烃类水合热解模拟实验装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种烃类水合热解模拟实验装置及方法，该烃类水合热解模拟实验装置包括烘箱和冷却箱，烘箱的内部设有高压釜，高压釜上连接有压力检测器和重量检测器；冷却箱的内部设有气液分离器，气液分离器具有进气口、排气口和排液口，进气口通过连接管与高压釜的排气阀相连通，排气口连通有气相色谱仪，排液口连接有液相色谱仪。本发明专利技术能够模拟在页岩储层原始含水条件下，原油的热蚀变及其所产出烃类的运移、解吸附以及固体残余物的性质变化。

【技术实现步骤摘要】
烃类水合热解模拟实验装置及方法
本专利技术涉及油藏工程
，特别涉及一种烃类水合热解模拟实验装置及方法。
技术介绍
烃类在地下依靠烃源岩生成。在沉积的初始阶段，烃源岩被掩埋并经受高温和高压作用。当烃源岩达到足够高的温度，有足够的热量能够将有机物转化为干酪根，并释放出液态烃和/或气态烃时，就会发生烃类生成，这一过程称为烃源岩成熟。生成后，烃类可能会从烃源岩中被排驱并运移到地下，进入储层岩石(例如砂岩、石灰岩、碳酸盐岩等)中，这些储层岩石具有适当的孔隙度、结构、比表面积和封闭能力，可以捕获或吸附烃类。原油是烃类和非烃类的混合物，在漫长的地质作用过程中会遭受各种蚀变，例如热蚀变和生物降解。由于这类混合物与储层中的岩石和矿物长期接触，因此不同的储层条件将对原油的蚀变产生影响。为了研究原油热解过程中各种组分(气态烃类和固体残渣)的动态变化，研究人员将更多的注意力放在了生烃动力学的发展和应用上。根据化学动力学原理建立其反应过程的描述方法，以及储层原油热解过程的化学动力学方程。许多学者通过模拟实验研究了原油裂解的动态过程，其中Behar通过封闭系统热模拟技术揭示了原油和干酪根裂解的动态过程，该过程包括四种反应类型：1.干酪根和沥青质的解聚：该反应主要是某些C-O或C-S键的断裂。这一反应的产物主要是可溶性不饱和有机化合物，而烃类(主要是气态烃类和液态烃类)的产率相对较低。2.C-C键在C6+饱和烃类基质上断裂：此反应比解聚反应需要更高的活化能，主要产物为短链脂肪烃，且仍将产出较少的气态烃类和液态烃类。3.芳烃和初级焦炭的脱甲基化：该反应主要针对C14多环芳烃、C9-13芳烃和初级焦炭。活化能分布较窄，主要产物为气态烃和焦炭残渣。4.C3-5脂肪链上的C-C键断裂反应：该反应的主要产物为甲烷和乙烷，在高活化能的条件下，乙烷可进一步分解为甲烷。上述四种反应中各种化合物的平行反应按平均活化能的顺序进行。在实际地质条件下，原油的裂解受到许多因素的控制和限制，例如温度、压力、盐水和矿物成分等。温度和压力对深埋储层中原油热稳定性的影响已有广泛报道。近年来，研究人员逐渐意识到了介质环境对油气生成的影响，特别是一些无机介质，例如水和盐，将以反应物或催化剂的形式参与油气生成和转化的全过程。Lewan等人在无水封闭系统和有水封闭系统中分别进行了II型干酪根的裂解实验。之后，Behar等人采用褐煤(III型干酪根)在无水和含水条件下进行了比较热解实验，结果表明，无论是C6-14、C15+组分还是沥青质，热解产物在无水和含水系统条件下都是不同的。在这项研究的基础上，Lewan等人还在上述两种条件下进行了I型干酪根的封闭模拟实验，并详细描述了水对源岩气的影响。但是，关于介质环境对原油热解气的影响以及水或盐对所产出的烃的捕获或吸附的影响的研究相对较少。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种能够模拟在页岩储层原始含水条件下，原油的热蚀变及其所产出烃类的运移、解吸附以及固体残余物的性质变化的烃类水合热解模拟实验装置。本专利技术的另一个目的是提供一种应用上述烃类水合热解模拟实验装置的烃类水合热解模拟实验方法。为达到上述目的，本专利技术提供了一种烃类水合热解模拟实验装置，其包括：烘箱，其内部设有高压釜，所述高压釜上连接有压力检测器和重量检测器；冷却箱，其内部设有气液分离器，所述气液分离器具有进气口、排气口和排液口，所述进气口通过连接管与所述高压釜的排气阀相连通，所述排气口连通有气相色谱仪，所述排液口连接有液相色谱仪。如上所述的烃类水合热解模拟实验装置，其中，所述烘箱上设有温度检测器，所述烃类水合热解模拟实验装置还包括控制器，所述控制器与所述烘箱和所述温度检测器电连接，所述控制器能根据所述温度检测器的反馈调节所述烘箱的加热温度。如上所述的烃类水合热解模拟实验装置，其中，所述冷却箱的下部设有冷却水入口，所述冷却箱的上部设有冷却水出口。如上所述的烃类水合热解模拟实验装置，其中，所述烃类水合热解模拟实验装置还包括气体收集器，所述排气口通过所述气体收集器与所述气相色谱仪相连通。如上所述的烃类水合热解模拟实验装置，其中，所述烃类水合热解模拟实验装置还包括中间容器，所述中间容器连接有压力泵，所述中间容器与所述高压釜相连通。本专利技术还提供了一种烃类水合热解模拟实验方法，其采用上述的烃类水合热解模拟实验装置，所述烃类水合热解模拟实验方法包括：将由岩石样品、油和水形成混合物置入高压釜内并压实；对所述高压釜进行抽真空处理；通过重量检测器对所述高压釜进行重量测量，获取第一重量测量值；控制器控制烘箱对所述高压釜进行预热处理；所述控制器在预设温度范围内每间隔预设温度调节所述烘箱的加热温度，当气相色谱仪和液相色谱仪检测到的气体和液体的主要成份为甲烷到戊烷时，记录温度检测器反馈的当前加热温度值，并通过所述控制器控制所述烘箱以所述当前加热温度值加热预设时间；通过所述重量检测器对所述高压釜进行重量测量，获取第二重量测量值；在所述高压釜的排气阀每次排气时，通过压力检测器对所述高压釜内的静水压力进行压力测量，获取压力测量值，直至所述压力测量值与大气压力值相等，同时，通过所述重量检测器对所述高压釜进行重量测量，获取第三重量测量值；根据获取的所述第二重量测量值、各所述压力测量值、各所述第三重量测量值和所述当前加热温度值，获得混合物的解吸附等温线。如上所述的烃类水合热解模拟实验方法，其中，所述预设温度范围为150℃～600℃，所述预设温度为50℃。如上所述的烃类水合热解模拟实验方法，其中，所述预设时间为72小时。如上所述的烃类水合热解模拟实验方法，其中，所述控制器控制烘箱对所述高压釜进行预热处理包括：所述控制器控制所述烘箱在2小时内由初始温度加热至预热温度；所述控制器控制所述烘箱以预热温度对所述高压釜加热24小时。如上所述的烃类水合热解模拟实验方法，其中，所述烘箱为中频感应加热烘箱。与现有技术相比，本专利技术的优点如下：本专利技术的烃类水合热解模拟实验装置，模拟在页岩储层原始含水条件下，原油的热蚀变及其所产出烃类的运移、解吸附以及固体残余物的性质变化，根据生烃动力学推断了各种有机质生烃热模拟实验的结果，定量描述了天然气的形成与成藏过程，从而为实际地质条件下天然气的成因测定和资源评价提供了实验依据和理论依据；本专利技术的烃类水合热解模拟实验装置，通过设置中间容器，能够将水通过压力泵泵送至高压釜内，以通过在不同多孔介质中加水，研究原油裂解的产气特征，从而为理解地层中的原油地下气体析出提供实验依据；本专利技术的烃类水合热解模拟实验装置，适用于各种多孔介质，包括煤层岩、砂岩和页岩等；且适用于不同的盐水(含有不同的溶质)，凭借对有机和无机成因气体产物的同位素分析，可以通过分析有机和无机成因气体的产率和碳同位素来研究热化学还原反应的机理；本专利技术的烃类水合热解模拟实验方法，保留了真实岩石本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种烃类水合热解模拟实验装置，其特征在于，所述烃类水合热解模拟实验装置包括：/n烘箱，其内部设有高压釜，所述高压釜上连接有压力检测器和重量检测器；/n冷却箱，其内部设有气液分离器，所述气液分离器具有进气口、排气口和排液口，所述进气口通过连接管与所述高压釜的排气阀相连通，所述排气口连通有气相色谱仪，所述排液口连接有液相色谱仪。/n

【技术特征摘要】
1.一种烃类水合热解模拟实验装置，其特征在于，所述烃类水合热解模拟实验装置包括：
烘箱，其内部设有高压釜，所述高压釜上连接有压力检测器和重量检测器；
冷却箱，其内部设有气液分离器，所述气液分离器具有进气口、排气口和排液口，所述进气口通过连接管与所述高压釜的排气阀相连通，所述排气口连通有气相色谱仪，所述排液口连接有液相色谱仪。


2.根据权利要求1所述的烃类水合热解模拟实验装置，其特征在于，
所述烘箱上设有温度检测器，所述烃类水合热解模拟实验装置还包括控制器，所述控制器与所述烘箱和所述温度检测器电连接，所述控制器能根据所述温度检测器的反馈调节所述烘箱的加热温度。


3.根据权利要求1所述的烃类水合热解模拟实验装置，其特征在于，
所述冷却箱的下部设有冷却水入口，所述冷却箱的上部设有冷却水出口。


4.根据权利要求1所述的烃类水合热解模拟实验装置，其特征在于，
所述烃类水合热解模拟实验装置还包括气体收集器，所述排气口通过所述气体收集器与所述气相色谱仪相连通。


5.根据权利要求1所述的烃类水合热解模拟实验装置，其特征在于，
所述烃类水合热解模拟实验装置还包括中间容器，所述中间容器连接有压力泵，所述中间容器与所述高压釜相连通。


6.一种烃类水合热解模拟实验方法，其特征在于，所述烃类水合热解模拟实验方法采用如权利要求2所述的烃类水合热解模拟实验装置，所述烃类水合热解模拟实验方法包括：
将由岩石样品、油和水形成混合物置入高压釜内并压实；
对所述高压釜进行抽真空处理；
通...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴建发，张鉴，常程，赵圣贤，吴伟，张德良，谢维扬，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11