CN103808909B - 页岩可动油定量测定实验装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种页岩可动油定量测定实验装置，该页岩可动油定量测定实验装置包括地层水容器、高压恒压泵、加热炉、高压釜和油收集瓶，高压恒压泵连接在地层水容器和高压釜之间，将地层水容器中的流体注入到高压釜内页岩样品中，并施加控制相当于地层条件下的流体压力，高压釜置于加热炉内，加热炉给高压釜加热并控制相当于地层条件下的温度，油收集瓶连接于高压釜，并收集高压釜内页岩样品经过加压、泄压过程后产出的流体。该页岩可动油定量测定实验装置能够模拟地下的高温高压条件下的页岩油产出特征，实验产出页岩油性质与数量与地下时间情况更为接近，测定的页岩可动油定量及比例可直接应用用于页岩油资源评价，指导页岩油勘探。
Description
技术领域
本发明涉及页岩油勘探开发技术领域，特别是涉及到一种页岩可动油定量测定实验装置。
背景技术
处于成熟生烃阶段的页岩中，一般包含有大量的液态油，这些液态油为重要的非常规油气资源。随着国外页岩油气的成功勘探和开发，页岩内液态油越来越引起石油地质学家的重视。而由于页岩内矿物及干酪根有机质等对油具有较强的吸附及束缚能力，在地下条件下，仅有部分油能够采出，即部分可动。可动油量的确定是页岩油资源评价和页岩油勘探部署的重要参数。由于页岩油勘探开发研究起步较晚，目前对页岩可动油定量无系统测定研究方法。用氯仿抽提页岩中有机质可以定量表征页岩中油含量，但由于氯仿抽提能力较强，抽提产物中既有可动油，又有束缚油，不能确定可动油量；利用岩石热解实验的热解参数S0和S1可以评价研究页岩内的游离烃量，但由于受方法限制，只能测定部分可动油量，并且只能表征部分可动油中含烃量的相对多少，而对于可动油中非烃和沥青质不能定量测定；核磁共振测井和核磁共振岩心分析方法可用于常规储层可动油及束缚油的测定，而对于孔隙体积细小、且油赋存状态复杂的页岩不适用，因为页岩内可动油及束缚油的核磁共振信号难以区分。为此我们发明了一种新的页岩可动油定量测定实验装置，解决了以上技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够模拟地下的高温高压条件下的页岩油产出特征，测定页岩可动油定量及比例的页岩可动油定量测定实验装置。
本发明的目的可通过如下技术措施来实现：页岩可动油定量测定实验装置，该页岩可动油定量测定实验装置包括地层水容器、高压恒压泵、加热炉、高压釜和油收集瓶，该高压恒压泵连接在该地层水容器和该高压釜之间，将该地层水容器中的流体注入到该高压釜内页岩样品中，并施加控制相当于地层条件下的流体压力，该高压釜位于该加热炉内，该加热炉给该高压釜加热并控制相当于地层条件下的温度，该油收集瓶连接于该高压釜，并收集该高压釜内页岩样品经过加压、泄压过程后产出的流体。
本发明的目的还可通过如下技术措施来实现：
该页岩可动油定量测定实验装置还包括溢流瓶，该溢流瓶连接于该油收集瓶，并在该油收集瓶内液体较多时收集溢流。
该油收集瓶上具有密封胶塞，该高压釜出口的管线通过该密封胶塞插入该油收集瓶上部，另一管线的一端穿过该密封胶塞插入该油收集瓶底部，另一端接入该溢流瓶，以作为虹吸管在该油收集瓶内液体较多时，下部的液体通过虹吸进入该溢流瓶。
该页岩可动油定量测定实验装置还包括第一阀门，该第一阀门位于该高压恒压泵与该高压釜之间的管线上，该第一阀门在装卸该页岩样品时关闭，在实验时打开。
该页岩可动油定量测定实验装置还包括第二阀门，该第二阀门位于该高压釜与该油收集瓶之间的管线上，该第二阀门在该高压釜内页岩样品增压时关闭，在泄压收集产物时打开。
该第一阀门和该第二阀门为承受压力在60MPa以上，并且在60MPa时具有良好密封性的阀门。
该高压釜为承受压力在60MPa以上，并且在60MPa时具备良好密封性的装置，该高压恒压泵的最大工作压力在80MPa以上。
该地层水容器中的该流体为直接从地下采得地层水，或实验室配制的地层水。
该高压釜内放置垫块和该页岩样品，根据该页岩样品的量选用不同的规格的该垫块，以减少该高压釜内的自由空间。
该加热炉的最高温度大于200℃，温度控制误差小于1℃。
本发明中的页岩可动油定量测定实验装置，样品放置在高压釜内，高压釜放置在加热炉内，高压釜一端通过不锈钢管线和阀门与高压恒压泵、地层水容器相连。高压釜的另一端通过不锈钢管线、阀门与油收集瓶和溢流瓶相连。通过恒压高压泵向高压釜内样品注入地层水，并控制压力。通过加热炉给高压釜内样品加热，并控制温度。本发明中的页岩可动油定量测定实验装置能够模拟地下的高温高压条件下的页岩油产出特征，可以模拟地下温度、压力条件，通过多次重复地施加压力→释放压力→收集流体→施加压力的循环过程，来模拟地下条件下多次压裂产油特征，定量收集每次压力释放流出的流体，测定流出油量。并根据模拟前后页岩热解S1、氯仿沥青A等分析数据计算页岩可动油相对比例。利用该装置进行模拟实验，实验产出页岩油性质与数量与地下时间情况更为接近。测定的页岩可动油定量及比例可直接应用用于页岩油资源评价，指导页岩油勘探。
附图说明
图1为本发明的页岩可动油定量测定实验装置的一具体实施例结构图。
具体实施方式
为使本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。
如图1所示，图1为本发明的页岩可动油定量测定实验装置的结构图。该页岩可动油定量测定实验装置由地层水容器1、不锈钢管线2、高压恒压泵3、第一阀门4、第二阀门5、加热炉6、高压釜7、油收集瓶10和溢流瓶11组成。高压恒压泵2连接于地层水容器1和高压釜7之间，并将地层水容器1中的流体注入到高压釜7内样品中，并施加控制相当于地层条件下的流体压力。在一实施例中，地层水容器1可用直接从地下采得地层水，或实验室配制的地层水。第一阀门4位于高恒压泵2与高压釜7之间的管线上，装卸样品时关闭，实验时打开。高压釜7内放置垫块8和页岩样品9。垫块8根据高度分为不同规格，根据实验样品9的量选用不同的规格的垫块，来减少高压釜内的自由空间。高压釜7放置在加热炉内6内，加热炉6用于给高压釜7加热并控制相当于地层条件下的温度。在一实施例中，加热炉6最高温度大于200℃，并有控温功能，温度控制误差小于1℃，可根据地下条件下页岩温度设定实验温度。第二阀门5位于高压釜7与油收集瓶10之间的管线上，高压釜内样品增压时关闭，泄压收集产物时打开。油收集瓶10连接于高压釜7，用于收集高压釜7内页岩样品经历加压、泄压过程后产出的流体。溢流瓶11连接于油收集瓶10，用于收集瓶内流体较多时的溢流。在一实施例中，油收集瓶10具有密封胶塞，高压釜7出口不锈钢管线2通过密封胶塞插入油收集瓶10上部，另有不锈钢管线2一端穿过胶塞插入油收集瓶10底部，另一端接入溢流瓶11，作为虹吸管，油收集瓶10内液体较多时，下部的水通过虹吸进入溢流瓶11。
在一实施例中，高压釜7承受压力需在60MPa以上，并且在60MPa时具有较好的密封性。高压恒压泵3最大工作压力在需在80MPa以上，并且能自动控制控制压力。可根据地下页岩实际流体压力设置实验压力。第一阀门4和第二阀门5承受压力需在60MPa以上，并且在60MPa时具有较好的密封性。
样品放置于高压釜内，高压釜下部放置样品垫块，样品周围充填水，通过恒压泵施加并控制相当于地层条件下的流体压力。利用加热炉加热并控制相当于地层条件下的温度。过一定时间，关闭注入阀门，打开流出阀门，收集流出流体，并计量流出油量。经过多次重复地施加压力→释放压力→收集流体→施加压力的循环过程后，定量收集总流出油量，并根据模拟前后页岩样品的热解和氯仿沥青A分析数据确定可动油量相对比例。由于该装置可以模拟地下条件下的温度、压力和流体介质条件，因此测定的最大可动油量更为真实可信。
Claims (8)
1.页岩可动油定量测定实验装置，其特征在于，该页岩可动油定量测定实验装置包括地层水容器、高压恒压泵、加热炉、高压釜和油收集瓶，该高压恒压泵连接在该地层水容器和该高压釜之间，通过第一阀门和管线连接于高压釜下部接口，将该地层水容器中的流体注入到该高压釜内页岩样品中，并施加控制相当于地层条件下的流体压力，该高压釜放置于该加热炉内，该加热炉给该高压釜加热并控制相当于地层条件下的温度，该油收集瓶通过第二阀门和管线连接于该高压釜上部接口，并收集该高压釜内页岩样品经过加压、泄压过程后产出的流体；该页岩可动油定量测定实验装置还包括溢流瓶，该溢流瓶连接于该油收集瓶，并在该油收集瓶内液体较多时收集溢流。
2.根据权利要求1所述的页岩可动油定量测定实验装置，其特征在于，该第一阀门位于该高压恒压泵与该高压釜之间的管线上，该第一阀门在装卸该高压釜时关闭，在实验时打开；该第二阀门位于该高压釜与该油收集瓶之间的管线上，该第二阀门在该高压釜内页岩样品增压时关闭，在泄压收集产物时打开。
3.根据权利要求1所述的页岩可动油定量测定实验装置，其特征在于，所述的油收集瓶上具有密封胶塞，所述的高压釜出口的管线通过该密封胶塞插入该油收集瓶上部，另一管线的一端穿过该密封胶塞插入该油收集瓶底部，另一端接入该溢流瓶，以作为虹吸管在该油收集瓶内液体较多时，下部的液体通过虹吸进入该溢流瓶。
4.根据权利要求2所述的页岩可动油定量测定实验装置，其特征在于，所述的第一阀门和该第二阀门为承受压力在60MPa以上，并且在60MPa时具有良好密封性的阀门。
5.根据权利要求1所述的页岩可动油定量测定实验装置，其特征在于，所述的高压釜为承受压力在60MPa以上，并且在60MPa时具备良好密封性的装置，该高压恒压泵的最大工作压力在80MPa以上。
6.根据权利要求1所述的页岩可动油定量测定实验装置，其特征在于，所述的地层水容器中的该流体为直接从地下采得地层水，或是实验室配制的地层水。
7.根据权利要求1所述的页岩可动油定量测定实验装置，其特征在于，所述的高压釜内放置垫块和该页岩样品，根据该页岩样品的量选用不同的规格的该垫块，以减少该高压釜内的自由空间。
8.根据权利要求1所述的页岩可动油定量测定实验装置，其特征在于，所述的加热炉的最高温度大于200℃，温度控制误差小于1℃。
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