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点击次数:1904 发布时间:2016-06-01

成岩模拟装置具备的功能

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,为保证在以上几个极端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:

  • 主体材料全部采用耐高温耐腐蚀的镍基合金材料,该材料在高温条件下有较高的强度和较好的塑性,这样反应釜在高温高压条件下不需较大的几何尺寸,不会笨重,耐腐性能也很好。
  • 密封采用专用油缸液压压紧方式,预紧力大,操作简单方便,密封可靠,改变过去常用螺栓压紧,几何尺寸大,操作不方便,密封不可靠等缺点。
  • 密封材料选用进口复合超高温材料,即使在600℃也有很好的弹性,且可频繁装卸,任意冲压成型。
  • 密封压力泵:用来进退密封油缸,并给密封油缸施压,压紧密封圈。

 

(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:

  • 液压龙门架:由上支承板、下支承板、以及连接上支承板与下支承板的拉杆组成。用来承受地层静岩压力、流体压力、密封压力所产生的拉力。zui大可承受拉力1000KN
  • 上覆压力油缸:油缸直径95mm,油缸活塞面积与样品截面积比为14.4,zui大模拟上覆压力:200MPa
  • 上覆压力泵:采用伺服恒压泵,上覆压力控制范围0-200MPa,控压精度±0.1Mpa

(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。

()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,保证整个系统的高效运行等。


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