CN115774090A - 一种表征片钠铝石富集条件的实验方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种表征片钠铝石富集条件的实验方法，其包括表征片钠铝石富集的岩石类型、温度范围、pH值范围、流体类型，通过对片钠铝石样品进行部分相同实验条件的一系列水岩模拟实验，并利用各水岩模拟实验自对应的片钠铝石溶蚀作用强弱和稳定性，表征片钠铝石富集与岩石类型、温度范围、pH值范围及流体类型等环境条件的关系。本发明还涉及一种用于该试验方法的高温高压反应釜装置。本发明是一种表征片钠铝石富集条件的实验方法，通过对片钠铝石富集条件在岩石类型、温度、pH值、流体类型上的表征，得到天然片钠铝石大量、稳定存在的环境条件，进而确定CO2地质埋存的优质场地。
Description
技术领域
本发明涉及富集岩中片钠铝石富集条件的评价技术领域，具体涉及一种表征片钠铝石富集条件的实验方法。
背景技术
近年来的研究表明，工业革命以来的全球气候变暖主要是人类活动产生的CO2在大气圈中聚集的结果，随着地球表面逐渐变暖，可引起潜在的、甚至是灾难性的全球气候变化。鉴于CO2是温室气体的主要构成部分，近年来提出了许多旨在限制大气圈中CO2浓度的建议，CO2的地质埋存]就是其中之一。CO2地质埋存是将工业排放的CO2注入到地下盐水层、枯竭的油气藏和煤层等，涉及的储集岩石类型主要为砂岩、碳酸盐岩、火山岩、火山碎屑岩和煤岩，是最有前途的CO2封存方式。CO2注入地下后可通过构造圈闭捕获、水动力捕获、溶解捕获和矿物捕获等方式进行存储，其中，CO2的矿物捕获是CO2溶于水(或卤水)之后，与其他矿物或离子反应形成碳酸盐矿物的地球化学过程。天然CO2储层岩石学研究和以CO2地质埋存为目的的地球化学模拟表明，天然与人为注入的CO2，在地层中通过溶解—沉淀反应所形成的碳酸盐矿物主要为方解石、片钠铝石、铁白云石、菱铁矿以及菱镁矿等，其中片钠铝石是一种易于识别的、“捕获”CO2形成的自生碳酸盐矿物，被认为是记录CO2运移、聚集和逸散的特征矿物。与水动力捕获和溶解捕获相比，CO2的矿物捕获可以实现注入CO2的长期和安全存储，岩石类型的不同可影响CO2的总捕获量，但并不影响主要固碳矿物为片钠铝石这一事实，储集岩中片钠铝石的碳捕获量可占总固碳量的42.2％-90.1％。因此，在可比地质条件下，矿物捕获CO2的能力大小自然地成为寻找CO2地质埋存场地的重要因素之一。片钠铝石富集的地质背景即是CO2地质埋存的最佳地质条件，天然片钠铝石大量、稳定存在的条件将是制约CO2矿物贮存的关键问题，亦是寻找CO2地质埋存场地的重要影响因素。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种表征片钠铝石富集条件的实验方法，其通过对片钠铝石富集条件在岩石类型、温度、pH值、流体类型上的表征，得到天然片钠铝石大量、稳定存在的环境条件，进而确定的CO2地质埋存优质场地。
本表征片钠铝石富集条件的实验方法所述实验方法包括以下步骤，
S1-表征片钠铝石富集的岩石类型：取不同储集岩、不同结构的同种储集岩，分别于高温高压反应釜装置中进行相同实验条件的水岩模拟实验，根据各自溶蚀过程中Na+和Al3+离子析出数据，确定不同类型储集岩的离子析出能力，进而表征片钠铝石富集的岩石类型；
S2-表征片钠铝石富集的温度范围：取天然或人工合成的片钠铝石样品，参考片钠铝石发育层位的pH值及地层水性质，于高温高压反应釜装置中进行除温度以外的相同实验条件的水岩模拟实验，根据相同pH值、不同温度下片钠铝石溶蚀作用强弱和稳定性，表征片钠铝石稳定存在的温度区间；
S3-表征片钠铝石富集的pH值范围：取天然或人工合成的片钠铝石样品，参考片钠铝石发育层位的温度及地层水性质，于高温高压反应釜装置中进行除pH值以外的相同实验条件的水岩模拟实验，根据相同温度、不同pH值下片钠铝石溶蚀作用强弱和稳定性，表征片钠铝石稳定存在的pH值范围；
S4-表征片钠铝石富集的流体类型：取不同类型的地层水片和天然或人工合成的片钠铝石样品，于高温高压反应釜装置中进行相同实验条件的水岩模拟实验组，根据相同温度和pH值、不同地层水类型下片钠铝石溶蚀作用强弱和稳定性，表征片钠铝石稳定存在的流体类型。
具体到水岩模拟实验设备，所述高温高压反应釜装置包括反应釜系统、气瓶、气体增压泵、活塞容器和取样器。用于实现各表征实验中模拟地质条件下水岩模拟反应。
进一步的，所述反应釜系统包括哈氏合金反应釜、马弗炉，所述哈氏合金反应釜所述马弗炉内，哈氏合金反应釜内设四氟乙烯内胆和磁力搅拌装置，所述气瓶通过导气管道经气体增压泵和阀门与哈氏合金反应釜相连接，所述活塞容器通过导液管道经阀门与哈氏合金反应釜相连接。所述反应釜的容积为1L，可供多种物质在40MPa和350℃高温高压范围内进行化学反应，且工作温度可根据实验要求通过反应釜系统中的控温仪对马弗炉进行调节；釜体采用哈氏合金材料制成，具有极强的耐腐蚀性能；装置具有对反应釜内温度、压力预设定和温度、压力过载保护功能，同时反应釜配设有电磁推动搅拌桨，可在反应过程中对反应物实施搅拌，进而加快反应速度。
本表征片钠铝石富集条件的实验方法中步骤2所述的片钠铝石富集的岩石类型表征具体为，在已有储集岩—CO2流体相互作用实验数据基础上，补充收集可对比条件下的水岩模拟实验数据，在100、200、300℃条件下得到的CO2流体对岩屑长石砂岩改造作用的实验数据)，在相同实验条件下，补充岩屑砂岩、石英砂岩及其他类型储集岩的水岩模拟实验数据，通过各岩石类型的溶蚀特征，对比相同实验条件下，同种储集岩(如长石砂岩)，不同结构(如粗粒、中粒、细粒等)的溶蚀特征，并根据实测的Na+和Al3+离子数据，确定不同类型储集岩的离子析出能力，表征片钠铝石富集的岩石类型。
本表征片钠铝石富集条件的实验方法中步骤2所述的表征片钠铝石富集的温度范围的水岩模拟实验具体为，将待测片钠铝石样品、500ml蒸馏水放入哈氏合金反应釜的掉篮内，利用气体增压泵将气瓶内CO2气体以一定的流速和流量注入反应釜，并保证釜内压力>7.2MPa(当温度>31.26℃，压力>7.2Mpa时，CO2达到超临界状态，且在地质埋存过程中CO2均处于超临界状态，因此实验压力在7.2MPa以上)，之后在80℃、100℃、120℃、140℃、160℃、180℃和200℃条件下分别反应72h，自然冷却后，常温取出，进行液固分离，对生成的固相物质进行过滤，并用蒸馏水反复冲洗，于60℃下烘干24h，进行扫描电镜和X-衍射分析，表征不同温度下片钠铝石溶蚀作用的强弱；滤液进行系统的化学分析，分析项目包括pH值、矿化度和Na+、Al3+、HCO3 -、CO3 2-含量(mg/L)，表征不同温度下片钠铝石的稳定性。
本表征片钠铝石富集条件的实验方法中步骤3所述的表征片钠铝石富集的pH值范围的水岩模拟实验具体为，将pH值为5、6、7、8、9、10的溶液放入哈氏合金反应釜的容积为300ml的聚四氟乙烯内胆中，将待测片钠铝石样品置于反应釜中，最后将反应釜置于马弗炉中，在温度为80℃和100℃条件下保温72h，自然冷却后，常温取出，进行液固分离，对生成的固相物质进行过滤，并用蒸馏水反复冲洗，于60℃下烘干24h，进行扫描电镜和X-衍射分析，表征不同pH值下片钠铝石溶蚀作用的强弱；滤液进行系统的化学分析，分析项目包括pH值、矿化度和Na+、Al3+、HCO3 -、CO3 2-含量(mg/L)，表征不同pH值下片钠铝石的稳定性。
本表征片钠铝石富集条件的实验方法中步骤4所述的表征片钠铝石富集的流体类型的水岩模拟实验组包括下列步骤，
S41-表征片钠铝石富集的地层水类型：将不同类型的地层水放入哈氏合金反应釜的容积为300ml的聚四氟乙烯内胆中，将片钠铝石样品置于反应釜中，将反应釜置于马弗炉中，在温度为80℃和100℃条件下保温72h；自然冷却后，常温取出，进行液固分离，对生成的固相物质进行过滤，并用蒸馏水反复冲洗，于60℃下烘干24h，进行扫描电镜和X-衍射分析，表征不同地层水下片钠铝石溶蚀作用的强弱；滤液进行系统的化学分析，分析项目包括pH值、矿化度和Na+、Al3+、HCO3 -、CO3 2-含量(mg/L)，表征不同地层水下片钠铝石的稳定性；
S42-表征片钠铝石富集的油气充注条件包括不含油储层的表征和含油储层的表征，具体包括以下步骤，
S421-不含油储层的表征：用2mol/L的AlCl3·6H2O溶液和28％的NH3·H2O反应制备Al(OH)3沉淀，并用蒸馏水反复清洗沉淀物直到无法检测出NH4 +为止(取滤液10ml加热，石蕊试纸不变蓝)；然后，按照16:1的比例，向Al(OH)3悬浊液中加入一定量的NaHCO3搅拌均匀，并用NaOH将体系的pH值分别调至9，9.5，10；最后，将不同pH值的反应溶液分别放入哈氏合金反应釜的容积为300ml的聚四氟乙烯内胆中(填充度为65％)，并将反应釜置于马弗炉中，在100℃、120℃和140℃的条件下，分别反应12h和24h；水热反应结束后，自然冷却，常温取出，进行液固分离，对生成的固相物质进行过滤，并用蒸馏水反复冲洗，于60℃下烘干24h，进行X-衍射和扫描电镜分析；通过反应产物的相分析和粒度测定，得到人工合成片钠铝石的最佳实验条件，并得到单相、晶形完整且均匀性较好的片钠铝石；
S422-含油储层的表征：用2mol/L的AlCl3·6H2O溶液和28％的NH3·H2O反应制备Al(OH)3沉淀，并用蒸馏水反复清洗沉淀物直到无法检测出NH4 +为止(取滤液10ml加热，石蕊试纸不变蓝)；然后，按照16:1的比例，向Al(OH)3悬浊液中加入一定量的NaHCO3和一定量的加入一定量(石油加入量按照油水比1:1、1:5和1:10比例进行调整)的原油搅拌均匀，并用NaOH将体系的pH值分别调至9，9.5，10；最后，将不同pH值的反应溶液分别放入哈氏合金反应釜的容积为300ml的聚四氟乙烯内胆中(填充度为65％)，并将反应釜置于马弗炉中，在100℃、120℃和140℃的条件下，分别反应12h和24h；水热反应结束后，自然冷却，常温取出，进行液固分离，对生成的固相物质进行过滤，并用蒸馏水反复冲洗，于60℃下烘干24h，进行X-衍射和扫描电镜分析；通过反应产物的相分析和粒度测定，得到人工合成片钠铝石的最佳实验条件，并得到单相、晶形完整且均匀性较好的片钠铝石；
S423-片钠铝石富集的油气充注条件表征：对两组反应生成的固相物质进行X-衍射和扫描电镜分析，通过固相生成物的质量、成分、形貌特征的综合对比，并结合自然类比结果，表征油气充注对片钠铝石形成所产生的影响。
本发明是一种表征片钠铝石富集条件的实验方法，通过对片钠铝石富集条件在岩石类型、温度、pH值、流体类型上的表征，得到天然片钠铝石大量、稳定存在的环境条件，进而确定CO2地质埋存的优质场地。
附图说明
下面结合附图对本发明一种表征片钠铝石富集条件的实验方法作进一步说明：
图1是本表征片钠铝石富集条件的实验方法的流程图；
图2是本表征片钠铝石富集条件的实验方法所述高温高压反应釜装置的平面结构示意图。
图中：
1-反应釜系统、2-气瓶、3-气体增压泵、4-活塞容器；11-哈氏合金反应釜)、12-马弗炉。
具体实施方式
在本发明中，除非另有表征的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系均为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
以下用具体实施例对本发明技术方案做进一步描述，但本发明的保护范围不限制于下列实施例。
实施方式1：如图1所示，本表征片钠铝石富集条件的实验方法所述实验方法包括以下步骤，
S1-表征片钠铝石富集的岩石类型：取不同储集岩、不同结构的同种储集岩，分别于高温高压反应釜装置中进行相同实验条件的水岩模拟实验，根据各自溶蚀过程中Na+和Al3+离子析出数据，确定不同类型储集岩的离子析出能力，进而表征片钠铝石富集的岩石类型；具体为在已有储集岩—CO2流体相互作用实验数据基础上，补充收集可对比条件下的水岩模拟实验数据，在100、200、300℃条件下得到的CO2流体对岩屑长石砂岩改造作用的实验数据)，在相同实验条件下，补充岩屑砂岩、石英砂岩及其他类型储集岩的水岩模拟实验数据，通过各岩石类型的溶蚀特征，对比相同实验条件下，同种储集岩(如长石砂岩)，不同结构(如粗粒、中粒、细粒等)的溶蚀特征，并根据实测的Na+和Al3+离子数据，确定不同类型储集岩的离子析出能力，表征片钠铝石富集的岩石类型。
S2-表征片钠铝石富集的温度范围：取天然或人工合成的片钠铝石样品，参考片钠铝石发育层位的pH值及地层水性质，于高温高压反应釜装置中进行除温度以外的相同实验条件的水岩模拟实验，根据相同pH值、不同温度下片钠铝石溶蚀作用强弱和稳定性，表征片钠铝石稳定存在的温度区间；具体为，将待测片钠铝石样品、500ml蒸馏水放入哈氏合金反应釜11的掉篮内，利用将气瓶内CO2气体以一定的流速和流量注入反应釜，并保证釜内压力>7.2MPa(当温度>31.26℃，压力>7.2Mpa时，CO2达到超临界状态，且在地质埋存过程中CO2均处于超临界状态，因此实验压力在7.2MPa以上)，之后在80℃、100℃、120℃、140℃、160℃、180℃和200℃条件下分别反应72h，自然冷却后，常温取出，进行液固分离，对生成的固相物质进行过滤，并用蒸馏水反复冲洗，于60℃下烘干24h，进行扫描电镜和X-衍射分析，表征不同温度下片钠铝石溶蚀作用的强弱；滤液进行系统的化学分析，分析项目包括pH值、矿化度和Na+、Al3+、HCO3 -、CO3 2-含量(mg/L)，表征不同温度下片钠铝石的稳定性。
S3-表征片钠铝石富集的pH值范围：取天然或人工合成的片钠铝石样品，参考片钠铝石发育层位的温度及地层水性质，于高温高压反应釜装置中进行除pH值以外的相同实验条件的水岩模拟实验，根据相同温度、不同pH值下片钠铝石溶蚀作用强弱和稳定性，表征片钠铝石稳定存在的pH值范围；具体为，将pH值为5、6、7、8、9、10的溶液放入哈氏合金反应釜11的容积为300ml的聚四氟乙烯内胆中，将待测片钠铝石样品置于反应釜中，最后将反应釜置于马弗炉中，在温度为80℃和100℃条件下保温72h，自然冷却后，常温取出，进行液固分离，对生成的固相物质进行过滤，并用蒸馏水反复冲洗，于60℃下烘干24h，进行扫描电镜和X-衍射分析，表征不同pH值下片钠铝石溶蚀作用的强弱；滤液进行系统的化学分析，分析项目包括pH值、矿化度和Na+、Al3+、HCO3 -、CO3 2-含量(mg/L)，表征不同pH值下片钠铝石的稳定性。
S4-表征片钠铝石富集的流体类型：取不同类型的地层水片和天然或人工合成的片钠铝石样品，于高温高压反应釜装置中进行相同实验条件的水岩模拟实验组，根据相同温度和pH值、不同地层水类型下片钠铝石溶蚀作用强弱和稳定性，表征片钠铝石稳定存在的流体类型。具体包括下列步骤，
S41-表征片钠铝石富集的地层水类型：将不同类型的地层水放入哈氏合金反应釜11的容积为300ml的聚四氟乙烯内胆中，将片钠铝石样品置于反应釜中，将反应釜置于马弗炉12中，在温度为80℃和100℃条件下保温72h；自然冷却后，常温取出，进行液固分离，对生成的固相物质进行过滤，并用蒸馏水反复冲洗，于60℃下烘干24h，进行扫描电镜和X-衍射分析，表征不同地层水下片钠铝石溶蚀作用的强弱；滤液进行系统的化学分析，分析项目包括pH值、矿化度和Na+、Al3+、HCO3 -、CO3 2-含量(mg/L)，表征不同地层水下片钠铝石的稳定性；
S42-表征片钠铝石富集的油气充注条件包括不含油储层的表征和含油储层的表征，具体包括以下步骤，
S421-不含油储层的表征：用2mol/L的AlCl3·6H2O溶液和28％的NH3·H2O反应制备Al(OH)3沉淀，并用蒸馏水反复清洗沉淀物直到无法检测出NH4 +为止(取滤液10ml加热，石蕊试纸不变蓝)；然后，按照16:1的比例，向Al(OH)3悬浊液中加入一定量的NaHCO3搅拌均匀，并用NaOH将体系的pH值分别调至9，9.5，10；最后，将不同pH值的反应溶液分别放入哈氏合金反应釜的容积为300ml的聚四氟乙烯内胆中(填充度为65％)，并将反应釜置于马弗炉中，在100℃、120℃和140℃的条件下，分别反应12h和24h；水热反应结束后，自然冷却，常温取出，进行液固分离，对生成的固相物质进行过滤，并用蒸馏水反复冲洗，于60℃下烘干24h，进行X-衍射和扫描电镜分析；通过反应产物的相分析和粒度测定，得到人工合成片钠铝石的最佳实验条件，并得到单相、晶形完整且均匀性较好的片钠铝石；
S422-含油储层的表征：用2mol/L的AlCl3·6H2O溶液和28％的NH3·H2O反应制备Al(OH)3沉淀，并用蒸馏水反复清洗沉淀物直到无法检测出NH4 +为止(取滤液10ml加热，石蕊试纸不变蓝)；然后，按照16:1的比例，向Al(OH)3悬浊液中加入一定量的NaHCO3和一定量的加入一定量(石油加入量按照油水比1:1、1:5和1:10比例进行调整)的原油搅拌均匀，并用NaOH将体系的pH值分别调至9，9.5，10；最后，将不同pH值的反应溶液分别放入哈氏合金反应釜的容积为300ml的聚四氟乙烯内胆中(填充度为65％)，并将反应釜置于马弗炉中，在100℃、120℃和140℃的条件下，分别反应12h和24h；水热反应结束后，自然冷却，常温取出，进行液固分离，对生成的固相物质进行过滤，并用蒸馏水反复冲洗，于60℃下烘干24h，进行X-衍射和扫描电镜分析；通过反应产物的相分析和粒度测定，得到人工合成片钠铝石的最佳实验条件，并得到单相、晶形完整且均匀性较好的片钠铝石；
S423-片钠铝石富集的油气充注条件表征：对两组反应生成的固相物质进行X-衍射和扫描电镜分析，通过固相生成物的质量、成分、形貌特征的综合对比，并结合自然类比结果，表征油气充注对片钠铝石形成所产生的影响。
实施方式2：如图2所示，具体到水岩模拟实验设备，所述高温高压反应釜装置包括反应釜系统1、气瓶2、气体增压泵3、活塞容器4和取样器。用于实现各表征实验中模拟地质条件下水岩模拟反应。所述反应釜系统1包括哈氏合金反应釜11、马弗炉12，所述哈氏合金反应釜11所述马弗炉12内，哈氏合金反应釜11内设四氟乙烯内胆和磁力搅拌装置，所述气瓶2通过导气管道经气体增压泵3和阀门与哈氏合金反应釜11相连接，所述活塞容器4通过导液管道经阀门与哈氏合金反应釜11相连接。所述反应釜的容积为1L，可供多种物质在40MPa和350℃高温高压范围内进行化学反应，且工作温度可根据实验要求通过反应釜系统中的控温仪对马弗炉进行调节；釜体采用哈氏合金材料制成，具有极强的耐腐蚀性能；装置具有对反应釜内温度、压力预设定和温度、压力过载保护功能，同时反应釜配设有电磁推动搅拌桨，可在反应过程中对反应物实施搅拌，进而加快反应速度。
本表征片钠铝石富集条件的实验方法通过表征方法和实验设备设计，对片钠铝石富集条件在岩石类型、温度、pH值、流体类型上的表征，得到天然片钠铝石大量、稳定存在的环境条件，进而确定的CO2地质埋存优质场地。
以上描述显示了本发明的主要特征、基本原理，以及本发明的优点。对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施方式或者实施例的细节，且在不背离本发明的精神或者基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此应将上述实施方式或者实施例看作示范性的，且非限制性的。本发明的范围由所附权利要求而非上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (6)
1.一种表征片钠铝石富集条件的实验方法，其特征是：所述实验方法包括以下步骤，
S1-表征片钠铝石富集的岩石类型：取不同储集岩、不同结构的同种储集岩，分别于高温高压反应釜装置中进行相同实验条件的水岩模拟实验，根据各自溶蚀过程中Na+和Al3+离子析出数据，确定不同类型储集岩的离子析出能力，进而表征片钠铝石富集的岩石类型；
S2-表征片钠铝石富集的温度范围：取天然或人工合成的片钠铝石样品，参考片钠铝石发育层位的pH值及地层水性质，于高温高压反应釜装置中进行除温度以外的相同实验条件的水岩模拟实验，根据相同pH值、不同温度下片钠铝石溶蚀作用强弱和稳定性，表征片钠铝石稳定存在的温度区间；
S3-表征片钠铝石富集的pH值范围：取天然或人工合成的片钠铝石样品，参考片钠铝石发育层位的温度及地层水性质，于高温高压反应釜装置中进行除pH值以外的相同实验条件的水岩模拟实验，根据相同温度、不同pH值下片钠铝石溶蚀作用强弱和稳定性，表征片钠铝石稳定存在的pH值范围；
S4-表征片钠铝石富集的流体类型：取不同类型的地层水片和天然或人工合成的片钠铝石样品，于高温高压反应釜装置中进行相同实验条件的水岩模拟实验组，根据相同温度和pH值、不同地层水类型下片钠铝石溶蚀作用强弱和稳定性，表征片钠铝石稳定存在的流体类型。
2.根据权利要求1所述的表征片钠铝石富集条件的实验方法，其特征是：所述高温高压反应釜装置包括反应釜系统(1)、气瓶(2)、气体增压泵(3)、活塞容器(4)和取样器。
3.根据权利要求2所述的表征片钠铝石富集条件的实验方法，其特征是：所述反应釜系统(1)包括哈氏合金反应釜(11)、马弗炉(12)，所述哈氏合金反应釜(11)所述马弗炉(12)内，哈氏合金反应釜(11)内设四氟乙烯内胆和磁力搅拌装置，所述气瓶(2)通过导气管道经气体增压泵(3)和阀门与哈氏合金反应釜(11)相连接，所述活塞容器(4)通过导液管道经阀门与哈氏合金反应釜(11)相连接。
4.根据权利要求3所述的表征片钠铝石富集条件的实验方法，其特征是：步骤2所述的表征片钠铝石富集的温度范围的水岩模拟实验具体为，将待测片钠铝石样品、500ml蒸馏水放入哈氏合金反应釜(11)的掉篮内，利用气体增压泵(3)将气瓶内CO2气体以一定的流速和流量注入反应釜，并保证釜内压力>7.2MPa，之后在80℃、100℃、120℃、140℃、160℃、180℃和200℃条件下分别反应72h，自然冷却后，常温取出，进行液固分离，对生成的固相物质进行过滤，并用蒸馏水反复冲洗，于60℃下烘干24h，样品用蒸馏水反复冲洗、烘干，进行扫描电镜和X-衍射分析，表征不同温度下片钠铝石溶蚀作用的强弱；滤液进行系统的化学分析，分析项目包括pH值、矿化度和Na+、Al3+、HCO3 -、CO3 2-含量，表征不同温度下片钠铝石的稳定性。
5.根据权利要求3所述的表征片钠铝石富集条件的实验方法，其特征是：步骤3所述的表征片钠铝石富集的pH值范围的水岩模拟实验具体为，将pH值为5、6、7、8、9、10的溶液放入哈氏合金反应釜(11)的容积为300ml的聚四氟乙烯内胆中，将待测片钠铝石样品置于反应釜中，最后将反应釜置于马弗炉(12)中，在温度为80℃和100℃条件下保温72h，自然冷却后，常温取出，进行液固分离，对生成的固相物质进行过滤，并用蒸馏水反复冲洗，于60℃下烘干24h，样品进行扫描电镜和X-衍射分析，表征不同pH值下片钠铝石溶蚀作用的强弱；滤液进行系统的化学分析，分析项目包括pH值、矿化度和Na+、Al3+、HCO3 -、CO3 2-含量，表征不同pH值下片钠铝石的稳定性。
6.根据权利要求3所述的表征片钠铝石富集条件的实验方法，其特征是：步骤4所述的表征片钠铝石富集的流体类型的水岩模拟实验组包括下列步骤，
S41-表征片钠铝石富集的地层水类型：将不同类型的地层水放入哈氏合金反应釜(11)的容积为300ml的聚四氟乙烯内胆中，将片钠铝石样品置于反应釜中，将反应釜置于马弗炉(12)中，在温度为80℃和100℃条件下保温72h；自然冷却后，常温取出，进行液固分离，对生成的固相物质进行过滤，并用蒸馏水反复冲洗，于60℃下烘干24h，样品进行扫描电镜和X-衍射分析，表征不同地层水下片钠铝石溶蚀作用的强弱；滤液进行系统的化学分析，分析项目包括pH值、矿化度和Na+、Al3+、HCO3 -、CO3 2-含量，表征不同地层水下片钠铝石的稳定性；
S42-表征片钠铝石富集的油气充注条件包括不含油储层的表征和含油储层的表征，具体包括以下步骤，
S421-不含油储层的表征：用2mol/L的AlCl3·6H2O溶液和28％的NH3·H2O反应制备Al(OH)3沉淀，并用蒸馏水反复清洗沉淀物直到无法检测出NH4 +为止；然后，按照16:1的比例，向Al(OH)3悬浊液中加入一定量的NaHCO3搅拌均匀，并用NaOH将体系的pH值分别调至9，9.5，10；最后，将不同pH值的反应溶液分别放入哈氏合金反应釜(11)的容积为300ml的聚四氟乙烯内胆中，填充度为65％，并将反应釜置于马弗炉(12)中，在100℃、120℃和140℃的条件下，分别反应12h和24h；水热反应结束后，自然冷却，常温取出，进行液固分离，对生成的固相物质进行过滤，并用蒸馏水反复冲洗，于60℃下烘干24h，进行X-衍射和扫描电镜分析；通过反应产物的相分析和粒度测定，得到人工合成片钠铝石的最佳实验条件，并得到单相、晶形完整且均匀性较好的片钠铝石；
S422-含油储层的表征：用2mol/L的AlCl3·6H2O溶液和28％的NH3·H2O反应制备Al(OH)3沉淀，并用蒸馏水反复清洗沉淀物直到无法检测出NH4 +为止；然后，按照16:1的比例，向Al(OH)3悬浊液中加入一定量的NaHCO3和一定量的加入一定量的原油搅拌均匀，并用NaOH将体系的pH值分别调至9，9.5，10；最后，将不同pH值的反应溶液分别放入哈氏合金反应釜(11)的容积为300ml的聚四氟乙烯内胆中，填充度为65％，并将反应釜置于马弗炉(12)中，在100℃、120℃和140℃的条件下，分别反应12h和24h；水热反应结束后，自然冷却，常温取出，进行液固分离，对生成的固相物质进行过滤，并用蒸馏水反复冲洗，于60℃下烘干24h，进行X-衍射和扫描电镜分析；通过反应产物的相分析和粒度测定，得到人工合成片钠铝石的最佳实验条件，并得到单相、晶形完整且均匀性较好的片钠铝石；
S423-片钠铝石富集的油气充注条件表征：对两组反应生成的固相物质进行X-衍射和扫描电镜分析，通过固相生成物的质量、成分、形貌特征的综合对比，并结合自然类比结果，表征油气充注对片钠铝石形成所产生的影响。
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