模拟断裂-流体体系环境的水岩反应装置及其方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种模拟断裂‑流体体系环境的水岩反应装置及其方法，涉及水岩反应过程技术领域，用于全面衡量不同深度不同地层中断裂‑流体体系的流体‑岩石相互作用，为储层展布预测和储层改造提供有效的实验手段和实验技术。本发明专利技术的模拟断裂‑流体体系环境的水岩反应装置，包括至少两个反应单元、输入单元和检测单元，通过控制反应单元与检测单元相连的管路的通断状态，能够实现模拟不同对象以及不同反应条件的水岩反应，模拟和再现流体沿断裂运移至不同深度地层和围岩反应的连续过程，衡量连续反应过程中流体岩石相互作用的程度和控制因素，为储层改造和预测提供有效手段。

【技术实现步骤摘要】
模拟断裂-流体体系环境的水岩反应装置及其方法
本专利技术涉及水岩反应过程
，特别地涉及一种模拟断裂-流体体系环境的水岩反应装置及其方法。
技术介绍
现今的油气勘探实践揭示了断裂控制型碳酸盐岩储层的重要油气价值。不同级别的断裂体系穿过不同层位的储层，流体沿断裂运移并连续改造围岩，流体改造后的围岩储集性能得到了改善和提升。流体的来源可能是深部热液、地层水或者孔隙水等。断控储层以及其地质模式在塔里木盆地顺北地区尤为重要。但是其形成成因、形成机理以及流体岩石相互作用过程中的物质变化和能量变化等问题尚不清楚，需要通过开展模拟深部地层水岩连续改造过程的实验来厘清。现有的水岩化学反应装置，多采用针对单一反应釜的连续流动法，反应釜内装配有颗粒岩样或者岩心样品，流体经管路进入反应釜与样品反应一段时间。反应完成后通过岩样的微观形貌变化、结构组成变化，反应后流体中的离子成分浓度变化，计算和推测反应过程。该类装置由于仅设计一个反应釜，只能模拟某一深度的温度和压力条件下的水岩反应，且只能针对某一种样品进行模拟实验，反应条件较为单一。如果需要模拟另一深度的地层条件，就需要重新装配样品，设置温度和压力，重新开展实验。该类装置不能模拟流体沿断裂连续改造不同深度不同类型地层的动态地质过程，不能反映流体连续流经不同地层后流体饱和度及离子浓度的变化，也不能反映围岩受流体连续改造后的动态变化过程。
技术实现思路
本专利技术提供一种模拟断裂-流体体系环境的水岩反应装置及其方法，用于提供一中能够模拟和再现深部地层中流体沿断裂运移并连续改造不同层位围岩的水岩作用过程的装置和方法，能够全面衡量不同深度不同地层中断裂-流体体系的流体-岩石相互作用，为储层展布预测和储层改造提供有效的实验手段和实验技术。本专利技术提供一种模拟断裂-流体体系环境的水岩反应装置，包括：至少两个反应单元，其装载有样品，能够模拟水岩反应；输入单元，其用于向所述反应单元中输入流体；以及检测单元，其用于采集反应后的液体的化学信号；其中，第一个所述反应单元与所述输入单元相连，最后一个所述反应单元与检测单元相连；相邻的所述反应单元之间设置有两条管路，其中一条管路的两端分别与两个所述反应单元相连；另一条管路上设置有控制其通断的阀门，且其一端与其中一个反应单元相连，另一端与所述检测单元相连。在一个实施方式中，所述输入单元包括通过管路依次相连的恒压恒流泵和压力容器，所述压力容器与第一个所述反应单元的上游端相连，所述恒压恒流泵将所述压力容器中的液体输入至所述反应单元中进行反应。在一个实施方式中，所述压力容器与第一个所述反应单元之间连接有预热器，所述压力容器中的液体经过所述预热器被加热后再进入第一个所述反应单元。在一个实施方式中，所述恒压恒流泵和所述压力容器之间的管路上、所述压力容器和所述预热器之间的管路上以及所述预热器与第一个所述反应单元之间的管路上均设置有阀门。在一个实施方式中，所述输入单元还包括与所述恒压恒流泵相连的气源，所述气源通过所述恒压恒流泵向所述压力容器中输入气体。在一个实施方式中，所述反应单元为带有加热套的反应釜。在一个实施方式中，所述检测单元包括化学信号采集器和带有压力计的分离器，所述化学信号采集器设置在最后一个所述反应单元与所述分离器相连的管路上。在一个实施方式中，最后一个所述反应单元与所述分离器相连的管路上还设置有回压阀。本专利技术还提供一种采用上述的模拟断裂-流体体系环境的水岩反应装置进行水岩反应的方法，包括以下步骤：反应单元不装载样品，使输入单元向反应单元中输入纯水，通过检测单元检测流体中背景离子浓度；反应单元中分别装载样品，使输入单元向反应单元中输入一定浓度的含有二氧化碳的盐水溶液进行反应，反应时反应单元中与检测单元之间的管路断开；反应一定时间以后，使反应单元与检测单元之间连通的管路的数量与模拟围岩的层位数相同，通过检测单元检测流体中离子的浓度和pH值。在一个实施方式中，还包括以下步骤：对反应后获得的流体中离子的浓度和pH值进行后处理，获得温度、压力、流体、岩性和围岩溶解-沉淀趋势之间的关系；对反应单元中经过反应后的样品进行物理和化学分析。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：通过控制反应单元与检测单元相连的管路的通断状态，能够实现模拟不同对象以及不同反应条件的水岩反应，模拟和再现流体沿断裂运移至不同深度地层和围岩反应的连续过程，衡量连续反应过程中流体岩石相互作用的程度和控制因素，为储层改造和预测提供有效手段。附图说明在下文中将基于实施例并参考附图来对本专利技术进行更详细的描述。图1是本专利技术的实施例中模拟断裂-流体体系环境的水岩反应装置的结构示意图。附图标记：100-输入单元；200-检测单元；1-气源；2-恒压恒流泵；3-压力容器；4-预热器；5-第一反应釜；6-第二反应釜；7-第三反应釜；8-第四反应釜；9a-第一截止阀；9b-第二截止阀；9c-第三截止阀；9d-第四截止阀；9e-第五截止阀；9f-第六截止阀；9g-第七截止阀；9h-第八截止阀；10-回压阀；11-化学信号采集器；12-分离器；13-压力计；14-第一流体通道；15-第二流体通道；16-第三流体通道；17-第四流体通道。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术作进一步说明。如图1所示，根据本专利技术的第一个方面，本专利技术提供一种模拟断裂-流体体系环境的水岩反应装置，该装置能够模拟深部地层断裂-流体-围岩体系的水岩反应，模拟和再现流体沿断裂运移至不同深度地层和围岩反应的连续过程，衡量连续反应过程中流体岩石相互作用的程度和控制因素，为储层改造和预测提供有效手段。具体来说，该装置包括至少两个反应单元、输入单元100和检测单元200。反应单元中装载有样品，其能够模拟水岩反应；输入单元100用于向反应单元中输入流体；检测单元200用于采集反应后的液体的化学信号。其中，第一个反应单元与输入单元100相连，最后一个反应单元与检测单元200相连。进一步地，相邻的反应单元之间设置有两条管路，其中一条管路的两端分别与两个反应单元相连；另一条管路上设置有控制其通断的阀门，且其一端与其中一个反应单元相连，另一端与检测单元200相连。通过控制管路上的阀门的通断状态，能够控制与检测单元200之间连通的反应单元的数量，使反应单元与检测单元200之间连通的管路的数量与模拟围岩的层位数相同，因此能够分别模拟不同层位数的地层(例如单一地层、两组地层、三组地层等)的连续流体-岩石反应，从而克服了现有技术中只能针对单一对象和单一反应条件的缺陷。下面以具有4个反应单元的水岩反应装置为例对本专利技术进行详细的说明。在下文中，反应单元有时也被记载为反应釜，四个反应单元相应地分别被记载为第一反应釜5、第二反应釜6、第三反应釜7和第四反应釜8。如图1所示，第一反应釜5、第二反应本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种模拟断裂-流体体系环境的水岩反应装置，其特征在于，包括：/n至少两个反应单元，其装载有样品，能够模拟水岩反应；/n输入单元，其用于向所述反应单元中输入流体；以及/n检测单元，其用于采集反应后的液体的化学信号；/n其中，第一个所述反应单元与所述输入单元相连，最后一个所述反应单元与检测单元相连；/n相邻的所述反应单元之间设置有两条管路，其中一条管路的两端分别与两个所述反应单元相连；另一条管路上设置有控制其通断的阀门，且其一端与其中一个反应单元相连，另一端与所述检测单元相连。/n

【技术特征摘要】
1.一种模拟断裂-流体体系环境的水岩反应装置，其特征在于，包括：
至少两个反应单元，其装载有样品，能够模拟水岩反应；
输入单元，其用于向所述反应单元中输入流体；以及
检测单元，其用于采集反应后的液体的化学信号；
其中，第一个所述反应单元与所述输入单元相连，最后一个所述反应单元与检测单元相连；
相邻的所述反应单元之间设置有两条管路，其中一条管路的两端分别与两个所述反应单元相连；另一条管路上设置有控制其通断的阀门，且其一端与其中一个反应单元相连，另一端与所述检测单元相连。


2.根据权利要求1所述的模拟断裂-流体体系环境的水岩反应装置，其特征在于，所述输入单元包括通过管路依次相连的恒压恒流泵和压力容器，所述压力容器与第一个所述反应单元的上游端相连，所述恒压恒流泵将所述压力容器中的液体输入至所述反应单元中进行反应。


3.根据权利要求2所述的模拟断裂-流体体系环境的水岩反应装置，其特征在于，所述压力容器与第一个所述反应单元之间连接有预热器，所述压力容器中的液体经过所述预热器被加热后再进入第一个所述反应单元。


4.根据权利要求3所述的模拟断裂-流体体系环境的水岩反应装置，其特征在于，所述恒压恒流泵和所述压力容器之间的管路上、所述压力容器和所述预热器之间的管路上以及所述预热器与第一个所述反应单元之间的管路上均设置有阀门。


5.根据权利要求2-4中任一项所述的模拟断裂-流体体系环境的水岩反应装置，其特征在于，所述输入单元还包括与所述恒压恒流泵相连的气...

【专利技术属性】
技术研发人员：何治亮，丁茜，沃玉进，刘全有，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11