CN202673266U - 模拟真实地层条件下微波加热油页岩的实验装置 - Google Patents

Abstract

一种模拟真实地层条件下微波加热油页岩的实验装置。它是由计算机处理装置，控制装置，微波加热装置，驱替装置，收集测量装置组成。该实用新型利用恒温箱和特制的岩心夹持器来模拟地层压力和地层温度，并利用微波暗室模拟真实地层条件下的微波传播情况，从而实现模拟真实地层条件下微波加热油页岩，并能测量微波加热时油页岩矿石上的温度分布规律。集成在装置内的渗透率测量装置、驱替装置能在不受外界环境影响的条件下准确测量地层条件下微波加热油页岩后渗透率和驱替效果的变化。

Description

模拟真实地层条件下微波加热油页岩的实验装置

技术领域

本实用新型涉及一种利用微波加热油页岩的实验装置，特别涉及一种模拟真实地层条件下微波加热油页岩，并测量加热后油页岩物性参数变化的实验装置。 

背景技术

油页岩一般是指干酪根含量高并足以分馏出相当数量石油的细粒沉积岩，是原油的潜在替代能源。世界范围内油页岩资源十分丰富，中国是世界上油页岩资源丰富的国家之一，且产地集中，便于大规模开采利用。相比传统的地面干馏技术，近些年兴起的原位开采技术具有更经济、更环保，并适于大规模开发的优势。 

世界范围内原位开采技术分为很多种，在实现本实用新型的过程中，发现利用微波加热原位开采油页岩是针对现有的原位开采技术的不足所提出的一种新思路，有环保、高效、成本低等优势，具备光明的应用和发展前景；但是微波加热地下油页岩进行原位开采尚没有足够的实验数据提供可行性验证和技术设计依据，且至今没有人设计出能模拟地层条件下微波加热油页岩并测量微波加热对油页岩物性参数影响的实验装置。 

实用新型内容

为了验证微波加热地下油页岩并实现原位开采的技术设想，同时研究地层条件下微波加热油页岩对油页岩矿藏的物性参数的影响，从而为微波原位开采油页岩工艺提供设计依据。本实用新型提供了一套实验装置，该装置不仅能实现模拟真实地层条件下微波加热油页岩，还能测量微波加热油页岩过程中对油页岩温度分布、孔隙度变化的影响参数。 

为达到上述目的，本实用新型是通过下述技术方案实现的： 

本实用新型包括：计算机处理装置，控制装置，微波加热装置，驱替装置，收集测量装置，所述计算机处理装置与控制装置，微波加热装置，驱替装置，收集测量装置顺次通过数据线连接；所述的控制装置包括：微波功率控制器、恒温箱温度控制器；所述微波加热装置包括：位于恒温箱内的微波暗箱，位于微波暗箱内的微波源、岩心夹持器、岩心夹持器底座；所述的驱替装置包括：通过连通管线与岩心夹持器顺次连接的气体源、气体驱替阀，通过连通管线与岩心夹持器顺次连接的平流泵、液体驱替阀、活塞容器，位于岩心夹持器下方的导出阀。所述收集测量装置包括：按特定间距分布在岩心夹持器上的压力检测传感器、温度传感器，通过连通管线与岩心夹持器连接、通过数据电缆与计算机处理装置连接的电子称。 

本实用新型有如下显著优点：使用恒温箱和围压可调的岩心夹持器，可模拟地下环境；采用微波暗室，能避免微波的反射和谐振，可实现对地层条件下微波传播的模拟；使用特制的耐高温高压的工程塑料岩心夹持器及岩心夹持器底座，工程塑料为圆柱体，轴线垂直于微波源，岩心夹持器位于微波源正上方，能保证微波能量损耗最小；集微波加热油页岩装置和油页岩物性参数测量装置为一体，避免了由于环境变化引起的误差。 

附图说明

图1是本实用新型的示意说明图。 

图中附图的标记的含义为： 

1微波功率控制装置，2计算机显示装置，3恒温箱控制装置，4数据电缆，5恒温箱，6微波暗室，7温度传感器，8可调式岩心夹持器底座，9岩心夹持器，10微波源，11页岩油导出管，12压力传感器，13导入管，14液体驱替阀，15气体驱替阀，16数控平流泵，17导气管，18导出阀，19电子测重仪，20驱替气源，21驱替活塞。 

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述。 

实施例1： 

本实用新型的实施例1是提供一种地层条件下微波加热油页岩的模拟实验装置，如图1该装置包括：微波功率控制装置1、恒温箱控制装置3、恒温箱5、微波暗室6、微波源10、岩心夹持器9、可调式岩心夹持器底座8构成。油页岩测量和驱替装置包括：计算机显示装置2，数据电缆4、温度传感器7、压力传感器12、数控平流泵16、驱替活塞21、页岩油导出管11、导入管13、导出阀18、电子测重仪19。 

进一步地，微波功率控制装置1和恒温箱控制装置3连接恒温箱5和微波源10，并通过数据线4连接到计算机装置2。实验时，将油页岩岩心样本放入岩心夹持器9，通过微波功率控制装置1和恒温箱控制装置3能控制恒温箱的温度，以模拟地层温度。通过微波功率控制装置1和恒温箱控制装置3能控制微波源10，能实现不同功率、不同时间的微波能量加热油页岩。温度测量装置由温度传感器7组成，共有5个，温度传感器7通过数据线与计算机装置2连接，温度检测传感器热电偶直径较小且材质具备非导磁性，其中1个安装在恒温箱5内，用以检测其温度；1个安装在微波暗室6内用以检测其温度；3个按特定距离安装在岩心夹持器9上，在与微波源在一条直线方向上按一定距离均匀分布，用以研究油页岩心不同位置的温度分布规律。岩心夹持器9由特制的耐高温高压的工程塑料制成，能避免岩心夹持器 9对微波能量的吸收或者反射；微波暗室6内层涂有微波吸收剂，能防止微波发生发射或谐振；两者共同实现对地层条件下微波加热油页岩的模拟。岩心夹持器支座8高度可调，能实现微波源与油页岩的距离可调。微波加热油页岩时，通过温度传感器7测量出在油页岩样品上的温度分布和各测点温度随时间变化，能研究微波加热油页岩时温度传播规律。油页岩经过微波加热后，打开导出阀18，干馏出的页岩油进入计量装置进行计量，能研究微波干馏油页岩的组分。 

压力传感器12、数控平流泵16通过数据线4与计算机显示和控制装置连接；压力传感器12共5个，沿岩心夹持器按特定距离分布3个，夹持器两端各一个。微波加热油页岩后，由驱替气源20、气体驱替阀15、岩心夹持器9、页岩油导出管11、导入管13、压力传感器12构成油页岩渗透率测量装置，实验时通过测出的测点压力和已知参数便可计算出加热后油页岩的渗透率。 

由数控平流泵16、驱替活塞21、液体驱替阀14、驱替气源20、气体驱替阀15、岩心夹持器9、页岩油导出管11、导入管13、压力传感器12构成油页岩岩心驱替实验装置，驱替气源为热蒸汽或水蒸气，活塞容器内盛装有驱替液，用以进行页岩油的气体或液体驱替实验。 

由此可见，本实用新型实施例所述模拟实验装置，可以对不同地区的油页岩进行微波加热和驱替实验研究。可以开展不同微波功率条件下、不同加热时间对不同地层条件下的油页岩进行模拟实验，并研究其热传导规律和页岩油气采收率情况；并能不受外界环境影响的条件下测量微波加热油页岩后油页岩的渗透率的变化；同时能进行页岩油驱替实验，进一步为页岩油的采出提供实验依据。为优化不同地区微波原位开采油页岩提供开发方案的依据。 

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。 

Claims (3)

1.一种模拟真实地层条件下微波加热油页岩的实验装置，包括：计算机处理装置，控制装置，微波加热装置，驱替装置，收集测量装置，其特征在于，所述计算机处理装置与控制装置，微波加热装置，驱替装置，收集测量装置顺次通过数据线连接；所述的控制装置包括：微波功率控制器、恒温箱温度控制器；所述微波加热装置包括：位于恒温箱内的微波暗箱，位于微波暗箱内的微波源、岩心夹持器、岩心夹持器底座；所述的驱替装置包括：通过连通管线与岩心夹持器顺次连接的气体源、气体驱替阀，通过连通管线与岩心夹持器顺次连接的平流泵、液体驱替阀、活塞容器，位于岩心夹持器下方的导出阀；所述收集测量装置包括：按特定间距分布在岩心夹持器上的压力检测传感器、温度传感器，通过连通管线与岩心夹持器连接、通过数据电缆与计算机处理装置连接的电子称。

2.根据权利要求1所述模拟真实地层条件下微波加热油页岩的实验装置，其特征在于，所述的微波暗箱内层涂有微波吸收剂，能避免微波反射。

3.根据权利要求1所述的模拟真实地层条件下微波加热油页岩的实验装置，其特征在于，所述的岩心夹持器所用材料为耐高温高压工程塑料，为圆柱体，轴线垂直于微波源，岩心夹持器位于微波源正上方。 

Images