[发明专利]一种多功能成烃成岩高温高压模拟实验装置及其使用方法

摘要

本发明涉及一种多功能成烃成岩高温高压模拟实验装置及其使用方法，包括烃源岩生烃反应及流体生成系统、辅助系统、排烃反应及烃源流体中转系统、烃源流体‑岩石相互作用系统和产物分离收集系统，将烃源岩生烃反应及流体生成系统的流体释放进排烃反应及烃源流体中转系统，再将烃源流体注入岩心夹持器中的储集岩样品中，启动加热、加压装置，使流体‑岩石在设定的温度、压力、时间下反应。本发明既能模拟模拟烃源岩生烃、排烃的联动共控动态演化过程，确定烃源岩不同演化阶段常规天然气与页岩气的生成能力，又能模拟烃源流体生成与对储层成岩作用影响一体化的地质过程；满足成烃、成岩两个地质过程的模拟，提高了实验装置的应用领域与效率。

主权项

1.一种多功能成烃成岩高温高压模拟实验装置，其特征在于：包括烃源岩生烃反应及流体生成系统，辅助系统，排烃反应及烃源流体中转系统，烃源流体‑岩石相互作用系统和产物分离收集系统，各系统的组成如下：烃源岩生烃反应及流体生成系统，包括高温高压反应釜(105)、静岩压杆(109)、密封底座(110)、静岩压力施加器(102)、密封压力施加器(103)、液压控制系统(101)、样品室(106)、第一截止阀(111)和第一加热炉(104)；液压控制系统(101)分别控制静岩压力施加器(102)和密封压力施加器(103)，静岩压杆(109)一端连接到静岩压力施加器(102)，另一端插入到高温高压反应釜(105)的上端；密封压力施加器(103)经密封底座(110)插入到高温高压反应釜(105)的下端，静岩压杆(109)和密封底座(110)与高温高压反应釜(105)配合，均能沿高温高压反应釜(105)的轴向滑动；样品室(106)呈两端开口、中间隔离的圆筒状，上端口大，用于盛放烃源岩样品(107)，下端口小，用于盛放煤标样样品(108)，样品室(106)放置在高温高压反应釜(105)中，第一加热炉(104)设置在高温高压反应釜(105)的外侧，包括容纳高温高压反应釜(105)的保温外壁以及设置在保温外壁与高温高压反应釜(105)之间的电热部件，还包括用于测量高温高压反应釜(105)温度的温度传感器；烃源岩生烃反应及流体生成系统生成的流体经管道经第一截止阀(111)连接到辅助系统的组合阀(201)；辅助系统包括组合阀(201)、第二截止阀(202)、第一中间容器(203)、第一高压泵(204)、第三截止阀(205)、第四截止阀(206)、第五截止阀(207)、第六截止阀(208)、高压氮气(209)、溶剂罐(210)和真空泵(211)，第一中间容器(203)和第一高压泵(204)组成加水与流体压力调控部件，经第二截止阀(202)、组合阀(201)和第一截止阀(111)后，一方面通过进泵向高温高压反应釜(105)注入地层水，另一方面也通过退泵调节高温高压反应釜(105)的流体压力，高压氮气(209)经第四截止阀(206)连接到组合阀(201)；溶剂罐(210)盛放有机溶剂，经第五截止阀(207)连接到组合阀(201)；真空泵(211)经第六截止阀(208)连接到组合阀(201)，用于对系统进行抽真空；排烃反应及烃源流体中转系统，包括第七截止阀(301)、第二中间容器(302)、第二加热炉(303)、第二高压泵(304)、第八截止阀(305)、第三中间容器(306)、第三加热炉(307)和第三高压泵(308)，第二中间容器(302)上端分别经第七截止阀(301)和组合阀(201)，与烃源岩生烃反应及流体生成系统相连，上端另一出口经第十截止阀(402)连接到烃源流体‑岩石相互作用系统，同时经第九截止阀(401)连接到第三中间容器(306)，第二中间容器(302)下端与第二高压泵(304)连接，第二加热炉(303)位置于第二中间容器(302)外围，用来对第二中间容器(302)升温；第三加热炉(307)位置于第三中间容器(306)外围，用来对第三中间容器(306)升温；第三中间容器(306)连接有第三高压泵(308)；烃源流体‑岩石相互作用系统，包括第九截止阀(401)、第十截止阀(402)、第一压力传感器(403)、第四高压泵(404)、第十一截止阀(405)、第十二截止阀(406)、第十三截止阀(407)、第十四截止阀(408)、第一岩心夹持器(409)、第二岩心夹持器(410)、第三岩心夹持器(411)、第十五截止阀(412)、第十六截止阀(413)、第十七截止阀(414)、第二压力传感器(415)、第十八截止阀(416)、第一电磁阀(417)、氮气瓶(418)、第二电磁阀(419)、调节减压阀(420)、第三电磁阀(421)、对比室(422)、第三压力传感器(423)、第四电磁阀(424)、气体流量计(425)、第四压力传感器(426)、第五电磁阀(427)、第十九截止阀(428)、第二十截止阀(429)、第二十一截止阀(430)、取样中间容器(431)、第五高压泵(432)和第四加热炉(433)；烃源流体‑岩石相互作用系统与排烃反应及烃源流体中转系统，形成循环系统，排烃反应及烃源流体中转系统的第二中间容器(302)出口连接到第十截止阀(402)入端，第十截止阀(402)出端再分别经第十二截止阀(406)、第十三截止阀(407)、第十四截止阀(408)连接到第一岩心夹持器(409)、第二岩心夹持器(410)和第三岩心夹持器(411)，第十截止阀(402)出端同时连接到第一压力传感器(403)，以及第十八截止阀一端(416)，三个岩心夹持器另一端分别经第十五截止阀(412)、第十六截止阀(413)和第十七截止阀(414)后连接在一起，并分别连接到第二压力传感器(415)、第十九截止阀(428)和第二十截止阀(429)，第十九截止阀(428)另一端连接到第五电磁阀(427)和第四电磁阀(424)，第四电磁阀(424)另一端连接到第一电磁阀(417)与第十八截止阀(416)的连接通道，第二十截止阀(429)另一端经第二十一截止阀(430)连接到取样中间容器(431)，同时还经第八截止阀(305)连接到第三中间容器(306)，第五电磁阀(427)与气体流量计(425)和第四压力传感器(426)连接；第十八截止阀(416)连接到第四电磁阀(424)同时，还通过第一电磁阀(417)连接到对比室(422)，对比室(422)通过第三电磁阀(421)与调节减压阀(420)连接，调节减压阀(420)通过第二电磁阀(419)连接到氮气瓶(418)，对比室(422)连接有第三压力传感器(423)；取样中间容器(431)与第五高压泵(432)连接；第四加热炉(433)置于三个岩心夹持器外围；第四高压泵(404)经第十一截止阀(405)分别连接到第一岩心夹持器(409)、第二岩心夹持器(410)和第三岩心夹持器(411)；烃源流体‑岩石相互作用系统包括气体孔隙度、渗透率测定部件，与第一岩心夹持器(409)、第二岩心夹持器(410)、第三岩心夹持器(411)的入口和出口相连，所述出口端流体收集装置由取样中间容器(431)、第五高压泵(432)组成，用于保压取样；产物分离收集系统，包括第二十二截止阀(501)、产物分离罐(502)、冷阱(503)、第二十三截止阀(504)和气体计量器(505)，第二十二截止阀(501)一端连接在第九截止阀(401)与第三中间容器(306)的连接通道，另一端连接到产物分离罐(502)，产物分离罐(502)置于冷阱(503)中，实现油气水产物冷却分离，产物分离罐(502)经第二十三截止阀(504)与气体计量器(505)相连。