置在所述水浴器(2)内，填砂管(3)上端通过第二连接管(32)连通所述废液箱(4)，填砂管(3)用于填充沙粒以模拟不同类型的碎屑岩储层；所述蠕动泵(1)的出水管通过第一连接管(31)连接并连通所述填砂管(3)下端，所述填砂管(3)上端通过第二连接管(32)连通所述废液箱。

2.根据权利要求1所述的模拟碎屑岩储层中碳酸盐矿物结晶过程的设备，其特征是：所述水浴器(2)底部设有支架(21)，所述填砂管(3)可拆卸式固定在所述支架(21)上。

3.根据权利要求2所述的模拟碎屑岩储层中碳酸盐矿物结晶过程的设备，其特征是：还包括用于驱动和控制设备中蠕动泵(1)和水浴器(2)运行的总控箱(5)和用于放置蠕动泵(1)、水浴器(2)和填砂管(3)的设备车(6)，所述总控箱(5)设置在设备车(6)上。

4.根据权利要求3所述的模拟碎屑岩储层中碳酸盐矿物结晶过程的设备，其特征是：所述水浴器(2)为透明水浴锅，所述填砂管(3)为透明填砂管。

5.根据权利要求4所述的模拟碎屑岩储层中碳酸盐矿物结晶过程的设备，其特征是：所述填砂管(3)长度为278mm，内径为30mm；所述第一连接管(31)和第二连接管(32)的内径为6mm。

6.一种模拟碎屑岩储层中碳酸盐矿物结晶过程的实验方法，其特征是：所述实验方法利用权利要求5所述的模拟碎屑岩储层中碳酸盐矿物结晶过程的设备实现，具体包括以下步骤，

S1-饱和溶液的配制：根据模拟碳酸盐矿物的类型，配制饱含碳酸氢根离子和金属阳离子的溶液；

S2-填充料的准备：根据实际碎屑岩储层中石英、长石及岩屑的类型购买或者采集样品，将样品按粒级粉碎，根据实际碎屑岩储层中石英、长石及岩屑的平均含量进行混合，装入填砂管(3)中；

S3-实验参数的设定：对蠕动泵(1)进行流速多级设定，对水浴器(2)进行温度多级设定，对总控箱(5)进行运行时间多级设定；

S4-模拟实验：完成S1至S3的溶液配制、填砂管(3)填料及管线连接完成后，按照由单一离子至混合离子、粒度由粗到细、流速由慢到快、温度由低到高、时间由短到长的顺序，将各样品由蠕动泵(1)的入水口注入，进行水循环沉淀跑样，循环后的溶液注入废液桶中，

S5-统计：对填砂管中试样切制铸体薄片，定期采集废液进行离子浓度测试，通过统计结果，来研究金属阳离子类型、粒度、流速、温度中影响碳酸盐矿物沉淀的主控因素。

7.根据权利要求6所述的模拟碎屑岩储层中碳酸盐矿物结晶过程的实验方法，其特征是：步骤S1所述金属阳离子包括Ca²⁺、Mg²⁺、Fe²⁺、Mn²⁺，溶液配制过程中，按照单一金属阳离子、不同比例混合金属阳离子的顺序进行样品调配，配制完成后向各样品溶液中滴入若干红色的食品添加剂使溶液呈现红色，以便于观察溶液的流动路径。

8.根据权利要求7所述的模拟碎屑岩储层中碳酸盐矿物结晶过程的实验方法，其特征是：步骤S2所述按粒级粉碎具体为，按照粗砂、中砂、细砂及粉砂的粒级进行粉碎。

9.根据权利要求7所述的模拟碎屑岩储层中碳酸盐矿物结晶过程的实验方法，其特征是：步骤S3所述流速多级设定具体为，蠕动泵(1)的流速按照低速、中速和高速三个档位设定；所述温度多级设定具体为，水浴器(2)温度按照20、40、60、80℃的区间分别进行设定；所述运行时间多级设定具体为，总控箱(5)控制实验时间按照12、24、36、48h分别进行。