專利名稱：一種成巖作用模擬實(shí)驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及石油地質(zhì)領(lǐng)域的實(shí)驗(yàn)裝置，特別是涉及一種成巖作用模擬實(shí)驗(yàn)裝置， 具體的講是一種具備流體原位分析和滲透率在線檢測(cè)的成巖作用模擬實(shí)驗(yàn)裝置，主要用于模擬由于盆地升降引起溫度、壓力、流體性質(zhì)改變而導(dǎo)致的溶蝕、膠結(jié)、交代等成巖作用。
背景技術(shù)：
眾所周知，石油與天然氣等資源正日趨減少，采用更加有效和更為經(jīng)濟(jì)的方式開采這些資源也是大勢(shì)所趨。通過對(duì)巖層的成巖作用研究，有助于判斷研究巖層是否具備存儲(chǔ)油氣的條件，從而提高油氣勘探的效率。成巖作用是指沉積物向巖石轉(zhuǎn)化過程中所發(fā)生的各種物理、化學(xué)及生物化學(xué)作用，主要發(fā)生在沉積之后到變質(zhì)作用之前這段時(shí)間。成巖作用在油氣儲(chǔ)層研究中具有重要作用。通過對(duì)成巖作用的研究，可以了解成巖作用對(duì)儲(chǔ)層的改造程度，從成巖角度評(píng)價(jià)和預(yù)測(cè)儲(chǔ)層。成巖作用是內(nèi)部系統(tǒng)與外界環(huán)境相互作用、相互協(xié)調(diào)的過程，不同盆地類型可以有不同的成巖演化，同一盆地，不同部位成巖演化也可能不同。目前，模擬不同埋藏環(huán)境的水巖反應(yīng)實(shí)驗(yàn)是成巖作用研究的重要手段之一。水巖反應(yīng)是指在地質(zhì)作用過程中，水溶液與礦物巖石間發(fā)生物質(zhì)成分相互交換的化學(xué)反應(yīng)。在沉積物埋藏、加熱和壓實(shí)的過程中，沉積物中的流體會(huì)被排出。隨著流體的運(yùn)移，它會(huì)與其它巖石或礦物發(fā)生反應(yīng)，形成具有一定化學(xué)屬性的流體。伴隨著盆地的升降，巖層的溫度、 壓力、流體性質(zhì)也隨之改變，從而發(fā)生溶蝕、膠結(jié)、交代等成巖作用?，F(xiàn)有模擬實(shí)驗(yàn)裝置只能提供單一階段的水巖反應(yīng)模擬，裝置自動(dòng)化程度低、設(shè)計(jì)簡單，難以很好地模擬構(gòu)造演化、 沉降埋藏等地質(zhì)作用造成實(shí)際地層中溫度、壓力、流體性質(zhì)變化所導(dǎo)致的溶蝕、膠結(jié)、交代等成巖作用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種成巖作用模擬實(shí)驗(yàn)裝置，包括控制裝置、反應(yīng)溶液供應(yīng)裝置、多階段連續(xù)流反應(yīng)裝置、溶液成份原位分析裝置以及巖心滲透率演化在線檢測(cè)裝置；其中，所述控制裝置分別連接于所述反應(yīng)溶液供應(yīng)裝置、所述多階段連續(xù)流反應(yīng)裝置以及所述巖心滲透率演化在線檢測(cè)裝置；所述反應(yīng)溶液供應(yīng)裝置分別連接于所述多階段連續(xù)流反應(yīng)裝置以及所述巖心滲透率演化在線檢測(cè)裝置；所述多階段連續(xù)流反應(yīng)裝置連接于所述溶液成份原位分析裝置；所述巖心滲透率演化在線檢測(cè)裝置分別連接于所述多階段連續(xù)流反應(yīng)裝置及所述反應(yīng)溶液供應(yīng)裝置；所述控制裝置控制所述反應(yīng)溶液供應(yīng)裝置在設(shè)定的壓力和流速下，從外部抽取反應(yīng)溶液及反應(yīng)氣體，并將所述反應(yīng)溶液及反應(yīng)氣體送入到所述多階段連續(xù)流反應(yīng)裝置或所述巖心滲透率演化在線檢測(cè)裝置；所述多階段連續(xù)流反應(yīng)裝置包括至少兩個(gè)反應(yīng)釜，所述反應(yīng)釜中放置待測(cè)巖石，所述待測(cè)巖石與所述反應(yīng)溶液進(jìn)行反應(yīng)，生成反應(yīng)生成液；所述反應(yīng)生成液流入到所述溶液成份原位分析裝置，在高溫高壓條件下分析所述反應(yīng)生成液的成份和含量；所述巖心滲透率演化在線檢測(cè)裝置用于放置待測(cè)巖心，并與所述反應(yīng)溶液或所述反應(yīng)生成液進(jìn)行反應(yīng)，用于實(shí)時(shí)、在線檢測(cè)所述待測(cè)巖心的滲透率。本實(shí)施例中，所述成巖作用模擬實(shí)驗(yàn)裝置還包括至少兩個(gè)溶液在線取樣器，對(duì)應(yīng)連接于所述多階段連續(xù)流反應(yīng)裝置中的至少兩個(gè)反應(yīng)釜，用于高溫高壓下在線獲取所述至少兩個(gè)反應(yīng)釜中的反應(yīng)生成液。本實(shí)施例中，所述多階段連接流反應(yīng)裝置還包括至少兩個(gè)溫度探測(cè)器，對(duì)應(yīng)連接于所述至少兩個(gè)反應(yīng)釜，并連接所述控制裝置，用于檢測(cè)對(duì)應(yīng)反應(yīng)釜中的反應(yīng)生成液的溫度，并反饋給所述控制裝置顯示。本實(shí)施例中，所述成巖作用模擬實(shí)驗(yàn)裝置還包括至少兩個(gè)過壓保護(hù)器，設(shè)置在所述至少兩個(gè)反應(yīng)釜的出口處，用于當(dāng)模擬實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)際壓力高于設(shè)定安全值時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)泄壓。本發(fā)明提供的成巖作用模擬實(shí)驗(yàn)裝置，能夠模擬不同的地層埋藏環(huán)境，完成在不同的溫度和壓力條件并且保持流體連續(xù)流動(dòng)情況下的兩個(gè)以上階段水巖反應(yīng)過程，實(shí)現(xiàn)連續(xù)的多階段水巖反應(yīng)實(shí)驗(yàn)?zāi)M，這將有助于使實(shí)驗(yàn)階段中流體化學(xué)性質(zhì)更接近于自然界的實(shí)際情況。在多階段連續(xù)流動(dòng)的實(shí)驗(yàn)過程中，通過復(fù)制成巖作用過程中不同階段的溫度、 壓力、流體化學(xué)性質(zhì)、礦物組成和流動(dòng)特征，可以有效模擬由于盆地升降造成實(shí)際地層中溫度、壓力、流體性質(zhì)改變所導(dǎo)致的溶蝕、膠結(jié)、交代等成巖作用。本發(fā)明提供的成巖作用模擬實(shí)驗(yàn)裝置既可以模擬開放流動(dòng)體系又可以模擬靜態(tài)封閉體系下的水巖反應(yīng)，尤其是通過多階段連續(xù)流的實(shí)驗(yàn)?zāi)茌^真實(shí)地模擬實(shí)際地層所發(fā)生的成巖作用；再結(jié)合高溫高壓溶液成份原位分析技術(shù)和高溫高壓溶液在線取樣技術(shù)，能夠?qū)Ω鱾€(gè)階段反應(yīng)生成液的流體屬性進(jìn)行分析，這樣就實(shí)現(xiàn)了對(duì)成巖模式的實(shí)驗(yàn)?zāi)M，有助于提供更為準(zhǔn)確的成巖模式；利用巖心滲透率演化在線檢測(cè)裝置，可以有效模擬覆壓和高溫條件下真實(shí)巖心與流體之間的水巖反應(yīng)，并可以實(shí)時(shí)、在線檢測(cè)巖心的滲透率值，實(shí)現(xiàn)定量描述流體對(duì)巖心內(nèi)部孔隙的改造效率。本發(fā)明提供的成巖作用模擬實(shí)驗(yàn)裝置的多個(gè)反應(yīng)釜之間以及反應(yīng)釜與巖心夾持器之間的連接方式采用了串/并連接設(shè)計(jì)，在串聯(lián)狀態(tài)下，成巖作用模擬實(shí)驗(yàn)裝置可以提供多階段連續(xù)流動(dòng)實(shí)驗(yàn)環(huán)境，進(jìn)行多階段的水巖反應(yīng)實(shí)驗(yàn)?zāi)M；在并聯(lián)狀態(tài)下，反應(yīng)釜或巖心夾持器可以各自獨(dú)立運(yùn)行，提供單一階段水巖反應(yīng)實(shí)驗(yàn)?zāi)M，從而提高工作效率。并且， 反應(yīng)釜、閥門、管線均采用inCone1625合金材料制成，這就確保整個(gè)裝置能夠耐高溫、耐高壓和耐強(qiáng)酸強(qiáng)堿腐蝕。


為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1是本發(fā)明實(shí)施例的成巖作用模擬實(shí)驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例的反應(yīng)溶液供應(yīng)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明成巖作用模擬實(shí)驗(yàn)裝置的另一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明成巖作用模擬實(shí)驗(yàn)裝置的又一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖5為本發(fā)明實(shí)施例的溶液成分原位分析裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本發(fā)明實(shí)施例的巖心滲透率演化在線檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為包含多個(gè)第一加熱裝置的多階段連續(xù)流反應(yīng)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖8為包含一個(gè)第一加熱裝置的多階段連續(xù)流反應(yīng)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖9為包含第二加熱裝置的巖心滲透率演化在線檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖10為本發(fā)明實(shí)施例的控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖11為本發(fā)明實(shí)施例的N階段水巖反應(yīng)實(shí)驗(yàn)?zāi)M裝置中的具有N個(gè)反應(yīng)釜及N-I 個(gè)變溫器的連接結(jié)構(gòu)示意圖；圖12為本發(fā)明實(shí)施例的成巖作用模擬實(shí)驗(yàn)裝置的一個(gè)具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。圖1是本發(fā)明實(shí)施例的成巖作用模擬實(shí)驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示，本實(shí)施例中的所述的成巖作用模擬實(shí)驗(yàn)裝置包括控制裝置1、反應(yīng)溶液供應(yīng)裝置2、多階段連續(xù)流反應(yīng)裝置3、溶液成份原位分析裝置4以及巖心滲透率演化在線檢測(cè)裝置5 ；其中，所述控制裝置1分別連接于所述反應(yīng)溶液抽取裝置2、所述多階段連續(xù)流反應(yīng)裝置3以及所述巖心滲透率演化在線檢測(cè)裝置5 ；所述反應(yīng)溶液供應(yīng)裝置2分別連接于所述多階段連續(xù)流反應(yīng)裝置3以及所述巖心滲透率演化在線檢測(cè)裝置5 ；所述多階段連續(xù)流反應(yīng)裝置3連接于所述溶液成份原位分析裝置4 ；所述巖心滲透率演化在線檢測(cè)裝置5分別連接于所述多階段連續(xù)流反應(yīng)裝置3及所述反應(yīng)溶液供應(yīng)裝置2。所述控制裝置1控制所述反應(yīng)溶液供應(yīng)裝置2在設(shè)定的壓力和流速下，從外部抽取反應(yīng)溶液及反應(yīng)氣體，并將所述反應(yīng)溶液及反應(yīng)氣體送入到所述多階段連續(xù)流反應(yīng)裝置 3或所述巖心滲透率演化在線檢測(cè)裝置5中。所述多階段連續(xù)流反應(yīng)裝置3包括至少兩個(gè)反應(yīng)釜，所述反應(yīng)釜中放置待測(cè)巖石，所述待測(cè)巖石與所述反應(yīng)溶液進(jìn)行反應(yīng)，生成反應(yīng)生成液。所述反應(yīng)生成液流入到所述溶液成份原位分析裝置4，在高溫高壓條件下分析所述反應(yīng)生成液的成份和含量，提供更為準(zhǔn)確的成巖模式。所述巖心滲透率演化在線檢測(cè)裝置5用于放置待測(cè)巖心，并與所述反應(yīng)溶液或所述反應(yīng)生成液進(jìn)行反應(yīng)，用于實(shí)時(shí)、在線檢測(cè)所述待測(cè)巖心的滲透率，實(shí)現(xiàn)定量描述流體對(duì)巖心內(nèi)部孔隙的改造效率。在本實(shí)施例中，如圖2所示，反應(yīng)溶液供應(yīng)裝置2包括液相泵201，用于設(shè)定實(shí)驗(yàn)所需的流速，并從外部抽取反應(yīng)溶液，以及通過壓縮溶液提供實(shí)驗(yàn)所需的壓力；其中，反應(yīng)溶液可為淡水或油田水，也可以為人工配置的溶液。氣相泵202，用于在所述的壓力和流速下，抽取外部反應(yīng)氣體，如二氧化碳或硫化氫等；預(yù)熱器203，用于將所述反應(yīng)溶液和所述反應(yīng)氣體混合所生成的反應(yīng)溶液進(jìn)行加熱。其中，所述氣相泵202為高壓氣相泵，液相泵
7201為高壓液體柱塞泵，液相泵201中配置有壓力傳感器和流速傳感器，連接于控制裝置1， 可以設(shè)置反應(yīng)溶液的流速，并根據(jù)壓縮溶液提供實(shí)驗(yàn)所需的壓力。在本實(shí)施例中，如圖3所示，所述成巖作用模擬實(shí)驗(yàn)裝置還包括至少兩個(gè)溶液在線取樣器601、602，對(duì)應(yīng)連接于所述多階段連續(xù)流反應(yīng)裝置3中的至少兩個(gè)反應(yīng)釜301、 302，用于高溫高壓下在線獲取所述至少兩個(gè)反應(yīng)釜301、302中的反應(yīng)生成液。其中，所述多階段連接流反應(yīng)裝置還包括至少兩個(gè)溫度探測(cè)器(圖3中未示)，對(duì)應(yīng)連接于所述至少兩個(gè)反應(yīng)釜301、302，并連接所述控制裝置1，用于檢測(cè)對(duì)應(yīng)反應(yīng)釜中的反應(yīng)生成液的溫度， 并反饋給所述控制裝置1顯示。其中，本實(shí)施例中的反應(yīng)釜至少為兩個(gè)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要，可以設(shè)置反應(yīng)釜為更多個(gè)，以提供更多階段的成巖作用模擬實(shí)驗(yàn)。并且，成巖作用模擬試驗(yàn)中的多個(gè)反應(yīng)釜之間采用了串/并連接設(shè)計(jì)，在串聯(lián)狀態(tài)下，成巖作用模擬實(shí)驗(yàn)可以提供多階段連續(xù)流動(dòng)實(shí)驗(yàn)環(huán)境，進(jìn)行多階段的水巖反應(yīng)實(shí)驗(yàn)?zāi)M；在并聯(lián)狀態(tài)下，每個(gè)反應(yīng)釜可以各自獨(dú)立運(yùn)行，提供單一階段水巖反應(yīng)模擬實(shí)驗(yàn)。在本實(shí)施例中，如圖4所示，所述成巖作用模擬實(shí)驗(yàn)裝置還包括至少兩個(gè)過壓保護(hù)器701、702，設(shè)置在所述至少兩個(gè)反應(yīng)釜301、302的出口處，用于當(dāng)模擬實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)際壓力高于設(shè)定安全值時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)泄壓。在本實(shí)施例中，如圖5所示，所述溶液成份原位分析裝置4包括至少兩個(gè)原位觀測(cè)池401、402，光纖探頭403和光譜分析儀404 ；所述至少兩個(gè)原位觀測(cè)池401、402通過所述光纖探頭403與所述光譜分析儀404進(jìn)行連接，用于在高溫高壓原位條件下分析所述至少兩個(gè)反應(yīng)釜中生成的反應(yīng)生成液的成份與含量。其中，原位觀測(cè)池401、402與反應(yīng)釜301、 302也是一一對(duì)應(yīng)設(shè)置，用于觀測(cè)每一反應(yīng)釜中生成的反應(yīng)生成液的成份與含量。本實(shí)施例中，原位觀測(cè)池可為藍(lán)寶石視窗池。光譜分析儀404包括紫外可見光光譜儀、激光拉曼光譜儀或紅外可見光譜儀。在本實(shí)施例中，如圖6所示，巖心滲透率演化在線檢測(cè)裝置5包括巖心夾持器 501，用于夾持待測(cè)巖心；手動(dòng)泵502，用于為所述巖心夾持器501提供預(yù)設(shè)的圍壓；壓差探測(cè)器503，連接控制裝置1，用于測(cè)量所述巖心夾持器501兩端的壓差，并將所述壓差反饋給所述控制裝置1，實(shí)時(shí)在線檢測(cè)所述待測(cè)巖心的滲透率。其中，巖心夾持器501與多階段連續(xù)流反應(yīng)裝置3中的反應(yīng)釜之間也是采用了串/并連連設(shè)計(jì)，在串聯(lián)狀態(tài)下，可以進(jìn)行多階段的水巖反應(yīng)實(shí)驗(yàn)?zāi)M，在并聯(lián)狀態(tài)下，反應(yīng)釜和巖心夾持器可以各自獨(dú)立運(yùn)行，提供單一階段水巖反應(yīng)實(shí)驗(yàn)?zāi)M。在本實(shí)施例中，所述巖心夾持器501包括夾持器殼體和升壓罐，所述升壓罐包圍所述夾持器殼體設(shè)置；所述手動(dòng)泵502連接所述升壓罐，通過所述手動(dòng)泵502壓縮所述升壓罐與所述夾持器殼體之間的溶液，提供所述夾持器殼體的圍壓；所述壓差探測(cè)器503連接在所述夾持器殼體的兩端，用于測(cè)量流體經(jīng)過待測(cè)巖心時(shí)，巖心夾持器501兩端產(chǎn)生的壓力差，從而可以計(jì)算待測(cè)巖心的滲透率，以實(shí)現(xiàn)定量描述流體對(duì)巖心內(nèi)部孔隙的改造效率。在本實(shí)施例中，如圖7所示，所述多階段連接流反應(yīng)裝置3還包括第一加熱裝置 303，用于為所述至少兩個(gè)反應(yīng)釜301、302加熱，設(shè)定所述反應(yīng)釜中的反應(yīng)生成液的溫度。 所述第一加熱裝置303可為外加熱套，均勻包裹所述反應(yīng)釜301、302，并連接到所述控制裝置1。第一加熱裝置303包括電阻絲，用于加熱；溫控?zé)犭娕?，用于控制所述電阻絲的加熱溫度；溫度探測(cè)器，用于檢測(cè)所述電阻絲的加熱溫度。所述電阻絲、溫控?zé)犭娕技皽囟忍綔y(cè)器均連接于控制裝置。其中，第一加熱裝置303對(duì)應(yīng)于多個(gè)反應(yīng)釜可設(shè)置為多個(gè)，此時(shí)可為不同的反應(yīng)釜提供不同的工作溫度，進(jìn)行在不同溫度下多階段的水巖反應(yīng)實(shí)驗(yàn)?zāi)M也可以設(shè)置一個(gè)整體加熱裝置，包裹多個(gè)反應(yīng)釜，此時(shí)，所有的反應(yīng)釜工作在同一溫度下，進(jìn)行在同一溫度下多階段的水巖反應(yīng)實(shí)驗(yàn)?zāi)M。也就是說，控制裝置1可以控制與多個(gè)反應(yīng)釜一一對(duì)應(yīng)設(shè)置的多個(gè)第一加熱裝置303，如圖7所示；也可以控制一個(gè)為多個(gè)反應(yīng)釜整體加熱的第一加熱裝置303，如圖8所示。在本實(shí)施例中，如圖9所示，所述巖心滲透率演化在線檢測(cè)裝置5還包括第二加熱裝置504，連接于所述控制裝置1，用于為所述巖心夾持器501加熱，設(shè)定所述巖心夾持器 501的實(shí)驗(yàn)溫度。本實(shí)施例中，所述第二加熱裝置504為外加熱套，均勻包裹所述巖心夾持器501的升壓罐，并連接控制裝置1。其中，第二加熱裝置504包括電阻絲，用于加熱；溫控?zé)犭娕?，用于控制所述電阻絲的加熱溫度；溫度探測(cè)器，用于檢測(cè)所述電阻絲的加熱溫度。 所述電阻絲、溫控?zé)犭娕技皽囟忍綔y(cè)器均連接于控制裝置1。在本實(shí)施例中，如圖10所示，所述控制裝置1包括控制柜101及計(jì)算機(jī)102，用于控制并顯示用于控制并顯示所述預(yù)熱器203加熱的反應(yīng)溶液的溫度、所述反應(yīng)釜301、302 中反應(yīng)生成液的溫度以及所述巖心夾持器501的圍壓及其中反應(yīng)溶液的溫度。其中，控制裝置1連接于反應(yīng)溶液供應(yīng)裝置2中的氣相泵202和液相泵201的電機(jī)，控制其工作，還連接液相泵201中的壓力傳感器和流速傳感器，顯示反應(yīng)溶液的流速；控制裝置1還連接多階段連接流反應(yīng)裝置3的第一加熱裝置303，控制反應(yīng)釜的實(shí)驗(yàn)溫度；控制裝置1還連接巖心滲透率演化在線檢測(cè)裝置5的第二加熱裝置504和壓差探測(cè)器503，控制巖心夾持器501的工作溫度及顯示巖心夾持器501兩端的壓差。在本實(shí)施例中，如圖11所示，所述至少兩個(gè)反應(yīng)釜之間連接有變溫器，用于控制所述至少兩個(gè)反應(yīng)釜中的反應(yīng)生成液的溫度不同。其中，根據(jù)反應(yīng)釜的數(shù)量不同，變溫器對(duì)應(yīng)于反應(yīng)釜設(shè)置的數(shù)量也不同。當(dāng)實(shí)驗(yàn)裝置中有3個(gè)反應(yīng)釜時(shí)，則在反應(yīng)釜串聯(lián)的管路上設(shè)置有兩個(gè)變溫器，位于兩個(gè)反應(yīng)釜之間，即可進(jìn)行三個(gè)階段的水巖反應(yīng)實(shí)驗(yàn)?zāi)M。同樣， 當(dāng)實(shí)驗(yàn)裝置中有N個(gè)反應(yīng)釜時(shí)，則在反應(yīng)釜串聯(lián)的管路上設(shè)置有N-I個(gè)變溫器，位于兩個(gè)反應(yīng)釜之間，即可進(jìn)行N個(gè)階段的水巖反應(yīng)實(shí)驗(yàn)?zāi)M。在本實(shí)施例中，反應(yīng)釜以及連接反應(yīng)釜的管線和閥門由inc0ne1625合金材料制成，確保整個(gè)裝置耐高溫、耐高壓及耐強(qiáng)酸強(qiáng)堿腐蝕。因此，本實(shí)施例中，所述巖心滲透率演化在線檢測(cè)裝置5的最高工作溫度為170°C，最高工作壓力為68MPa。所述多階段連接流反應(yīng)裝置3的最高工作溫度為400°C，最高工作壓力為lOOMPa。實(shí)施例一圖12為本發(fā)明的成巖作用模擬實(shí)驗(yàn)裝置的一個(gè)具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示，本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)裝置包括反應(yīng)釜R1、反應(yīng)釜R2、氣相泵F1、液相泵F2、預(yù)熱器W1、變溫器W2、過壓保護(hù)器Cl、過壓保護(hù)器C2、溫度探測(cè)器Tl、溫度探測(cè)器T2、冷凝器W3、反向壓力控制器P、氣液分離器S，溶液成份原位分析裝置的原位觀測(cè)池Bl、原位觀測(cè)池B2、光纖探頭 X和光譜分析儀G，溶液在線取樣器的取樣管Ql、取樣管Q2和閥門V4、V5、Vl 1、V12，滲透率實(shí)時(shí)在線檢測(cè)裝置的巖心夾持器R3、壓差探測(cè)器P1、手動(dòng)泵F3，另外還有多階段連續(xù)流反應(yīng)裝置和滲透率實(shí)時(shí)在線檢測(cè)裝置的加熱裝置(未圖示)和控制柜K和計(jì)算機(jī)M。本實(shí)施例的氣相泵Fl為高壓氣體泵，液相泵F2為高壓液體柱塞泵，其中，高壓液體柱塞泵F2配置有壓力傳感器和流速傳感器。高壓液體柱塞泵F2和高壓氣體泵Fl的出口通過閥門、管線與預(yù)熱器Wl入口連接，預(yù)熱器Wl出口通過耐溫三通閥門VI、V2、V13和管線分別與反應(yīng)釜 R1、反應(yīng)釜R2和巖心夾持器R3的進(jìn)口連通；反應(yīng)釜Rl和反應(yīng)釜R2包括中空的殼體，殼體內(nèi)設(shè)置有樣品支架，用于放置固體樣品，殼體上下兩端均具有開口，并都裝有過濾器，下方為流體進(jìn)口，上方為流體出口 ；反應(yīng)釜Rl出口分別連接溫度探測(cè)器Tl、過壓保護(hù)器Cl、溶液在線取樣管Ql和原位觀測(cè)池Bl入口，反應(yīng)釜R2出口分別連接溫度探測(cè)器T2、過壓保護(hù)器 C2、溶液在線取樣管Q2和原位觀測(cè)池B2的入口 ；過壓保護(hù)器Cl、C2用于當(dāng)系統(tǒng)實(shí)際壓力高于設(shè)定安全值時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)泄壓，溫度探測(cè)器Tl、T2用于測(cè)量反應(yīng)附中生成的反應(yīng)溶液的溫度；反應(yīng)釜Rl出口通過閥門V4連接取樣管Ql，反應(yīng)釜R2出口通過閥門Vll連接取樣管Q2，取樣管具有確定的容積，取樣管Ql的出口端連接閥門V5，取樣管Q2的出口端連接閥門V12，取樣管用于在反應(yīng)過程中獲取反應(yīng)釜內(nèi)的生成液，進(jìn)行成分與含量分析；原位觀測(cè)池Bl出口和原位觀測(cè)池B2出口通過光纖探頭X與光譜分析儀G連接，反應(yīng)釜的生成液會(huì)流經(jīng)原位觀測(cè)池，利用光譜分析儀G可以在高溫高壓原位條件下分析原位觀測(cè)池Bi、B2內(nèi)生成液的成分與含量；本實(shí)施例的光譜分析儀包括紫外可見光譜儀、激光拉曼光譜儀或紅外可見光譜儀，原位觀測(cè)池為藍(lán)寶石視窗池；藍(lán)寶石視窗池Bl的出口連接三路一路通過耐溫三通閥門V6、V7、V8和閥門V9順次連接冷凝器W3、反向壓力控制器P、氣液分離器S, 一路通過耐溫閥門V6、變溫器W2及耐溫閥門VlO與反應(yīng)釜R2的進(jìn)口連通，一路通過耐溫三通閥門V6、V7、V8、V13與巖心夾持器R3進(jìn)口連通；藍(lán)寶石視窗池B2的出口連接兩路一路通過耐溫三通閥門V7、V8和閥門V9順次連接冷凝器W3、反向壓力控制器P、氣液分離器S， 一路通過耐溫三通閥門V7、V8、V13與巖心夾持器R3進(jìn)口連通；其中反向壓力控制器P用于維持流動(dòng)狀態(tài)下系統(tǒng)壓力的穩(wěn)定，采用手動(dòng)調(diào)節(jié)方式；巖心夾持器R3包括夾持器殼體和包圍夾持器殼體的升壓罐，殼體內(nèi)具有放置所需夾持巖心的空腔；巖心夾持器R3殼體上下兩端均具有開口，下方為流體進(jìn)口，上方為流體出口，出口端通過管線和閥門V15形成溶液出口，進(jìn)口端和出口端兩端連接差壓探測(cè)器P1，用于測(cè)量流體經(jīng)過巖心樣品時(shí)巖心夾持器 R3殼體兩端產(chǎn)生的壓力差；包圍巖心夾持器殼體的升壓罐和夾持器殼體之間包圍有空腔， 空腔內(nèi)充滿溶液，手動(dòng)泵F3連接升壓罐接口，壓縮升壓罐腔體內(nèi)的溶液，對(duì)巖心夾持器R3 殼體產(chǎn)生圍壓。多階段連續(xù)流反應(yīng)裝置和滲透率實(shí)時(shí)在線檢測(cè)裝置的加熱裝置均為外加熱套，分別包裹反應(yīng)釜Rl和反應(yīng)釜R2、變溫器W2和巖心夾持器R3的夾持器殼體，每個(gè)外加熱套包括電阻絲、溫控?zé)犭娕?、溫度探測(cè)器；電阻絲分別均勻纏繞、包裹反應(yīng)釜Rl和R2、變溫器和巖心夾持器殼體，用于加熱，溫控?zé)犭娕伎刂齐娮杞z加熱溫度，溫度探測(cè)器檢測(cè)電阻絲加熱溫度；控制裝置由控制柜K和與其相連的計(jì)算機(jī)M組成，控制柜K分別連接氣相泵Fl 和液相泵F2中的電機(jī)、液相泵F2配置的壓力傳感器和流速傳感器、溫度探測(cè)器Tl和T2，以及壓差探測(cè)器P1，還連接多階段連續(xù)流反應(yīng)裝置和滲透率實(shí)時(shí)在線檢測(cè)裝置的加熱裝置的每個(gè)外加熱套的電阻絲、溫控?zé)犭娕己蜏囟忍綔y(cè)器。 此外，成巖作用的模擬實(shí)驗(yàn)裝置的反應(yīng)釜Rl、反應(yīng)釜R2和巖心夾持器R3之間連接方式采用了串/并連接設(shè)計(jì)。在圖11中，通過三通閥門V6和VlO之間的管線以及V7、V8 和V13之間的管線將反應(yīng)釜R1、反應(yīng)釜R2之間或反應(yīng)釜R1、反應(yīng)釜R2、巖心夾持器R3之間串聯(lián)起來，而通過三通閥門V1、V2、V13又將反應(yīng)釜Rl、反應(yīng)釜R2、巖心夾持器R3并聯(lián)起來；在串聯(lián)狀態(tài)下，成巖作用模擬實(shí)驗(yàn)裝置可以提供多階段連續(xù)流動(dòng)實(shí)驗(yàn)環(huán)境，進(jìn)行多階段
10的水巖反應(yīng)實(shí)驗(yàn)?zāi)M；在并聯(lián)狀態(tài)下，反應(yīng)釜Rl、反應(yīng)釜R2或巖心夾持器R3可以各自獨(dú)立運(yùn)行，提供單一水巖反應(yīng)實(shí)驗(yàn)?zāi)M，從而提高工作效率。成巖作用的模擬實(shí)驗(yàn)裝置中的反應(yīng)釜、閥門、管線由耐溫耐壓耐腐蝕的 inCOne1625合金材料制成，可以模擬從表生到深埋藏環(huán)境下的溶蝕、膠結(jié)、交代等成巖作用，包括不同二氧化碳分壓、、有機(jī)酸等酸性流體與巖石或礦物的溶蝕作用。根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求，可以選擇合適的固體樣品。固體巖石樣品既可以是礦物顆粒，也可以是天然巖心的柱塞樣，巖心柱的最大直徑為1英寸。反應(yīng)氣體可以是二氧化碳或硫化氫等。根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)M的地質(zhì)環(huán)境，反應(yīng)溶液可以是天然溶液，例如油田水、淡水等，也可以是人工配制溶液。進(jìn)行多階段流動(dòng)的成巖作用模擬實(shí)驗(yàn)時(shí)，打開反應(yīng)釜Rl和R2，分別放入不同類型的巖石樣品01和02，然后密封反應(yīng)釜。通過控制柜K和計(jì)算機(jī)M設(shè)定反應(yīng)釜Rl和R2、預(yù)熱器Wl和變溫器的實(shí)驗(yàn)溫度。調(diào)節(jié)閥門，確保成巖作用模擬實(shí)驗(yàn)體系暢通。調(diào)節(jié)反向壓力控制器P，確定流動(dòng)體系的工作壓力。啟動(dòng)高壓液體柱塞泵F2和高壓氣體泵F1，在設(shè)定實(shí)驗(yàn)壓力和流速下，分別將反應(yīng)溶液和氣體抽送到預(yù)熱器W1。在預(yù)熱器Wl中，氣液混合的反應(yīng)溶液預(yù)先被加熱，并流入到反應(yīng)釜Rl中。在反應(yīng)釜Rl中，反應(yīng)溶液在設(shè)定溫度tl下與巖石樣品01反應(yīng)，形成反應(yīng)生成液001。反應(yīng)生成液001流經(jīng)原位觀測(cè)池Bi，利用高溫高壓原位光譜分析技術(shù)對(duì)生成的反應(yīng)生成液001進(jìn)行成分與含量分析。此外，打開閥門V4，反應(yīng)釜Rl內(nèi)生成的反應(yīng)生成液001會(huì)在高壓驅(qū)動(dòng)下流入取樣管Ql中，待取樣完成后關(guān)閉閥門 V4。完成針對(duì)反應(yīng)釜Rl的高溫高壓溶液在線取樣后，利用常規(guī)分析設(shè)備對(duì)取樣管Ql中溶液進(jìn)行成分與含量分析。通過高溫高壓原位光譜分析和高溫高壓在線取樣分析，可以獲知反應(yīng)釜Rl內(nèi)的反應(yīng)生成液001的屬性變化。流經(jīng)原位觀測(cè)池Bl中的生成的反應(yīng)溶液001 繼續(xù)流動(dòng)，進(jìn)入變溫器W2，經(jīng)過降溫(模擬成巖過程中流體沿裂縫上移，導(dǎo)致溫度降低的地質(zhì)情況)或加溫(模擬成巖過程中流體沿裂縫下移，導(dǎo)致溫度增加的地質(zhì)情況)后，流入到反應(yīng)釜R2中，并在溫度t2的條件下與巖石樣品02進(jìn)行反應(yīng)，形成反應(yīng)生成液002。反應(yīng)生成液002流經(jīng)原位觀測(cè)池B2，利用高溫高壓原位光譜分析技術(shù)對(duì)反應(yīng)生成液002進(jìn)行成分與含量分析。此外，打開閥門VII，反應(yīng)釜R2內(nèi)的反應(yīng)生成液002會(huì)在高壓驅(qū)動(dòng)下流入取樣管Q2中，待取樣完成后關(guān)閉閥門VII。完成針對(duì)反應(yīng)釜R2的高溫高壓溶液在線取樣后，利用常規(guī)分析設(shè)備對(duì)取樣管Q2中溶液進(jìn)行成分與含量分析。反應(yīng)生成液002繼續(xù)流動(dòng)，經(jīng)冷凝器W3、反向壓力控制器P和氣液分離器S后流入樣品杯。如此持續(xù)操作，直至實(shí)驗(yàn)結(jié)束。 根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要，可以通過添加反應(yīng)釜和變溫器等部件，提供更多階段的成巖作用實(shí)驗(yàn)?zāi)M。針對(duì)巖心滲透率實(shí)時(shí)在線測(cè)定實(shí)驗(yàn)，先將天然巖心柱樣品03放入巖心夾持器R3 內(nèi)，然后密封巖心夾持器R3。操作手動(dòng)泵F3，賦予巖心樣品03—定的圍壓。反應(yīng)溶液可以是預(yù)熱器Wl中的溶液，也可以是反應(yīng)釜Rl或反應(yīng)釜R2的生成液。通過包裹巖心夾持器R3 殼體的加熱裝置，可以設(shè)定反應(yīng)溶液的實(shí)驗(yàn)溫度。當(dāng)反應(yīng)溶液經(jīng)過天然巖心柱樣品03時(shí)， 巖心夾持器R3兩端會(huì)產(chǎn)生壓力差，壓差探測(cè)器Pl可以測(cè)得該壓力差，通過該值可以計(jì)算發(fā)生水巖反應(yīng)之后巖心樣品的絕對(duì)滲透率值，實(shí)現(xiàn)定量描述流體對(duì)巖心內(nèi)部孔隙的改造效率。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中，反應(yīng)釜Rl的設(shè)定條件代表較深埋藏環(huán)境，通過化學(xué)分析反應(yīng)生成液001，可以獲知代表該環(huán)境下流體的化學(xué)屬性。反應(yīng)釜R2的設(shè)定條件代表淺埋藏環(huán)境，通過化學(xué)分析反應(yīng)生成液002，可以獲知代表該環(huán)境下流體的化學(xué)屬性。通過變溫器W2 降溫以及反應(yīng)釜Rl和反應(yīng)釜R2之間設(shè)定的反應(yīng)溫度差，可以模擬地質(zhì)作用(構(gòu)造抬升) 導(dǎo)致流體的溫度等環(huán)境因素的改變，該裝置是研究成巖模式的有效手段，有利于提供更加正確的成巖模式。實(shí)施例二 下面通過一個(gè)具體實(shí)驗(yàn)來介紹本發(fā)明在成巖作用研究中的功能。在碎屑巖地層中，可以觀察到大量存在的碳酸鹽膠結(jié)物，卻很難發(fā)現(xiàn)由碳酸鹽的溶解形成的次生孔隙，長石等鋁硅酸鹽溶解形成的空間反而是次生孔隙的主體，這一現(xiàn)象與碳酸鹽巖比硅酸巖更易溶解的普遍認(rèn)識(shí)不相符合。地質(zhì)家提出碳酸鹽倒退溶解模式來解釋上述現(xiàn)象，即相對(duì)低溫的淺埋藏的環(huán)境更有利于碳酸鹽礦物的溶解，并通過熱力學(xué)計(jì)算方式加以證明。然而，采用熱力學(xué)計(jì)算的方式對(duì)成巖模式進(jìn)行證明與解釋來說，存在較多不利因素1)熱力學(xué)計(jì)算的數(shù)據(jù)多來自文獻(xiàn)中的報(bào)道，數(shù)據(jù)的真實(shí)性有待商榷；幻數(shù)學(xué)計(jì)算模型很難準(zhǔn)確描述天然鹵水的地球化學(xué)屬性與行為，這是因?yàn)樘烊畸u水的化學(xué)組分非常復(fù)
ο利用本發(fā)明的成巖作用模擬實(shí)驗(yàn)裝置可以提供更接近自然界的模擬條件對(duì)碳酸鹽倒退溶解模式加以模擬。為了驗(yàn)證碳酸鹽倒退溶解模式，本實(shí)施例利用圖12所示的成巖作用模擬實(shí)驗(yàn)裝置，設(shè)定反應(yīng)釜Rl的溫度為200°C，反應(yīng)釜R2的溫度為50°C，反應(yīng)溶液為純水，巖石樣品分別采用方解石與鈉長石的顆粒，粒徑范圍為2. 8 4. 0mm。首先，調(diào)節(jié)閥門，確保反應(yīng)釜Rl和反應(yīng)釜R2為連通狀態(tài)。打開反應(yīng)釜Rl和R2，分別放入等量的方解石與鈉長石顆粒樣品，然后密封反應(yīng)釜Rl和R2。啟動(dòng)高壓液體柱塞泵F2，將純水以0. Iml/ min流速注入系統(tǒng)中，待系統(tǒng)出口流出水后，調(diào)節(jié)反向壓力控制器P，確定流動(dòng)體系的工作壓力為25MPa。設(shè)定預(yù)熱器Wl和反應(yīng)釜Rl的實(shí)驗(yàn)溫度為200°C，變溫器W2和反應(yīng)釜2的實(shí)驗(yàn)溫度為50°C。根據(jù)溶液流速與反應(yīng)釜體積大小的計(jì)算，在持續(xù)反應(yīng)48小時(shí)后，反應(yīng)釜 Rl和反應(yīng)釜R2內(nèi)溶液分別達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)。此時(shí)，打開閥門V4，反應(yīng)釜Rl內(nèi)生成液 001會(huì)在高壓驅(qū)動(dòng)下流入取樣管Ql中，待取樣完成后關(guān)閉閥門V4。完成針對(duì)反應(yīng)釜Rl的高溫高壓溶液在線取樣后，利用常規(guī)分析設(shè)備對(duì)取樣管Ql中溶液進(jìn)行成分與含量分析。打開閥門Vl 1，反應(yīng)釜2內(nèi)生成液002會(huì)在高壓驅(qū)動(dòng)下流入取樣管Q2中，待取樣完成后關(guān)閉閥門VII。完成針對(duì)反應(yīng)釜2的高溫高壓溶液在線取樣后，利用常規(guī)分析設(shè)備對(duì)取樣管Q2中溶液進(jìn)行成分與含量分析。根據(jù)碳酸鹽倒退溶解模式，可以預(yù)計(jì)反應(yīng)生成液002中的鈣離子將高于反應(yīng)生成液001中的含量，反應(yīng)生成液002中的鈉離子將低于或相當(dāng)于反應(yīng)生成液001中的含量。通過該實(shí)驗(yàn)，可以驗(yàn)證碳酸鹽倒退溶解模式在解釋碎屑巖地層中，大量存在碳酸鹽膠結(jié)物和長石等鋁硅酸鹽溶蝕次生孔這一地質(zhì)現(xiàn)象的應(yīng)用效果。本發(fā)明提供的成巖作用模擬實(shí)驗(yàn)裝置，包括兩個(gè)以上通過管線和閥門相互連通的耐溫耐壓反應(yīng)釜，能夠模擬不同的地層埋藏環(huán)境，完成在不同的溫度和壓力條件并且保持流體連續(xù)流動(dòng)情況下的兩個(gè)以上階段水巖反應(yīng)過程，實(shí)現(xiàn)連續(xù)的多階段水巖反應(yīng)實(shí)驗(yàn)?zāi)M，這將有助于使實(shí)驗(yàn)階段中流體化學(xué)性質(zhì)更接近于自然界的實(shí)際情況。在多階段連續(xù)流動(dòng)的實(shí)驗(yàn)過程中，通過復(fù)制成巖作用過程中不同階段的溫度、壓力、流體化學(xué)性質(zhì)、礦物組成和流動(dòng)特征，可以有效模擬由于盆地升降造成實(shí)際地層中溫度、壓力、流體性質(zhì)改變所導(dǎo)致的溶蝕、膠結(jié)、交代等成巖作用；本發(fā)明成巖作用模擬實(shí)驗(yàn)裝置具有耐高溫高壓、加熱快且溫度均勻、穩(wěn)定加壓、高溫高壓原位分析溶液成份、高溫高壓在線取樣、高溫高壓在線檢測(cè)滲透率等功能，既可以模擬開放流動(dòng)體系又可以模擬靜態(tài)封閉體系下的水巖反應(yīng)，尤其是通過多階段連續(xù)流的實(shí)驗(yàn)?zāi)茌^真實(shí)地模擬實(shí)際地層所發(fā)生的成巖作用；再結(jié)合高溫高壓溶液成份原位分析技術(shù)和高溫高壓溶液在線取樣技術(shù)，能夠?qū)Ω鱾€(gè)階段反應(yīng)生成液的流體屬性進(jìn)行分析，這樣就實(shí)現(xiàn)了對(duì)成巖模式的實(shí)驗(yàn)?zāi)M，有助于提供更為準(zhǔn)確的成巖模式；利用巖心滲透率演化在線檢測(cè)裝置，可以有效模擬覆壓和高溫條件下真實(shí)巖心與流體之間的水巖反應(yīng)，并可以實(shí)時(shí)、在線檢測(cè)巖心的滲透率值，實(shí)現(xiàn)定量描述流體對(duì)巖心內(nèi)部孔隙的改造效率。根據(jù)成巖作用模擬實(shí)驗(yàn)研究內(nèi)容，實(shí)驗(yàn)用巖石樣品既可以是圓柱體狀，也可是顆粒狀。實(shí)驗(yàn)所需高壓是由高壓液體柱塞泵從儲(chǔ)液罐中抽取溶液并壓縮所產(chǎn)生，實(shí)驗(yàn)所需高溫是通過包裹在反應(yīng)釜外側(cè)的均勻纏繞電阻絲制成的電加熱套產(chǎn)生的高熱實(shí)現(xiàn)的，由于電阻絲是均勻纏繞的，所以反應(yīng)釜溫度是均勻的。整個(gè)裝置的溫度與壓力控制既可以通過控制柜的控制面板手動(dòng)調(diào)節(jié)，又可以選擇計(jì)算機(jī)操作。反應(yīng)釜的入口端連接預(yù)熱器或變溫器， 用于預(yù)先加熱或冷卻反應(yīng)流體，可以減少甚至避免流體在反應(yīng)釜內(nèi)的溫度差。反應(yīng)釜的出口與入口兩端裝有閥門，通過調(diào)節(jié)閥門，反應(yīng)釜可以進(jìn)行靜態(tài)封閉反應(yīng)體系也能提供開放流動(dòng)反應(yīng)體系。反應(yīng)釜的出口端連接高溫高壓在線取樣裝置，該裝置可以在反應(yīng)過程中獲取反應(yīng)釜內(nèi)的生成液，用于成分與含量分析；反應(yīng)釜的出口端還連接原位觀測(cè)池，光纖探頭將原位觀測(cè)池與光譜儀連接，在多階段連續(xù)流動(dòng)反應(yīng)體系中，反應(yīng)釜的生成液會(huì)流經(jīng)原位觀測(cè)池，此時(shí)，利用光譜儀可以在高溫高壓原位條件下分析觀測(cè)池內(nèi)生成液的成分與含量。當(dāng)流體經(jīng)過巖心夾持器內(nèi)巖心柱體樣品時(shí)，巖心夾持器兩端會(huì)產(chǎn)生壓力差，該值可由巖心夾持器兩端裝有的差壓探測(cè)器測(cè)得，通過該值可以計(jì)算巖石樣品的滲透率。巖心夾持器圍壓是由手動(dòng)泵壓縮夾持器的升壓罐內(nèi)溶液所產(chǎn)生。此外，成巖過程模擬實(shí)驗(yàn)裝置的多個(gè)反應(yīng)釜之間以及反應(yīng)釜與巖心夾持器之間的連接方式采用了串/并連接設(shè)計(jì)，在串聯(lián)狀態(tài)下，成巖作用模擬實(shí)驗(yàn)裝置可以提供多階段連續(xù)流動(dòng)實(shí)驗(yàn)環(huán)境，進(jìn)行多階段的水巖反應(yīng)實(shí)驗(yàn)?zāi)M；在并聯(lián)狀態(tài)下，反應(yīng)釜或巖心夾持器可以各自獨(dú)立運(yùn)行，提供單一階段水巖反應(yīng)實(shí)驗(yàn)?zāi)M，從而提高工作效率。并且，反應(yīng)釜、閥門、管線均采用inCOnel625合金材料制成，這就確保整個(gè)裝置能夠耐高溫、耐高壓和耐強(qiáng)酸強(qiáng)堿腐蝕。以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種成巖作用模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述的成巖作用模擬實(shí)驗(yàn)裝置包括控制裝置、反應(yīng)溶液供應(yīng)裝置、多階段連續(xù)流反應(yīng)裝置、溶液成份原位分析裝置以及巖心滲透率演化在線檢測(cè)裝置；其中，所述控制裝置分別連接于所述反應(yīng)溶液供應(yīng)裝置、所述多階段連續(xù)流反應(yīng)裝置以及所述巖心滲透率演化在線檢測(cè)裝置；所述反應(yīng)溶液供應(yīng)裝置分別連接于所述多階段連續(xù)流反應(yīng)裝置以及所述巖心滲透率演化在線檢測(cè)裝置；所述多階段連續(xù)流反應(yīng)裝置連接于所述溶液成份原位分析裝置；所述巖心滲透率演化在線檢測(cè)裝置分別連接于所述多階段連續(xù)流反應(yīng)裝置及所述反應(yīng)溶液供應(yīng)裝置；所述控制裝置控制所述反應(yīng)溶液供應(yīng)裝置在設(shè)定的壓力和流速下，從外部抽取反應(yīng)溶液及反應(yīng)氣體，并將所述反應(yīng)溶液及反應(yīng)氣體送入到所述多階段連續(xù)流反應(yīng)裝置或所述巖心滲透率演化在線檢測(cè)裝置；所述多階段連續(xù)流反應(yīng)裝置包括至少兩個(gè)反應(yīng)釜，所述反應(yīng)釜中放置待測(cè)巖石，所述待測(cè)巖石與所述反應(yīng)溶液進(jìn)行反應(yīng)，生成反應(yīng)生成液；所述反應(yīng)生成液流入到所述溶液成份原位分析裝置，在高溫高壓條件下分析所述反應(yīng)生成液的成份和含量；所述巖心滲透率演化在線檢測(cè)裝置用于放置待測(cè)巖心，并與所述反應(yīng)溶液或所述反應(yīng)生成液進(jìn)行反應(yīng)，用于實(shí)時(shí)、在線檢測(cè)所述待測(cè)巖心的滲透率。
2.如權(quán)利要求1所述的成巖作用模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述反應(yīng)溶液供應(yīng)裝置包括液相泵，用于設(shè)定實(shí)驗(yàn)所需的流速，并從外部抽取反應(yīng)溶液，以及通過壓縮溶液提供實(shí)驗(yàn)所需的壓力；氣相泵，用于在所述的壓力和流速下，抽取外部反應(yīng)氣體；預(yù)熱器，用于將所述反應(yīng)溶液和反應(yīng)氣體進(jìn)行氣液混合生成的反應(yīng)溶液進(jìn)行加熱。
3.如權(quán)利要求1所述的成巖作用模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述成巖作用模擬實(shí)驗(yàn)裝置還包括至少兩個(gè)溶液在線取樣器，對(duì)應(yīng)連接于所述多階段連續(xù)流反應(yīng)裝置中的至少兩個(gè)反應(yīng)釜，用于高溫高壓下在線獲取所述至少兩個(gè)反應(yīng)釜中的反應(yīng)生成液。
4.如權(quán)利要求1所述的成巖作用模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述多階段連接流反應(yīng)裝置還包括至少兩個(gè)溫度探測(cè)器，對(duì)應(yīng)連接于所述至少兩個(gè)反應(yīng)釜，并連接所述控制裝置，用于檢測(cè)對(duì)應(yīng)反應(yīng)釜中的反應(yīng)生成液的溫度，并反饋給所述控制裝置顯示。
5.如權(quán)利要求3所述的成巖作用模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述成巖作用模擬實(shí)驗(yàn)裝置還包括至少兩個(gè)過壓保護(hù)器，設(shè)置在所述至少兩個(gè)反應(yīng)釜的出口處，用于當(dāng)模擬實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)際壓力高于設(shè)定安全值時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)泄壓。
6.如權(quán)利要求1所述的成巖作用模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述溶液成份原位分析裝置包括至少兩個(gè)原位觀測(cè)池、光纖探頭和光譜分析儀；所述至少兩個(gè)原位觀測(cè)池對(duì)應(yīng)連接于所述至少兩個(gè)反應(yīng)釜，并通過所述光纖探頭與所述光譜分析儀連接，用于高溫高壓原位分析所述對(duì)應(yīng)反應(yīng)釜中反應(yīng)生成液的成份與含量。
7.如權(quán)利要求1所述的成巖作用模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述巖心滲透率演化在線檢測(cè)裝置包括巖心夾持器、手動(dòng)泵及壓差探測(cè)器；其中，所述巖心夾持器分別連接于所述手動(dòng)泵及所述壓差探測(cè)器；所述巖心夾持器用于夾持所述待測(cè)巖心；所述手動(dòng)泵為所述巖心夾持器提供預(yù)設(shè)的圍壓；所述壓差探測(cè)器連接所述控制裝置，用于測(cè)量所述巖心夾持器兩端的壓差，并將所述壓差反饋給所述控制裝置，實(shí)時(shí)在線檢測(cè)所述待測(cè)巖心的滲透率。
8.如權(quán)利要求7所述的成巖作用模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述巖心夾持器包括夾持器殼體和升壓罐，所述升壓罐包圍所述夾持器殼體；所述手動(dòng)泵連接所述升壓罐，通過所述手動(dòng)泵壓縮所述升壓罐與所述夾持器殼體之間的溶液，提供所述夾持器殼體的圍壓；所述壓差探測(cè)器連接在所述夾持器殼體兩端，用于測(cè)量所述巖心夾持器兩端的壓差。
9.如權(quán)利要求1所述的成巖作用模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述多階段連接流反應(yīng)裝置還包括第一加熱裝置，用于為所述至少兩個(gè)反應(yīng)釜加熱，設(shè)定所述反應(yīng)釜中的反應(yīng)生成液的溫度。
10.如權(quán)利要求9所述的成巖作用模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述第一加熱裝置為外加熱套，均勻包裹所述至少兩個(gè)反應(yīng)釜，并連接所述控制裝置，其包括電阻絲，用于加熱；溫控?zé)犭娕?，用于控制所述電阻絲的加熱溫度；溫度探測(cè)器，用于檢測(cè)所述電阻絲的加熱溫度。
11.如權(quán)利要求8所述的成巖作用模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述巖心滲透率演化在線檢測(cè)裝置還包括第二加熱裝置，用于為所述巖心夾持器加熱，設(shè)定所述巖心夾持器中的反應(yīng)溶液的實(shí)驗(yàn)溫度。
12.如權(quán)利要求11所述的成巖作用模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述第二加熱裝置為外加熱套，均勻包裹所述巖心夾持器的升壓罐，并連接所述控制裝置，其包括電阻絲，用于加熱；溫控?zé)犭娕迹糜诳刂扑鲭娮杞z的加熱溫度；溫度探測(cè)器，用于檢測(cè)所述電阻絲的加熱溫度。
13.如權(quán)利要求1 12任一項(xiàng)所述的成巖作用模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述控制裝置包括控制柜及計(jì)算機(jī)，用于控制并顯示所述預(yù)熱器加熱的反應(yīng)溶液的溫度、所述反應(yīng)釜中反應(yīng)生成液的溫度以及所述巖心夾持器的圍壓及其中反應(yīng)溶液的溫度。
14.如權(quán)利要求1所述的成巖作用模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述至少兩個(gè)反應(yīng)釜之間連接有變溫器，用于將所述至少兩個(gè)反應(yīng)釜中的反應(yīng)生成液的溫度設(shè)置為不同。
15.如權(quán)利要求2所述的成巖作用模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述反應(yīng)溶液包括淡水、配制溶液或油田水。
16.如權(quán)利要求2所述的成巖作用模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述反應(yīng)氣體包括二氧化碳或硫化氫。
17.如權(quán)利要求1 16任一項(xiàng)所述的成巖作用模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述巖心滲透率演化在線檢測(cè)裝置的最高工作溫度為170°C，最高工作壓力為68MPa。
18.如權(quán)利要求1 16任一項(xiàng)所述的成巖作用模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述多階段連接流反應(yīng)裝置的最高工作溫度為400°C，最高工作壓力為lOOMPa。
19.如權(quán)利要求1 16任一項(xiàng)所述的成巖作用模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述反應(yīng)釜由inconel625合金材料制成。
全文摘要
本發(fā)明實(shí)施例提供一種成巖作用模擬實(shí)驗(yàn)裝置，包括控制裝置、反應(yīng)溶液供應(yīng)裝置、多階段連續(xù)流反應(yīng)裝置、溶液成份原位分析裝置以及巖心滲透率演化在線檢測(cè)裝置；控制裝置分別連接于反應(yīng)溶液供應(yīng)裝置、多階段連續(xù)流反應(yīng)裝置以及巖心滲透率演化在線檢測(cè)裝置；反應(yīng)溶液供應(yīng)裝置分別連接于多階段連續(xù)流反應(yīng)裝置以及巖心滲透率演化在線檢測(cè)裝置；多階段連續(xù)流反應(yīng)裝置連接于溶液成份原位分析裝置；巖心滲透率演化在線檢測(cè)裝置分別連接于多階段連續(xù)流反應(yīng)裝置及反應(yīng)溶液供應(yīng)裝置。本發(fā)明提供的成巖作用模擬實(shí)驗(yàn)裝置，可完成在不同的溫度和壓力條件并且保持流體連續(xù)流動(dòng)情況下的兩個(gè)以上階段水巖反應(yīng)過程，實(shí)現(xiàn)連續(xù)的多階段水巖反應(yīng)實(shí)驗(yàn)?zāi)M。
文檔編號(hào)G01N15/08GK102435716SQ201110271800
公開日2012年5月2日 申請(qǐng)日期2011年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月14日
發(fā)明者佘敏, 壽建峰, 張?zhí)旄? 蔣義敏, 鄭興平 申請(qǐng)人:中國石油天然氣股份有限公司