[发明专利]一种模拟大气降水流体与围岩的水岩反应装置及方法

说明书

本发明公开了一种模拟大气降水流体与围岩的水岩反应装置及方法，涉及水岩反应技术领域，包括：反应釜，反应釜上设置有控温结构；流体注入结构，包括流体配置组件和注入驱动组件，流体配置组件与反应釜连接；化学信号采集结构，与反应釜连接；回流结构，一端与化学信号采集结构连接，另一端与流体注入结构连接，回流结构能够将经过化学信号采集结构检测的流体回流至流体注入结构内；该装置能够通过流体注入结构配置和向反应釜内注入模拟某一深度的温度和压力的模拟大气降水流体，利用模拟大气降水流体与反应釜内的岩样进行反应，并通过化学信号采集结构监测反应后的反应溶液。

技术领域

本发明属于水岩反应技术领域，更具体地，涉及一种模拟大气降水流体与围岩的水岩反应装置及方法。

背景技术

中国主要含油气盆地经历过或正在经历大气降水流体改造的过程，大气降水流体会对储层进行溶蚀改造作用，现今的油气勘探实践揭示了经大气降水改造后的储层的重要油气价值。大气降水流体沿裂缝体系运移并连续改造围岩，改造后的围岩储集性能得到了改善和提升，流体的来源主要是大气降水，在和围岩接触的过程中可能溶解有二氧化碳、可溶解矿物成分等。受大气降水流体改造的储层分布范围非常广泛，塔里木盆地以及四川盆地这两大海相盆地的碳酸盐岩层系尤为突出，从表生期到深埋藏期，储层一直持续受到大气降水改造。这一改造过程中流体岩石相互作用的过程中物质、能量变化以及围岩溶解、沉淀的机理尚不清楚，因此需要通过开展模拟地表到深部地层大气降水流体改造围岩的实验来查明。

实际地质环境中，随着地层深度的增加，对应的温度和压力也同步增加。在模拟地层环境的大气降水流体围岩实验中，最大的难点就是随着大气降水从浅部地层进入到深部地层，大气降水成分是一个动态变化的过程，大气降水流体持续溶解二氧化碳，溶解围岩的矿物成分如盐类、石膏矿物、碳酸盐岩矿物等等，当流体中碳酸盐岩矿物过饱和后，在合适的条件下会沉淀出对应的矿物。模拟地层环境的大气降水流体围岩实验整体上是含有三个变量(温度、压力、矿物)的流体岩石系统的动态溶解、沉淀过程，目前还缺乏相应的装置和方法来模拟和定量化表征这一过程。

现有的水岩化学反应装置，多采用连续流动法，反应釜内装配有颗粒岩样或者岩心样品，流体经管路进入反应釜与样品反应一段时间，反应完成后通过岩样的微观形貌变化、结构组成变化，反应后流体中的离子成分浓度变化，计算和推测反应过程。该类装置由于仅设计一个反应釜和一个流体增压泵，只能模拟某一深度的温度和压力条件下的水岩反应，反应压力条件较为单一。同时由于缺乏对应的流体增压系统，无法配制对应地层压力条件的大气降水流体，无法真实再现反应环境。但是仅仅模仿地表常温常压环境下的大气降水流体与岩石反应，显然无法满足目前深层勘探以及探索深层流体与岩石的反应过程和反应机理的需求。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的不足，提供一种模拟大气降水流体与围岩的水岩反应装置及方法，该装置能够通过流体注入结构配置和向反应釜内注入模拟某一深度的温度和压力的模拟大气降水流体，利用模拟大气降水流体与反应釜内的岩样进行反应，并通过化学信号采集结构监测反应后的反应溶液；通过多次实验可以模拟不同深度的温度和压力的模拟大气降水流体与不同深度的岩样的反应，为储层改造和预测提供实验依据。

为了实现上述目的，本发明提供一种模拟大气降水流体与围岩的水岩反应装置，该装置包括：

反应釜，所述反应釜上设置有控温结构；

流体注入结构，包括流体配置组件和注入驱动组件，所述流体配置组件与所述反应釜连接；

化学信号采集结构，与所述反应釜连接；

回流结构，一端与所述化学信号采集结构连接，另一端与所述流体注入结构连接，所述回流结构能够将经过所述化学信号采集结构检测的流体回流至所述流体注入结构内。

可选地，所述控温结构包括加热套，所述加热套套设在所述反应釜的外侧。

可选地，所述流体配置组件包括：