CN110361315B - 一种检测原油馏分渗漏过程中表层土壤光谱变化的装置和使用方法 - Google Patents

一种检测原油馏分渗漏过程中表层土壤光谱变化的装置和使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种检测原油馏分渗漏过程中表层土壤光谱变化的装置，包括地质模拟系统，烃源压力控制系统和光谱检测系统。还公开了一种检测原油馏分渗漏过程中表层土壤光谱变化的装置的使用方法，包括如下步骤：第一步：设置管柱和模拟地质层；第二步：设置原油馏分存储容器；第三步：连接烃源压力控制系统；第四步：连接光谱检测系统；第五步：光谱测量并观察。提供了对地下油藏中不同馏分从地下渗漏至地表过程中的地表土壤、相关蚀变矿物光谱变化规律的研究，填补了油气渗漏过程中地表浅层土壤及相关蚀变矿物的光谱变化机理研究的空白，有利于明确地下油气渗漏过程中地表浅层土壤及相关蚀变矿物的光谱变化特征识别，为利用机载或星载高光谱技术探测油气渗漏，圈定油气勘探潜力区提供重要的依据。

Description

一种检测原油馏分渗漏过程中表层土壤光谱变化的装置和使 用方法
技术领域
本发明涉及一种检测表层土壤光谱变化的装置和使用方法，尤其涉及一种检测原油馏分渗漏过程中表层土壤光谱变化的装置和使用方法。
背景技术
地下油藏在各种地质应力作用条件下，会沿着地下孔隙、微裂缝、微断层等孔隙通道向地表低势区运移聚集。在运移过程中，渗漏的烃分子会改变其周缘的物理化学环境，从而导致油气渗漏伴生相关的蚀变矿物(粘土矿化、地层褪色等)。油气中的烃与典型的伴生蚀变矿物具有明显的光谱特征吸收峰，这也成为了高光谱油气探测的理论依据。但是轻烃从地下渗漏至地表过程中地表土壤、相关蚀变矿物的光谱的变化特征如吸收峰特征、吸收峰深度及其与原油成分、烃链的关系等相关研究较为薄弱。
发明内容
本发明要解决的第一个技术问题是提供一种检测原油馏分渗漏过程中表层土壤光谱变化的装置，提供了对地下油藏中不同馏分从地下渗漏至地表过程中的地表土壤、相关蚀变矿物光谱变化规律的研究，填补了油气渗漏过程中地表浅层土壤及相关蚀变矿物的光谱变化机理研究的空白，有利于明确地下油气渗漏过程中地表浅层土壤及相关蚀变矿物的光谱变化特征识别，为利用机载或星载高光谱技术探测油气渗漏，圈定油气勘探潜力区提供重要的依据。
为了解决上述第一个技术问题，本发明的技术方案如下：所述检测原油馏分渗漏过程中表层土壤光谱变化的装置包括地质模拟系统，烃源压力控制系统和光谱检测系统。
所述地质模拟系统由管柱，模拟地质层和原油馏分存储容器组成。
所述烃源压力控制系统由输压泵体，压力控制阀，压力控制表，压力调节装置和输压管道组成。
所述光谱检测系统由ASD光谱测量仪，ASD光谱探头和可调节探头固定器组成。
所述可调节探头固定器由立柱和持夹装置组成。
所述持夹装置一端用于夹持所述立柱并沿所述立柱上下移动，另一端用于放置所述ASD光谱探头。
所述立柱下端与所述管柱固定连接。
所述立柱上带有标尺。
所述模拟地质层自上而下依次为土壤层—高岭土层—赤铁矿层—白云岩层—蒙脱石层—泥岩层—砂岩层，每层分装在一个柱形段内，依次装入所述管柱。
两个所述柱形段之间用半透膜隔板分隔。
所述管柱的顶端和底端均为敞口。
所述管柱的下部插设在所述原油馏分存储容器内，与所述原油馏分存储容器的入口通过密封圈密封连接。
所述管柱的下部对应最底层的所述柱形段的部分设置有开口。
最底层的所述柱形段的下部插设在位于所述原油馏分存储容器中的支架上，底端用半透膜隔板包裹；或者，
最底层的所述柱形段的下部放置在所述原油馏分存储容器的底面上，底端密封，侧面设置有开口，用半透膜隔板包裹。
所述管柱至少有两个。
所述模拟地质层至少有两个。
所述原油馏分存储容器至少有两个。
每个所述原油馏分存储容器有两个阀口，一个是注烃阀，另一个是加压阀。
所述原油馏分存储容器通过所述加压阀与所述烃源压力控制系统相连通。
所述烃源压力控制系统的输压泵体在连接所述加压阀的管路上依次设置有压力控制阀，压力控制表，压力调节装置和输压管道。
所述输压管道包括主输压管道和输压管道分支。
所述输压管道分支至少有一个。
所述输压管道分支的出气口分别与每个所述加压阀的进气口相连通。
所述压力调节装置中间为一可活动的活塞片，将所述输压泵体内的气体和所述输压管道内的气体分隔开。
所述可调节探头固定器至少有两个；
所述ASD光谱探头设置于所述模拟地质层上方；
所述ASD光谱探头与所述ASD光谱测量仪相连接；
所述ASD光谱探头分别设置于每个所述模拟地质层上方的水平位置相同，光源条件相同。
采用上述方案的有益效果是：
1、本技术方案由于采用了所述检测原油馏分渗漏过程中表层土壤光谱变化的装置包括地质模拟系统，烃源压力控制系统和光谱检测系统；所述地质模拟系统由管柱，模拟地质层和原油馏分存储容器组成；所述烃源压力控制系统由输压泵体，压力控制阀，压力控制表，压力调节装置和输压管道组成；所述光谱检测系统由ASD光谱测量仪，ASD光谱探头和可调节探头固定器组成；所述可调节探头固定器由立柱和持夹装置组成；所述持夹装置一端用于夹持所述立柱并沿所述立柱上下移动，另一端用于放置所述ASD光谱探头；所述立柱下端与所述管柱固定连接；所述立柱上带有标尺(可调节并选择探测的角度和高度位置)的技术手段，所以，提供了对地下油藏中不同馏分从地下渗漏至地表过程中的地表土壤、相关蚀变矿物光谱变化规律的研究，填补了油气渗漏过程中地表浅层土壤及相关蚀变矿物的光谱变化机理研究的空白，有利于明确地下油气渗漏过程中地表浅层土壤及相关蚀变矿物的光谱变化特征识别，为利用机载或星载高光谱技术探测油气渗漏，圈定油气勘探潜力区提供重要的依据。
2、本技术方案由于采用了所述模拟地质层自上而下依次为土壤层—高岭土层—赤铁矿层—白云岩层—蒙脱石层—泥岩层—砂岩层，每层分装在一个柱形段内，依次装入所述管柱；两个所述柱形段之间用半透膜隔板分隔(保证烃分子可以穿过，同时不同矿物粉末之间不会相互混合)；所述管柱的顶端和底端均为敞口；所述管柱的下部插设在所述原油馏分存储容器内，与所述原油馏分存储容器的入口通过密封圈密封连接；所述管柱的下部对应最底层的所述柱形段的部分设置有开口；最底层的所述柱形段的下部插设在位于所述原油馏分存储容器中的支架上，底端用半透膜隔板包裹；或者，最底层的所述柱形段的下部放置在所述原油馏分存储容器的底面上，底端密封，侧面设置有开口，用半透膜隔板包裹的技术手段，所以，实现了对土壤地质的模拟地下油藏系统的模拟。
3、本技术方案由于采用了所述管柱至少有两个；所述模拟地质层至少有两个；所述原油馏分存储容器至少有两个的技术手段，所以，实现了对在不同温度区间下获取的原油馏分地表渗漏的光谱变化的规律研究。
4、本技术方案由于采用了每个所述原油馏分存储容器有两个阀口，一个是注烃阀，另一个是加压阀(实现了注烃和加压过程的分别控制)；所述原油馏分存储容器通过所述加压阀与所述烃源压力控制系统相连通；所述烃源压力控制系统的输压泵体在连接所述加压阀的管路上依次设置有压力控制阀，压力控制表，压力调节装置和输压管道；所述输压管道包括主输压管道和输压管道分支；所述输压管道分支至少有一个；所述输压管道分支的出气口分别与每个所述加压阀的进气口相连通的技术手段，所以，提供了稳定的压力输出，实现地下压力环境的模拟。
5、本技术方案由于采用了所述压力调节装置中间为一可活动的活塞片，将所述输压泵体内的气体和所述输压管道内的气体分隔开的技术手段，所以，输压管道内的气体不会影响到原油馏分存储容器中的油气。
6、本技术方案由于采用了所述可调节探头固定器至少有两个；所述ASD光谱探头设置于所述模拟地质层上方；所述ASD光谱探头与所述ASD光谱测量仪相连接；所述ASD光谱探头分别设置于每个所述模拟地质层上方的水平位置相同，光源条件相同的技术手段，所以，统一模拟装置的光谱观测距离与位置，保证相同位置、相同光源等条件下的连续光谱采样，保证了光谱采集时的一致性。
本发明要解决的第二个技术问题是提供一种检测原油馏分渗漏过程中表层土壤光谱变化的装置的使用方法，提供了对地下油藏中不同馏分从地下渗漏至地表过程中的地表土壤、相关蚀变矿物光谱变化规律的研究，填补了油气渗漏过程中地表浅层土壤及相关蚀变矿物的光谱变化机理研究的空白，有利于明确地下油气渗漏过程中地表浅层土壤及相关蚀变矿物的光谱变化特征识别，为利用机载或星载高光谱技术探测油气渗漏，圈定油气勘探潜力区提供重要的依据。
为了解决上述第二个技术问题，本发明的技术方案如下：所述检测原油馏分渗漏过程中表层土壤光谱变化的装置的使用方法包括如下步骤。
第一步：设置管柱和模拟地质层。
第二步：设置原油馏分存储容器。
第三步：连接烃源压力控制系统。
第四步：连接光谱检测系统。
第五步：光谱测量并观察。
所述管柱和模拟地质层的设置方法为分别将土壤层—高岭土层—赤铁矿层—白云岩层—蒙脱石层—泥岩层—砂岩层分装在柱形段内，每层之间用半透膜隔板分隔，最底层用半透膜隔板包裹，依次装入所述管柱；或者，
分别将土壤层—高岭土层—赤铁矿层—白云岩层—蒙脱石层—泥岩层—砂岩层分装在柱形段内，每层之间用半透膜隔板分隔，最底层的所述柱形段底端密封，依次装入所述管柱。
所述原油馏分存储容器的设置方法为打开所述原油馏分存储容器的注烃阀，分别加注在不同温度区间下获取的原油馏分。
所述烃源压力控制系统的连接方法为将所述烃源压力控制系统通过所述输压管道分支与每个所述原油馏分存储容器的加压阀连接。
所述光谱检测系统的连接方法为将所述ASD光谱探头连接所述ASD光谱测量仪，然后将所述ASD光谱探头分别通过所述可调节探头固定器依次固定在每个所述模拟地质层上方，保证每次的水平位置相同，光源条件相同。
所述光谱测量并观察的方法为分别在1小时、3小时、5小时、10小时、24小时、3天、7天、15天、一个月、三个月以及六个月后进行持续的光谱测量观察对比，同时测量每层矿物的光谱变化并观察矿物的物理变化，以及表层土壤的光谱变化特征及物理变化特征。
及时补充每个所述原油馏分存储容器中原油馏分的损耗，保证压力的恒定。
采用上述方案的有益效果是：
1、本技术方案由于采用了所述检测原油馏分渗漏过程中表层土壤光谱变化的装置的使用方法包括如下步骤：第一步：设置管柱和模拟地质层；第二步：设置原油馏分存储容器；第三步：连接烃源压力控制系统；第四步：连接光谱检测系统；第五步：光谱测量并观察的技术手段，所以，提供了对地下油藏中不同馏分从地下渗漏至地表过程中的地表土壤、相关蚀变矿物光谱变化规律的研究，填补了油气渗漏过程中地表浅层土壤及相关蚀变矿物的光谱变化机理研究的空白，有利于明确地下油气渗漏过程中地表浅层土壤及相关蚀变矿物的光谱变化特征识别，为利用机载或星载高光谱技术探测油气渗漏，圈定油气勘探潜力区提供重要的依据。
2、本技术方案由于采用了所述管柱和模拟地质层的设置方法为分别将土壤层—高岭土层—赤铁矿层—白云岩层—蒙脱石层—泥岩层—砂岩层分装在柱形段内，每层之间用半透膜隔板分隔，最底层用半透膜隔板包裹，依次装入所述管柱；或者，分别将土壤层—高岭土层—赤铁矿层—白云岩层—蒙脱石层—泥岩层—砂岩层分装在柱形段内，每层之间用半透膜隔板分隔，最底层的所述柱形段底端密封，依次装入所述管柱；所述原油馏分存储容器的设置方法为打开所述原油馏分存储容器的注烃阀，分别加注在不同温度区间下获取的原油馏分；所述烃源压力控制系统的连接方法为将所述烃源压力控制系统通过所述输压管道分支与每个所述原油馏分存储容器的加压阀连接(保证压力的恒定输出)；所述光谱检测系统的连接方法为将所述ASD光谱探头连接所述ASD光谱测量仪，然后将所述ASD光谱探头分别通过所述可调节探头固定器依次固定在每个所述模拟地质层上方，保证每次的水平位置相同，光源条件相同；所述光谱测量并观察的方法为分别在1小时、3小时、5小时、10小时、24小时、3天、7天、15天、一个月、三个月以及六个月后进行持续的光谱测量观察对比，同时测量每层矿物的光谱变化并观察矿物的物理变化，以及表层土壤的光谱变化特征及物理变化特征的技术手段，所以，实现了在模拟管柱内对不同原油馏分地表渗漏的连续光谱测量。
3、本技术方案由于采用了及时补充每个所述原油馏分存储容器中原油馏分的损耗的技术手段，所以，保证压力的恒定。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明的检测原油馏分渗漏过程中表层土壤光谱变化的装置和使用方法进一步的详细描述。
图1为本发明检测原油馏分渗漏过程中表层土壤光谱变化的装置的结构示意图。
附图标记说明如下。
1～管柱；
2～模拟地质层；
2-1～土壤层；
2-2～高岭土层；
2-3～赤铁矿层；
2-4～白云岩层；
2-5～蒙脱石层；
2-6～泥岩层；
2-7～砂岩层；
3～原油馏分存储容器；
3-1～注烃阀；
3-2～加压阀；
4～输压泵体；
5～压力控制阀；
6～压力控制表；
7～压力调节装置；
7-1～活塞片；
8～输压管道；
8-1～主输压管道；
8-2～输压管道分支；
9～ASD光谱测量仪；
10～ASD光谱探头；
11～可调节探头固定器；
11-1～立柱；
11-2～持夹装置。
具体实施方式
以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图1所示，本发明提供了一种原油馏分渗漏过程中表层土壤光谱变化的装置，包括地质模拟系统，烃源压力控制系统和光谱检测系统；所述地质模拟系统由管柱1(直径为9cm，高度为80cm)，模拟地质层2和原油馏分存储容器3(直径为25cm，容积为600ml)组成；所述烃源压力控制系统由输压泵体4，压力控制阀5，压力控制表6，压力调节装置7和输压管道8组成；所述光谱检测系统由ASD光谱测量仪9，ASD光谱探头10和可调节探头固定器11组成；所述可调节探头固定器11由立柱11-1和持夹装置11-2组成；所述持夹装置11-2一端用于夹持所述立柱11-1并沿所述立柱11-1上下移动，另一端用于放置所述ASD光谱探头10；所述立柱11-1下端与所述管柱1固定连接；所述立柱11-1上带有标尺。
本实施方式由于采用了所述检测原油馏分渗漏过程中表层土壤光谱变化的装置包括地质模拟系统，烃源压力控制系统和光谱检测系统；所述地质模拟系统由管柱，模拟地质层和原油馏分存储容器组成；所述烃源压力控制系统由输压泵体，压力控制阀，压力控制表，压力调节装置和输压管道组成；所述光谱检测系统由ASD光谱测量仪，ASD光谱探头和可调节探头固定器组成；所述可调节探头固定器由立柱和持夹装置组成；所述持夹装置一端用于夹持所述立柱并沿所述立柱上下移动，另一端用于放置所述ASD光谱探头；所述立柱下端与所述管柱固定连接；所述立柱上带有标尺(可调节并选择探测的角度和高度位置)的技术手段，所以，提供了对地下油藏中不同馏分从地下渗漏至地表过程中的地表土壤、相关蚀变矿物光谱变化规律的研究，填补了油气渗漏过程中地表浅层土壤及相关蚀变矿物的光谱变化机理研究的空白，有利于明确地下油气渗漏过程中地表浅层土壤及相关蚀变矿物的光谱变化特征识别，为利用机载或星载高光谱技术探测油气渗漏，圈定油气勘探潜力区提供重要的依据。
如图1所示，本实施方式所述模拟地质层2自上而下依次为土壤层2-1—高岭土层2-2—赤铁矿层2-3—白云岩层2-4—蒙脱石层2-5—泥岩层2-6—砂岩层2-7，每层分装在一个柱形段内，依次装入所述管柱1；两个所述柱形段之间用半透膜隔板分隔；所述管柱1的顶端和底端均为敞口；所述管柱1的下部插设在所述原油馏分存储容器3内，与所述原油馏分存储容器3的入口通过密封圈密封连接；所述管柱1的下部对应最底层的所述柱形段的部分设置有开口；最底层的所述柱形段的下部插设在位于所述原油馏分存储容器3中的支架上，底端用半透膜隔板包裹；或者，最底层的所述柱形段的下部放置在所述原油馏分存储容器3的底面上，底端密封，侧面设置有开口，用半透膜隔板包裹(管柱为透明玻璃制品，实现不同层位的矿物变化观察)。
本实施方式由于采用了所述模拟地质层自上而下依次为土壤层—高岭土层—赤铁矿层—白云岩层—蒙脱石层—泥岩层—砂岩层，每层分装在一个柱形段内，依次装入所述管柱；两个所述柱形段之间用半透膜隔板分隔(保证烃分子可以穿过，同时不同矿物粉末之间不会相互混合)；所述管柱的顶端和底端均为敞口；所述管柱的下部插设在所述原油馏分存储容器内，与所述原油馏分存储容器的入口通过密封圈密封连接；所述管柱的下部对应最底层的所述柱形段的部分设置有开口；最底层的所述柱形段的下部插设在位于所述原油馏分存储容器中的支架上，底端用半透膜隔板包裹；或者，最底层的所述柱形段的下部放置在所述原油馏分存储容器的底面上，底端密封，侧面设置有开口，用半透膜隔板包裹的技术手段，所以，实现了对土壤地质的模拟地下油藏系统的模拟。
如图1所示，本实施方式所述管柱1至少有两个；所述模拟地质层2至少有两个；所述原油馏分存储容器3至少有两个。
本实施方式由于采用了所述管柱至少有两个；所述模拟地质层至少有两个；所述原油馏分存储容器至少有两个的技术手段，所以，实现了对在不同温度区间下获取的原油馏分地表渗漏的光谱变化的规律研究。
如图1所示，本实施方式每个所述原油馏分存储容器3有两个阀口，一个是注烃阀3-1，另一个是加压阀；所述原油馏分存储容器3通过所述加压阀与所述烃源压力控制系统相连通；所述烃源压力控制系统的输压泵体4在连接所述加压阀的管路上依次设置有压力控制阀5，压力控制表6，压力调节装置7和输压管道8；所述输压管道8包括主输压管道8-1和输压管道分支8-2；输压管道分支8-2至少有一个；输压管道分支8-2的出气口分别与每个所述加压阀的进气口相连通。
本实施方式由于采用了每个所述原油馏分存储容器有两个阀口，一个是注烃阀，另一个是加压阀(实现了注烃和加压过程的分别控制)；所述原油馏分存储容器通过所述加压阀与所述烃源压力控制系统相连通；所述烃源压力控制系统的输压泵体在连接所述加压阀的管路上依次设置有压力控制阀，压力控制表，压力调节装置和输压管道；所述输压管道包括主输压管道和输压管道分支；所述输压管道分支至少有一个；所述输压管道分支的出气口分别与每个所述加压阀的进气口相连通的技术手段，所以，提供了稳定的压力输出，实现地下压力环境的模拟。
如图1所示，本实施方式所述压力调节装置7中间为一可活动的活塞片7-1，将所述输压泵体4内的气体和所述输压管道8内的气体分隔开。
本实施方式由于采用了所述压力调节装置中间为一可活动的活塞片，将所述输压泵体内的气体和所述输压管道内的气体分隔开的技术手段，所以，输压管道内的气体不会影响到原油馏分存储容器中的油气。
如图1所示，本实施方式所述可调节探头固定器11至少有两个；所述ASD光谱探头10设置于所述模拟地质层2上方；所述ASD光谱探头与所述ASD光谱测量仪9相连接；所述ASD光谱探头10分别设置于每个所述模拟地质层2上方的水平位置相同，光源条件相同。
本实施方式由于采用了所述可调节探头固定器至少有两个；所述ASD光谱探头设置于所述模拟地质层上方；所述ASD光谱探头与所述ASD光谱测量仪相连接；所述ASD光谱探头分别设置于每个所述模拟地质层上方的水平位置相同，光源条件相同的技术手段，所以，统一模拟装置的光谱观测距离与位置，保证相同位置、相同光源等条件下的连续光谱采样，保证了光谱采集时的一致性。
如图1所示，本实施方式所述检测原油馏分渗漏过程中表层土壤光谱变化的装置的使用方法包括如下步骤：第一步：设置管柱1和模拟地质层2；第二步：设置原油馏分存储容器3；第三步：连接烃源压力控制系统；第四步：连接光谱检测系统；第五步：光谱测量并观察。
本实施方式由于采用了所述检测原油馏分渗漏过程中表层土壤光谱变化的装置的使用方法包括如下步骤：第一步：设置管柱和模拟地质层；第二步：设置原油馏分存储容器；第三步：连接烃源压力控制系统；第四步：连接光谱检测系统；第五步：光谱测量并观察的技术手段，所以，提供了对地下油藏中不同馏分从地下渗漏至地表过程中的地表土壤、相关蚀变矿物光谱变化规律的研究，填补了油气渗漏过程中地表浅层土壤及相关蚀变矿物的光谱变化机理研究的空白，有利于明确地下油气渗漏过程中地表浅层土壤及相关蚀变矿物的光谱变化特征识别，为利用机载或星载高光谱技术探测油气渗漏，圈定油气勘探潜力区提供重要的依据。
如图1所示，本实施方式所述管柱1和模拟地质层2的设置方法为分别将土壤层2-1—高岭土层2-2—赤铁矿层2-3—白云岩层2-4—蒙脱石层2-5—泥岩层2-6—砂岩层2-7分装在柱形段内，每层之间用半透膜隔板分隔，最底层用半透膜隔板包裹，依次装入所述管柱1；或者，分别将土壤层2-1—高岭土层2-2—赤铁矿层2-3—白云岩层2-4—蒙脱石层2-5—泥岩层2-6—砂岩层2-7分装在柱形段内，每层之间用半透膜隔板分隔，最底层的所述柱形段底端密封，依次装入所述管柱1；所述原油馏分存储容器3的设置方法为打开所述原油馏分存储容器3的注烃阀3-1，分别加注在不同温度区间下获取的原油馏分；所述烃源压力控制系统的连接方法为将所述烃源压力控制系统通过所述输压管道分支8-2与每个所述原油馏分存储容器3的加压阀连接；所述光谱检测系统的连接方法为将所述ASD光谱探头10连接所述ASD光谱测量仪9，然后将所述ASD光谱探头10分别通过所述可调节探头固定器11依次固定在每个所述模拟地质层2上方，保证每次的水平位置相同，光源条件相同；光谱测量并观察的方法为分别在1小时、3小时、5小时、10小时、24小时、3天、7天、15天、一个月、三个月以及六个月后进行持续的光谱测量观察对比，同时测量每层矿物的光谱变化并观察矿物的物理变化，以及表层土壤的光谱变化特征及物理变化特征。
本实施方式由于采用了所述管柱和模拟地质层的设置方法为分别将土壤层—高岭土层—赤铁矿层—白云岩层—蒙脱石层—泥岩层—砂岩层分装在柱形段内，每层之间用半透膜隔板分隔，最底层用半透膜隔板包裹，依次装入所述管柱；或者，分别将土壤层—高岭土层—赤铁矿层—白云岩层—蒙脱石层—泥岩层—砂岩层分装在柱形段内，每层之间用半透膜隔板分隔，最底层的所述柱形段底端密封，依次装入所述管柱；所述原油馏分存储容器的设置方法为打开所述原油馏分存储容器的注烃阀，分别加注在不同温度区间下获取的原油馏分；所述烃源压力控制系统的连接方法为将所述烃源压力控制系统通过所述输压管道分支与每个所述原油馏分存储容器的加压阀连接(保证压力的恒定输出)；所述光谱检测系统的连接方法为将所述ASD光谱探头连接所述ASD光谱测量仪，然后将所述ASD光谱探头分别通过所述可调节探头固定器依次固定在每个所述模拟地质层上方，保证每次的水平位置相同，光源条件相同；所述光谱测量并观察的方法为分别在1小时、3小时、5小时、10小时、24小时、3天、7天、15天、一个月、三个月以及六个月后进行持续的光谱测量观察对比，同时测量每层矿物的光谱变化并观察矿物的物理变化，以及表层土壤的光谱变化特征及物理变化特征的技术手段，所以，实现了在模拟管柱内对不同原油馏分地表渗漏的连续光谱测量。
如图1所示，本实施方式及时补充每个所述原油馏分存储容器3中原油馏分的损耗。
本实施方式由于采用了及时补充每个所述原油馏分存储容器中原油馏分的损耗的技术手段，所以，保证压力的恒定。
本发明的一种实施例如下：
第一步：设置四个管柱1和模拟地质层2；
第二步：设置四个原油馏分存储容器3；
第三步：连接烃源压力控制系统；
第四步：连接光谱检测系统；
第五步：光谱测量并观察。
每个所述管柱1和模拟地质层2的设置方法为分别将土壤层2-1—高岭土层2-2—赤铁矿层2-3—白云岩层2-4—蒙脱石层2-5—泥岩层2-6—砂岩层2-7分装在柱形段内，每层之间用半透膜隔板分隔，最底层用半透膜隔板包裹，依次装入所述管柱1；或者，
分别将土壤层2-1—高岭土层2-2—赤铁矿层2-3—白云岩层2-4—蒙脱石层2-5—泥岩层2-6—砂岩层2-7分装在柱形段内，每层之间用半透膜隔板分隔，最底层的所述柱形段底端密封，依次装入所述管柱1；
每个所述原油馏分存储容器3的设置方法为打开所述原油馏分存储容器3的注烃阀3-1，分别加注0～120℃，120～200℃，200～275℃，275～300℃温度区间下的原油馏分(地下油藏在向地表渗漏过程中存在一定的运移分馏效应，随着运移距离的变化油气中不同组分的组成将发生变化，本装置按照温度将原油按照不同的温度区间进行分馏，得到四组由轻烃到重烃的对应馏分，从而模拟地下油藏在渗漏过程中不同馏分组分对于地表浅层土壤及相关蚀变矿物的地化影响并检测浅层土壤及相关蚀变矿物在相应馏分组分长期渗漏影响下的光谱变化特征)；
所述烃源压力控制系统的连接方法为将所述烃源压力控制系统通过所述输压管道分支8-2与每个所述原油馏分存储容器3的加压阀连接；
所述光谱检测系统的连接方法为将所述ASD光谱探头10连接所述ASD光谱测量仪9，然后将所述ASD光谱探头10分别通过所述可调节探头固定器11依次固定在每个所述模拟地质层2上方，保证每次的水平位置相同，光源条件相同；
所述光谱测量并观察的方法为分别在1小时、3小时、5小时、10小时、24小时、3天、7天、15天、一个月、三个月以及六个月后进行持续的光谱测量观察对比，同时测量每层矿物的光谱变化并观察矿物的物理变化，以及表层土壤的光谱变化特征及物理变化特征。
及时补充四个所述原油馏分存储容器3中原油馏分的损耗。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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 (9)

1.一种检测原油馏分渗漏过程中表层土壤光谱变化的装置，其特征在于，包括地质模拟系统，烃源压力控制系统和光谱检测系统；
所述地质模拟系统由管柱(1)，模拟地质层(2)和原油馏分存储容器(3)组成；
所述烃源压力控制系统由输压泵体(4)，压力控制阀(5)，压力控制表(6)，压力调节装置(7)和输压管道(8)组成；
所述光谱检测系统由ASD光谱测量仪(9)，ASD光谱探头(10)和可调节探头固定器(11)组成；
所述可调节探头固定器(11)由立柱(11-1)和持夹装置(11-2)组成；
所述持夹装置(11-2)一端用于夹持所述立柱(11-1)并沿所述立柱(11-1)上下移动，另一端用于放置所述ASD光谱探头(10)；
所述立柱(11-1)下端与所述管柱(1)固定连接；
所述立柱(11-1)上带有标尺；
所述模拟地质层(2)装入管柱(1)，所述管柱(1)的下部插设在所述原油馏分存储容器(3)内，所述管柱(1)的下部对应最底层的柱形段的部分设置有开口，每个所述原油馏分存储容器(3)有两个阀口，一个是注烃阀(3-1)，另一个是加压阀，所述原油馏分存储容器(3)通过所述加压阀与所述烃源压力控制系统相连通，所述烃源压力控制系统的输压泵体(4)在连接所述加压阀的管路上依次设置有压力控制阀(5)，压力控制表(6)，压力调节装置(7)和输压管道(8)，所述ASD光谱探头(10)设置于所述模拟地质层(2)上方。
2.根据权利要求1所述的检测 原油馏分渗漏过程中表层土壤光谱变化的装置，其特征在于，所述模拟地质层(2)自上而下依次为土壤层(2-1)—高岭土层(2-2)—赤铁矿层(2-3)—白云岩层(2-4)—蒙脱石层(2-5)—泥岩层(2-6)—砂岩层(2-7)，每层分装在一个柱形段内，依次装入所述管柱(1)；
两个所述柱形段之间用半透膜隔板分隔；
所述管柱(1)的顶端和底端均为敞口；
所述管柱(1)与所述原油馏分存储容器(3)的入口通过密封圈密封连接；
最底层的所述柱形段的下部插设在位于所述原油馏分存储容器(3)中的支架上，底端用半透膜隔板包裹；或者，
最底层的所述柱形段的下部放置在所述原油馏分存储容器(3)的底面上，底端密封，侧面设置有开口，用半透膜隔板包裹。
3.根据权利要求2所述的检测 原油馏分渗漏过程中表层土壤光谱变化的装置，其特征在于，
所述管柱(1)至少有两个；
所述模拟地质层(2)至少有两个；
所述原油馏分存储容器(3)至少有两个。
4.根据权利要求3所述的检测 原油馏分渗漏过程中表层土壤光谱变化的装置，其特征在于，
所述输压管道(8)包括主输压管道(8-1)和输压管道分支(8-2)；
输压管道分支(8-2)至少有一个；
输压管道分支(8-2)的出气口分别与每个所述加压阀的进气口相连通。
5.根据权利要求4所述的检测 原油馏分渗漏过程中表层土壤光谱变化的装置，其特征在于，所述压力调节装置(7)中间为一可活动的活塞片(7-1)，将所述输压泵体(4)内的气体和所述输压管道(8)内的气体分隔开。
6.根据权利要求5所述的检测 原油馏分渗漏过程中表层土壤光谱变化的装置，其特征在于，
所述可调节探头固定器(11)至少有两个；
所述ASD光谱探头与所述ASD光谱测量仪(9)相连接；
所述ASD光谱探头(10)分别设置于每个所述模拟地质层(2)上方的水平位置相同，光源条件相同。
7.一种如权利要求1-6任意一项所述检测原油馏分渗漏过程中表层土壤光谱变化的装置的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：
第一步：设置管柱(1)和模拟地质层(2)，所述模拟地质层(2)装入管柱(1)，所述管柱(1)的下部插设在所述原油馏分存储容器(3)内，所述管柱(1)的下部对应最底层的所述柱形段的部分设置有开口，每个所述原油馏分存储容器(3)有两个阀口，一个是注烃阀(3-1)，另一个是加压阀；
第二步：设置原油馏分存储容器(3)；
第三步：连接烃源压力控制系统，所述原油馏分存储容器(3)通过所述加压阀与所述烃源压力控制系统相连通，所述烃源压力控制系统的输压泵体(4)在连接所述加压阀的管路上依次设置有压力控制阀(5)，压力控制表(6)，压力调节装置(7)和输压管道(8)；
第四步：连接光谱检测系统；所述ASD光谱探头(10)设置于所述模拟地质层(2)上方；
第五步：光谱测量并观察。
8.根据权利要求7所述的检测原油馏分渗漏过程中表层土壤光谱变化的装置的使用方法，其特征在于，所述管柱(1)和模拟地质层(2)的设置方法为分别将土壤层(2-1)—高岭土层(2-2)—赤铁矿层(2-3)—白云岩层(2-4)—蒙脱石层(2-5)—泥岩层(2-6)—砂岩层(2-7)分装在柱形段内，每层之间用半透膜隔板分隔，最底层用半透膜隔板包裹，依次装入所述管柱(1)；或者，
分别将土壤层(2-1)—高岭土层(2-2)—赤铁矿层(2-3)—白云岩层(2-4)—蒙脱石层(2-5)—泥岩层(2-6)—砂岩层(2-7)分装在柱形段内，每层之间用半透膜隔板分隔，最底层的所述柱形段底端密封，依次装入所述管柱(1)；
所述原油馏分存储容器(3)的设置方法为打开所述原油馏分存储容器(3)的注烃阀(3-1)，分别加注在不同温度区间下获取的原油馏分；
所述烃源压力控制系统的连接方法为将所述烃源压力控制系统通过一输压管道分支(8-2)与每个所述原油馏分存储容器(3)的加压阀连接；
所述光谱检测系统的连接方法为将所述ASD光谱探头(10)连接所述ASD光谱测量仪(9)，然后将所述ASD光谱探头(10)分别通过所述可调节探头固定器(11)依次固定在每个所述模拟地质层(2)上方，保证每次的水平位置相同，光源条件相同；
所述光谱测量并观察的方法为分别在1小时、3小时、5小时、10小时、24小时、3天、7天、15天、一个月、三个月以及六个月后进行持续的光谱测量观察对比，同时测量每层矿物的光谱变化并观察矿物的物理变化，以及表层土壤的光谱变化特征及物理变化特征。
9.根据权利要求8所述的检测原油馏分渗漏过程中表层土壤光谱变化的装置的使用方法，其特征在于，及时补充每个所述原油馏分存储容器(3)中原油馏分的损耗。
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