CN110196309B - 一种高温高压条件下可控流体流动的成岩模拟实验装置 - Google Patents
一种高温高压条件下可控流体流动的成岩模拟实验装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110196309B CN110196309B CN201910385094.1A CN201910385094A CN110196309B CN 110196309 B CN110196309 B CN 110196309B CN 201910385094 A CN201910385094 A CN 201910385094A CN 110196309 B CN110196309 B CN 110196309B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- liquid
- reaction kettle
- sample reaction
- pressure
- sample
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000004088 simulation Methods 0.000 title claims abstract description 57
- 239000012530 fluid Substances 0.000 title claims abstract description 45
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 89
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 66
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 24
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims abstract description 13
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims abstract description 13
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000011435 rock Substances 0.000 claims abstract description 4
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 8
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims description 8
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 6
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 2
- 230000003139 buffering effect Effects 0.000 claims 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 238000011160 research Methods 0.000 abstract description 4
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 abstract description 2
- 239000003209 petroleum derivative Substances 0.000 abstract description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 3
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 3
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/24—Earth materials
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Immunology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Pathology (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Abstract
本发明涉及一种高温高压条件下可控流体流动的成岩模拟实验装置，属于石油天然气勘探技术领域。该装置包括样品室系统、注液系统、排液及采集系统、液体压力控制系统和传感器控制系统；所述样品室系统包括样品反应釜和循环恒温箱，样品反应釜中加入成岩样品用于成岩模拟实验；样品反应釜固定放置于循环恒温箱中，循环恒温箱用于对样品反应釜进行均匀稳定的加热从而调节样品反应釜中成岩模拟过程的温度。该成岩模拟实验装置在高温高压流体流动的情况下进行成岩模拟实验，在模拟实验过程中可随时添加用于成岩矿物沉淀所需离子，保证胶结作用的持续进行，更接近地下真实成岩环境，为储层成岩成因、成岩作用过程的研究提供了理论基础。
Description
技术领域
本发明涉及石油天然气勘探技术领域，尤其涉及一种高温高压条件下可控流体流动的成岩模拟实验装置。
背景技术
现阶段储层成岩作用的研究主要依靠钻井取芯的分析化验，难以从过程上定量地进行成岩作用研究和成岩过程模拟。
对于成岩过程模拟研究，目前国内外市场上成岩模拟实验的成套设备均难以实现成岩胶结作用的持续进行，最终会导致模拟实验失败。具体的，现有装置虽然可以提供温度和流体压力条件，但是在模拟过程中流体不能流动，无法在模拟过程中随时添加矿物沉淀所需的离子，难以开展接近实际地质条件的成岩模拟实验。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种成岩模拟过程中可以保证流体在高温高压条件下自由流动，随时可向其中添加矿物沉淀所需离子的成岩模拟实验装置。
本发明提供了一种高温高压条件下可控流体流动的成岩模拟实验装置，该装置包括样品室系统、注液系统、排液及采集系统、液体压力控制系统和传感器控制系统；
所述样品室系统包括样品反应釜和循环恒温箱，样品反应釜中加入成岩样品用于成岩模拟实验；样品反应釜固定放置于循环恒温箱中，循环恒温箱用于对样品反应釜进行均匀稳定的加热从而调节样品反应釜中成岩模拟过程的温度；
所述注液系统与样品反应釜的下端连接，注液系统用于向样品反应釜内注入成岩模拟所需流体并提供流体压力，同时补给成岩模拟过程中矿物沉淀所需的各种离子；
所述排液及采集系统与样品反应釜上端连接，用于在成岩模拟的状态下实现样品反应釜内流体流出从而保持流体流动，同时收集样品反应釜流出的液体；
所述液体压力控制系统与样品反应釜连接，用于控制样品反应釜内成岩模拟实验的液体压力和流动速度；
所述传感器控制系统分别与所述的样品室系统和液体压力控制系统相连，用于实时监测并设置成岩模拟实验过程中的温度和压力。
进一步的，所述注入系统包括恒速恒压泵和液体容器，恒速恒压泵通过流体管路直接连接到样品反应釜，或恒速恒压泵通过流体管路先连接到液体容器，液体容器再与样品反应釜连接；液体容器用于贮存成岩模拟实验过程中的流体和矿物沉淀所需的各种离子，恒速恒压泵用于为样品反应釜内液体流动提供动力。
进一步的，所述排液及采集系统包括冷凝器和液体取样器，冷凝器的一端连接到样品反应釜，冷凝器的另一端连接到液体取样器；样品反应釜排出的高温液体经冷凝器进行降温，降温后的液体排入到液体取样器中。
进一步的，所述液体压力控制系统包括回压阀、液体缓冲罐和回压泵，所述回压阀的一端连接到所述冷凝器的液体排出一端，回压阀的另一端依次连接液体缓冲罐和回压泵，回压阀用于控制并保持样品反应釜内压力，液体缓冲罐用来提高回压阀的控制精度，在回压阀打开时起到缓冲作用，回压泵用于给回压阀加载设定压力。
与现有技术相比，本发明的技术方案具有的有益效果如下：本发明装置的注液系统中恒温恒压泵提供恒定压力，其与液体压力控制系统中的回压阀和回压泵相互配合，控制样品反应釜内的流体压力，确保流体流动；注液系统与样品反应釜的下部连接，排液及收集系统与样品反应釜的上部进行连接，保证注入样品反应釜的流体均匀的经过试验样品。
附图说明
附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。
图1为本发明实施例中一种高温高压条件下可控流体流动的成岩模拟实验装置结构示意图。
附图标记：
11-样品反应釜；12-循环恒温箱；21-恒速恒压泵；22-液体容器；31-冷凝器；32-液体取样器；41-回压阀；42-液体缓冲罐；43-回压泵；51-第一温度传感器；52-第二温度传感器；53-压力传感器；54-控制单元。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地描述。
请参考图1，本发明实施例提供了一种高温高压条件下可控流体流动的成岩模拟实验装置，该装置包括样品室系统、注液系统、排液及采集系统、液体压力控制系统和传感器控制系统。
所述样品室系统包括样品反应釜11和循环恒温箱12，样品反应釜11中加入成岩样品用于成岩模拟实验；样品反应釜11固定放置于循环恒温箱12中，循环恒温箱12用于对样品反应釜11进行均匀稳定的加热从而调节样品反应釜11中成岩模拟过程的温度。
所述注液系统与样品反应釜11的下端连接，注液系统用于向样品反应釜11内注入成岩模拟所需流体并提供流体压力，同时补给成岩模拟过程中矿物沉淀所需的各种离子。
所述排液及采集系统与样品反应釜11上端连接，用于在成岩模拟的状态下实现样品反应釜11内流体流出从而保持流体流动，同时收集样品反应釜11流出的液体。
所述液体压力控制系统与样品反应釜11连接，用于控制样品反应釜11内成岩模拟实验的液体压力和流动速度。
所述传感器控制系统分别与所述的样品室系统和液体压力控制系统相连，用于实时监测并设置成岩模拟实验过程中的温度和压力。
下面结合图1具体介绍本发明实施例的装置及其工作过程：
进行成岩模拟实验时，成岩试样置于样品反应釜11内，样品反应釜11置于循环恒温箱12中，循环恒温箱12用于调节成岩模拟的温度。循环恒温箱12为一前开门的长方形箱式高温炉，内腔尺寸为250*400*250mm，最高使用温度为800℃。循环恒温箱12的箱式炉为碳化硅炉膛，碳化硅炉膛内设有电热丝，电热丝加热后由炉膛内空气传导加热样品反应釜11，确保样品反应釜11内的样品受热均匀、稳定；碳化硅炉膛外设有陶瓷纤维保温层，在陶瓷纤维保温层外设有不锈钢外壳，在陶瓷纤维保温层与不锈钢外壳之间存在一个空腔，利用微型风机把空腔内的热气抽掉，起到与外界隔热的作用，温度波动<2℃，不锈钢外壳温度低于60℃。
所述注液系统包括恒速恒压泵21和液体容器22，成岩模拟实验所需流体贮存于液体容器22中，其中流体由恒速恒压泵21加压后注入样品反应釜11，可不断补给矿物沉淀所需要的各种离子。恒速恒压泵21也可与样品反应釜11直接连通，恒温恒压泵21提供恒定压力，其与液体压力控制系统相互配合，控制样品反应釜11内的流体压力，确保流体流动。
所述排液及采集系统包括冷凝器31和液体取样器32，冷凝器31的一端连接到样品反应釜11，冷凝器31的另一端连接到液体取样器32；从样品反应釜11内排出的高温液体经冷凝器31进行降温，降温后的液体排入液体取样器32中。
所述液体压力控制系统包括回压阀41、液体缓冲罐42和回压泵43，回压阀41的一端连接在冷凝器31与液体取样器32之间的连接管道上，回压阀41的另一端依次连接液体缓冲罐42和回压泵43。根据成岩模拟实验需要，调解回压阀41用于控制并保持样品反应釜11内压力，样品反应釜11内压力过高时通过回压阀41泄压，液体缓冲罐42用来提高回压阀41的控制精度，在回压阀41打开时起到缓冲作用，回压泵43用于给回压阀41加载设定压力。
所述传感器控制系统包括第一温度传感器51、第二温度传感器52、压力传感器53和控制单元54。第一温度传感器51与循环恒温箱12相连，用于监控循环恒温箱12的温度；第二温度传感器52与样品反应釜11相连，用于监控样品反应釜11的温度。压力传感器53连接到回压阀41与液体缓冲罐42两者之间的连接管路上，用于监控模拟时的流体压力。所述第一、第二温度传感器和压力传感器53连接到控制单元54，控制单元54用以显示温度压力数据并接受调节温度压力指令。
其中，样品反应釜11可承受的最高温度为600℃、可承受的最高压力为70MPa，循环恒温箱12可加热的最高温度为650℃，恒速恒压泵21输出压力为恒定70MPa、流量精度为0.001ml，液体容器22最大容量为0.5L，回压阀41最高承受压力为70MPa、压力控制精度为0.1MPa，液体缓冲罐42体积为200ml、最高承受压力为70MPa，回压泵43最大输出压力为80MPa、有效容积为100ml。
综上所述，本发明实施例的成岩模拟实验装置通过样品室系统、注液系统、排液及收集系统和液体压力控制系统模拟了成岩过程中的温度、流体压力，并确保在模拟过程中流体保持流动，不断补给矿物沉淀所需要的各种离子，从而严格还原地下成岩环境，使得流体成岩模拟结果更具可靠性。本发明实施例的成岩模拟实验装置根据时间和温度补偿原理，以高温短时间模拟地下低温长时间的成岩过程，使模拟用时大幅度减少，同时在模拟过程中注液系统可根据需要添加烃类物质，可有效模拟油气充注对成岩作用的影响。
在本文中，所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。
在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种高温高压条件下可控流体流动的成岩模拟实验装置，其特征在于，该装置包括样品室系统、注液系统、排液及采集系统、液体压力控制系统和传感器控制系统；
所述样品室系统包括样品反应釜和循环恒温箱，样品反应釜中加入成岩样品用于成岩模拟实验；样品反应釜固定放置于循环恒温箱中，循环恒温箱用于对样品反应釜进行均匀稳定的加热从而调节样品反应釜中成岩模拟过程的温度；
所述注液系统与样品反应釜的下端连接，注液系统用于向样品反应釜内注入成岩模拟所需流体并提供流体压力，同时补给成岩模拟过程中矿物沉淀所需的各种离子，所述注液系统包括恒速恒压泵和液体容器，恒速恒压泵出口分为两路，一路通过流体管路直接连接到样品反应釜，且流体管路与样品反应釜之间设有控制阀，另一路通过流体管路先连接到液体容器，液体容器再与样品反应釜连接，且液体容器与样品反应釜之间设有控制阀；液体容器用于贮存成岩模拟实验过程中的流体和矿物沉淀所需的各种离子，恒速恒压泵用于为样品反应釜内液体流动提供动力；
所述排液及采集系统与样品反应釜上端连接，用于在成岩模拟的状态下实现样品反应釜内流体流出从而保持流体流动，同时收集样品反应釜流出的液体；
所述液体压力控制系统与样品反应釜连接，用于控制样品反应釜内成岩模拟实验的液体压力和流动速度；
所述传感器控制系统分别与所述样品室系统和液体压力控制系统相连，用于实时监测并设置成岩模拟实验过程中的温度和压力。
2.根据权利要求1所述的一种高温高压条件下可控流体流动的成岩模拟实验装置，其特征在于，所述排液及采集系统包括冷凝器和液体取样器，冷凝器的一端连接到样品反应釜，冷凝器的另一端连接到液体取样器；样品反应釜排出的高温液体经冷凝器进行降温，降温后的液体排入到液体取样器中。
3.根据权利要求2所述的一种高温高压条件下可控流体流动的成岩模拟实验装置，其特征在于，所述液体压力控制系统包括回压阀、液体缓冲罐和回压泵，所述回压阀的一端连接在所述冷凝器的液体流出一端，回压阀的另一端依次连接液体缓冲罐和回压泵，回压阀用于控制并保持样品反应釜内压力，液体缓冲罐用于提高回压阀的控制精度，在回压阀打开时起到缓冲作用，回压泵用于给回压阀加载设定压力。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910385094.1A CN110196309B (zh) | 2019-05-09 | 2019-05-09 | 一种高温高压条件下可控流体流动的成岩模拟实验装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910385094.1A CN110196309B (zh) | 2019-05-09 | 2019-05-09 | 一种高温高压条件下可控流体流动的成岩模拟实验装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110196309A CN110196309A (zh) | 2019-09-03 |
| CN110196309B true CN110196309B (zh) | 2020-11-24 |
Family
ID=67752645
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910385094.1A Expired - Fee Related CN110196309B (zh) | 2019-05-09 | 2019-05-09 | 一种高温高压条件下可控流体流动的成岩模拟实验装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110196309B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114062245B (zh) * | 2021-11-15 | 2022-10-04 | 吉林大学 | 一种火山碎屑压实成岩模拟装置 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN202502089U (zh) * | 2011-12-05 | 2012-10-24 | 中国石油大学(华东) | 成岩作用模拟实验装置 |
| CN104100257B (zh) * | 2014-06-04 | 2016-07-27 | 西南石油大学 | 高温高压微观可视化地层渗流模拟实验装置及方法 |
| CN104749079B (zh) * | 2014-12-09 | 2017-09-19 | 西南石油大学 | 共聚物改善平面非均质性的模拟测试方法 |
| CN106290784B (zh) * | 2016-08-02 | 2018-09-07 | 中国石油大学(华东) | 一种酸岩反应单岩板裂缝模拟装置及其工作方法 |
| CN107930537A (zh) * | 2017-11-15 | 2018-04-20 | 中国科学院广州能源研究所 | 一种模拟海底甲烷渗漏导致早期成岩作用的反应装置及方法 |
| CN109557252B (zh) * | 2018-11-02 | 2021-02-02 | 广州海洋地质调查局 | 一种综合性水合物模拟系统 |
-
2019
- 2019-05-09 CN CN201910385094.1A patent/CN110196309B/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN110196309A (zh) | 2019-09-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110470585B (zh) | 一种页岩动态渗吸能力的实验测试装置及方法 | |
| CN107063962A (zh) | 岩石耦合渗透试验装置及方法 | |
| CN206609743U (zh) | 水驱气藏水侵动态储量损失实验测试系统 | |
| CN106908314B (zh) | 一种高压环境下岩心热致裂实验系统与方法 | |
| CN109236250A (zh) | 一种超临界co2压裂煤岩增强煤层气采收模拟试验方法及系统 | |
| CN110196309B (zh) | 一种高温高压条件下可控流体流动的成岩模拟实验装置 | |
| CN113324889A (zh) | 一种评价页岩油原位热解开采驱替效率的装置及测试方法 | |
| CN109030318A (zh) | 一种压力室结构和渗透率测试系统 | |
| CN105241753A (zh) | 可控温度梯度下水工衬砌混凝土压缩试验装置及其试验方法 | |
| CN105300808A (zh) | 一种三轴试验条件下的土体冻融循环试验装置及试验方法 | |
| CN114002408A (zh) | 岩石裂隙渗流-温度耦合的可视化试验系统及试验方法 | |
| CN115655909A (zh) | 一种co2注入过程中相变地层响应的模拟装置及方法 | |
| CN106526084A (zh) | 一种采油用泡沫性能测定装置及方法 | |
| CN104897475A (zh) | 堆石料风化三轴试验中温度循环快速实现方法及其装置 | |
| CN101864947A (zh) | 注多元热流体采油三维模拟试验地层温度模拟方法和装置 | |
| CN114739816A (zh) | 一种粗粒土填料大直径三轴试验装置 | |
| CN207096150U (zh) | 地热复合保温管道水下保温性能试验装置 | |
| CN102039208A (zh) | 一种外循环式精密恒温介质箱及其使用方法 | |
| CN208672488U (zh) | 一种压力室结构和渗透率测试系统 | |
| CN114017002B (zh) | 一种测试油页岩自生热原位转化油收率的装置及方法 | |
| CN115639115A (zh) | 一种泥页岩的压裂液渗吸及滞留能力评价实验装置及方法 | |
| CN114563326A (zh) | 一种破碎岩体渗流特性模拟装置、系统及方法 | |
| CN105675418B (zh) | 一种油气储层岩石多场耦合硬度测试装置及其使用方法 | |
| CN109882165B (zh) | 微波加热和红外测温的地热资源开采模拟装置及操作方法 | |
| CN211070146U (zh) | 恒温控温水浴装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20201124 |