[发明专利]一种高温高压烃-二氧化碳-水可视化热模拟实验方法

说明书

本发明属于石油天然气地球化学模拟实验技术领域，公开了一种高温高压烃‑二氧化碳‑水可视化热模拟实验方法。本发明将数字压力传感器的接口设置在熔融石英毛细管反应腔和高压针阀的连接处，使实验中压力的测量更接近于熔融石英毛细管反应腔内部的流体体系压力；且使实验过程中在可视窗的有限观测范围内能更便捷和精确地调整熔融石英毛细管反应腔的观测视域，可实时直观的分析记录不同混溶阶段地质流体体系的相态变化和混溶特征。本发明以高温高压地质环境为约束，实时观察、全程记录地质流体体系各相间混溶的动态过程，为开展高温高压流体‑岩石反应模拟实验提供接近真实地质条件的有效约束具有重要意义。

技术领域

本发明涉及石油天然气地球化学模拟实验技术领域，尤其涉及一种高温高压烃-二氧化碳-水可视化热模拟实验方法。

背景技术

含油气盆地深层-超深层油气资源丰富，勘探程度低，在超深层高温-高压条件下，地质流体性质突变，表现出更强的活跃性、复杂性和未知性，人们对深层-超深层油气藏中复杂地质流体的关注已有较长时间，但对地质流体在高温高压环境下的性质和行为的研究还处于探索阶段。高温高压条件下地质流体混溶过程是石油地质学研究的热点和难点问题。探究低温低压→高温高压条件下不同组合“烃-CO₂-水”体系中流体的相态变化和混溶过程及规律，能为开展地质环境约束的高温高压地质流体-岩石相互作用模拟实验设计和相互作用机理分析提供科学信息，也能为深层-超深层高温高压油气藏的勘探开发提供理论指导。

目前，针对高温高压下“烃-CO₂-水”显微可视化热模拟实验研究还存在以下问题：

(1)目前高温高压下流体研究的实验主要采用石英毛细管和金刚石压腔显微原位热模拟实验技术来开展，其中石英毛细管反应腔具有易于制作、样品消耗少、热传导性能强、透光效率高、耐温耐压、耐腐蚀等优点。但现阶段相关实验多使用两端皆封闭的石英毛细管进行，实验仅可控温、无法控压；或是使用一端封闭一端开放连接压力泵的石英毛细管进行，但压力传感器通常测量的是整个可视化石英毛细管实验系统的压力，而非直接测量毛细管内部流体压力，不够准确。

(2)目前开展的“烃-CO₂-水”体系显微热模拟实验，往往只研究低温低压→高温高压变化过程中单一成分流体和相对简单复合流体体系的相态特征变化，以及相对低温条件下油-CO₂-水的混溶性，而对贴近深层-超深层高温高压条件下不同烃-水-CO₂复杂地质流体体系的混存状态的研究仍较少。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高温高压烃-二氧化碳-水可视化热模拟实验方法，以建立可视化的、原位的、便捷的“烃-CO₂-水”体系中各相间混溶过程分析的原位热模拟实验方法。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种高温高压烃-二氧化碳-水可视化热模拟实验方法，包括以下步骤：

(1)实验装置设计

实验装置包括高温高压可视化微米石英管模拟系统、激光拉曼显微系统、录像系统、气体钢瓶、真空泵；

其中，高温高压可视化微米石英管模拟系统包括熔融石英毛细管反应腔、恒压液泵、冷热台、数字压力传感器、滑台、高压针阀；

熔融石英毛细管反应腔的封闭端去掉保护涂层，形成可视窗；

激光拉曼显微系统包括高分辨激光共聚焦显微拉曼光谱仪和显微镜；

(2)装样处理

在熔融石英毛细管反应腔中注满水后将烷烃注入熔融石英毛细管反应腔中，再将气体钢瓶中的CO₂注入熔融石英毛细管反应腔中，然后将熔融石英毛细管反应腔与高压针阀连接，利用真空泵抽真空，装样完毕；

(3)可视化热模拟实验