用于模拟沉积岩形成过程的装置制造方法
【专利摘要】本申请公开一种用于模拟沉积岩形成过程的装置，其特征在于，包括：用于放置样本的至少两个的反应釜；用于对每个所述反应釜加热且与所述反应釜相一一对应的炉体；与任一个所述反应釜相连通且为所述反应釜内提供流体压力的泵；与任一所述反应釜相连接且用于为所述反应釜内提供静岩压力的至少一个的液压机。本申请公开的用于模拟沉积岩形成过程的装置能够模拟实际地层条件下的温度、压力及流体成分对整个沉积岩在形成过程的影响。
【专利说明】用于模拟沉积岩形成过程的装置
【技术领域】
[0001] 本申请涉及石油地质储层研究【技术领域】，尤其涉及一种用于模拟沉积岩形成过程 的装置。
【背景技术】
[0002] 随着我国经济快速发展，对能源的大量需求，发现新区域、开发新能源、清洁能源， 成为国家经济发展的迫切需要。开展岩性油气藏、深部储层、前陆盆地、海相储层、非常规储 层等重大项目（课题）的深入研究，提高储层质量评价和储层预测技术，迫切需要量化盆地 成岩流体对沉积岩的形成、改造，开展沉积岩形成过程的模拟实验装置的研制和模拟实验 的研究工作。
[0003] 开展模拟沉积岩形成过程的实验研究，必须是受地质演化过程约束下的成岩演化 过程的模拟实验研究，整个实验过程要求温度、静岩压力、流体成分对沉积岩形成的影响要 具有连续性。国内外目前没有公司生产沉积岩物理模拟实验可使用的成套设备，一般只是 根据某一方面实验要求进行组装的小型装置。国内外类似仪器有：成都理工大学国家重点 实验室和长庆油田共同组装的溶蚀实验装置、中国石油大学（北京）自己组装的压实模拟 实验装置、中石化无锡所自己组装的成岩溶蚀模拟实验装置及中石油廊坊分院简易的酸岩 反应装置，美国新奥尔良大学的地下碳酸盐岩成岩作用溶蚀模拟实验装置。以上设备主要 应用于酸溶实验研究的模拟实验，难以将实际地层条件下的温度、静岩压力及流体成分对 整个沉积岩在形成过程的影响模拟出来。
【发明内容】
[0004] 针对现有技术的不足，本申请提供一种用于模拟沉积岩形成过程的装置，以能够 模拟实际地层条件下的温度、压力及流体成分对整个沉积岩在形成过程的影响。
[0005] 本申请所提供的用于模拟沉积岩形成过程的装置，包括：
[0006] 用于放置样本的至少两个的反应釜；
[0007] 用于对每个所述反应荃加热且与所述反应荃相--对应的炉体；
[0008] 与任一个所述反应釜相连通且为所述反应釜内提供流体压力的泵；
[0009] 与任一所述反应釜相连接且用于为所述反应釜内提供静岩压力的至少一个的液 压机。
[0010] 优选的，所述液压机的数量至少为三分之一所述反应釜数量且向上取整的数值。
[0011] 优选的，所述泵的数量为一个。
[0012] 优选的，每个所述液压机连接的所述反应釜的数量为小于等于三个。
[0013] 优选的，所述液压机数量为至少两个，每个所述液压机之间所连接的所述反应釜 的数量差不超过一个。
[0014] 优选的，所述炉体的数量为六个，所述反应釜的数量为六个，所述液压机的数量为 两个，所述泵的数量为一个；每个所述液压机分别连接三个所述反应釜。
[0015] 优选的，所述炉体加热的最高温度不超过500摄氏度，所述液压机提供的最高静 岩压力不超过275兆帕，所述泵提供的最高流体压力不超过120兆帕。
[0016] 以上所述本申请所提供用于模拟沉积岩形成过程的装置通过炉体加热反应釜以 为反应釜内提供温度，液压机为所述反应釜内提供静岩压力，泵为所述反应釜内提供流体 压力，可以将实际地层条件下的温度、压力及流体成分对整个沉积岩在形成过程的影响模 拟出来。
【专利附图】
【附图说明】
[0017] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根 据这些附图获得其他的附图。
[0018] 图1是本申请一种实施方式所提供的用于模拟沉积岩形成过程的装置连接示意 图；
[0019] 图2是本申请所提供的用于模拟沉积岩形成过程的装置实验模拟沉积岩成岩环 境示意图。
【具体实施方式】
[0020] 为了使本【技术领域】的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实 施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施 例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通 技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保 护的范围。
[0021] 请参考图1，本申请一种实施方式提供的用于模拟沉积岩形成过程的装置其包括： 用于放置样本的至少两个的反应釜2 ;用于对每个所述反应釜2加热且与所述反应釜相 一一对应的炉体1 ;与任一个所述反应釜2相连通且为所述反应釜内提供流体压力的泵4 ; 与任一所述反应釜2相连接且用于为所述反应釜内提供静岩压力的至少一个的液压机3。
[0022] 上述本实施方式所提供的用于模拟沉积岩形成过程的装置通过炉体加热反应釜 以为反应釜内提供温度，液压机为所述反应釜内提供静岩压力，泵为所述反应釜内提供流 体压力，可以将实际地层条件下的温度、压力及流体成分对整个沉积岩在形成过程的影响 模拟出来。
[0023] 请参考图1，所述反应釜2为样本进行模拟实验的反应装置，其通过连接所述炉体 1、所述液压机3、所述泵4,为其内部的样本提供沉积岩形成过程的温度、静岩压力、流体压 力等实验参数，通过设定所述实验参数的数值来模拟沉积岩形成过程的环境。进行模拟实 验时，所述炉体加热的最高温度不超过500摄氏度，所述液压机提供的最高静岩压力不超 过275兆帕，所述泵提供的最高流体压力不超过120兆帕。所述样本可以采用富有机质的 湖泥、低成熟页岩、或与实际原岩组成配比相一致的砂岩等沉积岩类岩石。所述反应釜2的 数量为至少两个，以达到一次性模拟不同的成岩环境的目的。进一步地，所述反应釜2的数 量还可以为两个、三个、四个、五个、六个中的一种。由于目前所需研究沉积岩形成过程的埋 深达到一万米即可，利用上述六个所述反应釜2针对不同埋深提供所需的最大实验温度， 无论在成本还是在模拟实验效果上，均具有较好的实验结果。
[0024] 请参考图2,所述沉积岩所处成岩环境的温度、静岩压力、流体压力与所述埋深的 大小有关，即所述沉积岩所处埋深越大，所述沉积岩所处成岩环境的温度、静岩压力、流体 压力越大。相应的，根据模拟实验所针对的沉积岩是否受到流体运移带来的影响，将沉积岩 与所处的环境分为：开放环境、半封闭环境、封闭环境。一般而言，沉积岩所处埋深的环境开 放与否，与其埋深的大小有一定关系，即距离地表越近，其成岩环境愈开放。通过所述反应 釜2内的流体的进入与流出进行模拟沉积岩所处的环境。
[0025] 请参考图1，所述炉体1用于为所述反应釜2内提供沉积岩形成过程所需的实验 参数中的温度，具体的，通过控制所述炉体1可以提供所需的最大实验温度、起始温度、升 温速率。所述最大实验温度相对应的是沉积岩形成时对应的埋深的地层温度。由于沉积岩 最初是由地表慢慢沉积到地层深处进而形成沉积岩的，所以针对性的提供起始温度，所述 起始温度一般选择常温即可。在沉积深入过程中沉积岩受到的温度是逐步升高的，所以需 要控制一定的升温速率，以最大程度的和实际情况相符合。所述炉体1的数量为至少一个， 每个所述炉体1与所述反应釜2 -一对应，即每个所述炉体1均分别连接一个所述反应釜 2。这样可以控制所述炉体1为其所连接的反应釜2提供不同的温度，以达到一次性模拟不 同的成岩环境的目的。所述炉体1具有耐高温、耐高压的技术参数。进一步地，所述炉体的 数量还可以为两个、三个、四个、五个、六个中的一种。以附图1为例，所述炉体1包括六个 炉体，即炉体la、炉体lb、炉体lc、炉体Id、炉体le、炉体If ;所述反应釜2的数量也相对应 的为六个，即：反应釜2a、反应釜2b、反应釜2c、反应釜2d、反应釜2e、反应釜2f。所述炉体 la连接所述反应荃2a,所述炉体lb连接所述反应荃2b,所述炉体lc连接所述反应荃2c, 所述炉体Id连接所述2d,所述炉体le连接所述反应荃2e,所述炉体If连接所述反应荃 2f。在实验过程中可以以埋深大小对应炉体数量，所述埋深以千米为单位，例如一千米埋深 对应一个炉体或两千米埋深对应一个炉体。由于目前所需研究沉积岩形成过程的埋深达到 一万米即可，利用上述六个所述炉体1针对不同埋深为所述反应釜2提供所需的最大实验 温度，无论在成本还是在模拟实验效果上，均具有较好的实验结果。
[0026] 请参考图1，所述液压机3与任一所述反应釜2连接，其用于为所述反应釜内提供 沉积岩形成过程所需的实验参数中的静岩压力。所述液压机的数量至少为三分之一所述反 应釜数量且向上取整的数值，以使得每个所述反应釜2都能连接到所述液压机3。进一步 地，所述液压机数量可以为至少两个，每个所述液压机之间所连接的所述反应釜的数量差 不超过一个。具体的，通过控制所述液压机3可以提供所需的最大实验压力、起始压力、升 压速率。所述最大实验压力相对应的是沉积岩形成时所对应的埋深的地层的静岩压力。由 于沉积岩最初是由地表慢慢沉积到地层深处进而形成沉积岩的，所以需针对性的提供起始 压力，所述起始压力一般采用常压即可。在沉积物埋深过程中沉积岩受到的静岩压力是逐 步升高的，所以需要提供一定的升压速率，以最大程度的和实际情况相符合。往往升温和升 压是同时进行的，所以需要在模拟实验过程中注意实验参数设定之间的关联性。
[0027] 所述液压机3的数量为至少一个，每个所述液压机3最多可以连接三个所述反应 釜2。以附图1为例，所述液压机3包括液压机3a、液压机3b ;所述液压机3a连接所述反应 荃2a、所述反应荃2b、所述反应荃2c,进而所述液压机3a可以为所述反应荃2a、所述反应 釜2b、所述反应釜2c提供实验所需的静岩压力。所述液压机3b连接所述反应釜2d、所述 反应釜2e、所述反应釜2f，进而所述液压机3b可以为所述反应釜2d、所述反应釜2e、所述 反应釜2f提供静岩压力。通过设置两个所述液压机，相对应的可以设置所述反应釜2与所 述炉体数量为六个，进而针对一万米埋深的沉积岩形成过程的模拟实验可以既控制成本， 又能得到所需的实验结果。
[0028] 请参考图1，所述泵4与所述反应釜2连接，其用于为所述反应釜内提供沉积岩形 成过程所需的实验参数中的流体压力。所述流体压力为沉积岩所处埋深相应的地层流体形 成。通过向所述反应釜2内一定时间内以一定的加液速率输入流体以模拟出沉积岩在形成 过程中受到地层中的流体压力。一般而言，沉积岩所处埋深愈大，所述沉积岩受到的流体压 力愈大，流体压力小于静岩压力。所述泵4的数量可以设置一个并连接每个所述反应釜2。 以附图1为例，所述泵4连接反应釜2a、所述反应釜2b、所述反应釜2c、所述反应釜2d、所 述反应釜2e、所述反应釜2f，进而，所述泵4为所述反应釜2a、所述反应釜2b、所述反应釜 2c、所述反应荃2d、所述反应荃2e、所述反应荃2f提供流体压力。
[0029] 以附图1所示的实施方式提供的用于模拟沉积岩形成过程的装置为例，本实施方 式提供的用于模拟沉积岩形成过程的装置包括六个炉体、六个反应釜、两个液压机、一个 泵。所述用于模拟沉积岩形成过程的装置进行模拟沉积岩形成过程实验时，可一次性设置 如下表的六个炉体的最大实验温度、最大实验压力、升温速度、升温时间、升压速率、升温时 间、保温保压时间等实验参数 ：
[0030]
【权利要求】
1. 一种用于模拟沉积岩形成过程的装置，其特征在于，包括： 用于放置样本的至少两个的反应釜； 用于对每个所述反应荃加热且与所述反应荃相--对应的炉体； 与任一个所述反应釜相连通且为所述反应釜内提供流体压力的泵； 与任一所述反应釜相连接且用于为所述反应釜内提供静岩压力的至少一个的液压机。
2. 如权利要求1所述的用于模拟沉积岩形成过程的装置，其特征在于：所述液压机的 数量至少为三分之一所述反应釜数量且向上取整的数值。
3. 如权利要求1所述的用于模拟沉积岩形成过程的装置，其特征在于：所述泵的数量 为一个。
4. 如权利要求1所述的用于模拟沉积岩形成过程的装置，其特征在于：每个所述液压 机连接的所述反应荃的数量为小于等于三个。
5. 如权利要求1所述的用于模拟沉积岩形成过程的装置，其特征在于：所述液压机数 量为至少两个，每个所述液压机之间所连接的所述反应釜的数量差不超过一个。
6. 如权利要求1所述的用于模拟沉积岩形成过程的装置，其特征在于：所述炉体的数 量为六个，所述反应釜的数量为六个，所述液压机的数量为两个，所述泵的数量为一个；每 个所述液压机分别连接三个所述反应釜。
7. 如权利要求1所述的用于模拟沉积岩形成过程的装置，其特征在于：所述炉体加热 的最高温度不超过500摄氏度，所述液压机提供的最高静岩压力不超过275兆帕，所述泵提 供的最1?流体压力不超过120兆帕。
【文档编号】G01N33/24GK104122382SQ201410373345
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年7月31日 优先权日:2014年7月31日
【发明者】崔京钢, 朱如凯, 罗忠, 刘建宪, 脱奇, 赵宗举 申请人:中国石油天然气股份有限公司