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2016/6/1 9:52:25一、成岩模拟装置具备的功能
成岩模拟装置根据时间与温度补偿原理,高温短时间模拟地下低温长时间的成岩过程。成岩模拟装置能够设置不同温度、压力、固体及流体介质条件,定量收集流体(油、气、水)及固体产物,准确测量并记录温度、位移、压力等数据。为使设备模拟结果更接近于地下实际热演化情况,设备需具备以下功能:
(1)模拟不同类型烃源岩在不同温度、压力条件下的生排烃过程;
(2)能进行可溶有机质、固体干酪根生烃及油裂解气实验;
(3)能够模拟烃源岩岩石成岩演化过程;
(4)能够定量收集固体及流体产物;
(5)能够通过测定岩石压实演化过程中体积变化量来研究孔隙度演化;
二、主要技术参数
1、温度
(1)、模拟温度范围:室温-500℃
(2)、温度控制精度:±1℃
2、压力
(1)、模拟上覆压力(直接施加至岩石上的压力):200MPa
(2)、模拟流体压力: 100MPa
(3)、控制精度:±0.2MPa
3、高压釜内岩样尺寸
(1)、直径:25mm
(2)、高度:100mm
4、流体计量器
(1)气液分离器、气量计、液位瓶
(2)测量精度:±1ml
三、仪器的主要构成及技术指标
仪器至少应该包括4大系统:高温高压釜系统、控制系统、测量系统、力学系统,这4大系统应该提供如下功能:
1. 依据实验目的,能够任意设置温度、上覆压力、孔隙压力,开展地层条件下的压实模拟;在保持的时间内仪器能够自动补偿这些参数的变化,参数的误差控制在精度内,减少实验人员在实验室的陪护时间。
2. 计算机能够自动记录试验过程的数据,并自动录入,形成数据库。
3. 能够测量不同压力状态岩石的位移量,用以计算孔隙度的变化;
4. 能够模拟和计量烃源岩的生烃量。
5. 能够保持孔隙流体压力的条件下,完成岩石的固结成岩。(在此过程中,随着温度升高、孔隙流体会膨胀,孔隙流体压力会升高,关键是能够释放升高部分的流体压力,保持升温前的孔隙流体压力)。
(一)、高温高压釜系统
高温高压反应釜系统需具有较高的温度和压力适用条件,以确保能够模拟下地下任何温度及压力条件下的生排烃反应,并且具有很好的密封性,能够保证生烃产物的全部收集,可模拟静岩压力和流体压力。
样品室内径为25mm,样品室压实后zui小高度为100mm,样品室承受zui大流体压力100MPa,承受zui大模拟净岩压力(直接施加至岩石上的压力):200MPa,以确保可以模拟地下8000m深处岩石所承受的地层静岩压力。模拟温度范围:室温-500℃。反应釜由于承受超高压,超高温,且高温高压下对材料的腐蚀性能要求很高,为保证在以上几个恶劣环境下满足实验要求,同时又不能过分增加结构尺寸,使反应釜过于笨重,方便操作,我们采取以下设计措施:
(二)、力学系统
系统保证长时间、稳定地将模拟净岩压力直接施加到反应釜中的样品上。zui大模拟静岩压力:200MPa。系统由以下部件组成:
(三)、控制系统
a、温度控制:使用开启式高温加热炉,zui高使用温度600℃,温度控制精度:±1℃,可以升温、恒温。高温炉底部、顶部开有同心通孔,用于静岩压力油缸、密封油缸活塞杆的上下移动,侧面上下开2个孔用于上、下排烃管路连接。加热炉采用精密炉膛,与反应釜直接接触,传热速度快,温控精度高。
b、上覆压力控制:采用伺服恒压泵,压力能够自动补偿,上覆压力控制范围0-200MPa,控压精度±0.1Mpa。
c、孔隙压力控制:采用伺服恒压泵,具有自动恒压功能,随着温度升高、孔隙流体会膨胀,孔隙流体压力会升高,该泵自动退泵泄压,并保持恒压。孔隙压力控制范围0-100MPa,控压精度±0.1Mpa。
(四)、产物分离收集与计量系统
能够实现油气水产物的自动分离、收集与计量。系统包括气液分离器,气量计等。
(五)、数据采集系统
能够自动实时动态采集温度、压力、位移等数据,并存储于电脑。
记录及存储参数:上覆压力、流体压力、温度及岩石压缩量(岩石顶面位移)等数据。
(六)、外围辅助设备部分
包括:样品预压及卸样装置,以实现对模拟样品的前期制备,保证整个系统的运行等。