成岩作用模拟实验装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种成岩作用模拟实验装置，包括岩心夹持机构、加温机构、气体孔隙度和渗透率测量机构、液体注入及液体渗透率测量机构、出口流体自动连续计量取样机构，上覆压力加压控制机构、流体物性检测机构、数据采集计算及自动控制机构；岩心夹持机构的入口和出口分别和气体孔隙度和渗透率测量机构、液体注入及液体渗透率测量机构相连；岩心夹持机构的外围套有加温机构，岩心夹持机构的上覆压力注入口连接上覆压力加压控制机构，液体注入及液体渗透率测量机构的出口连在取样机构上，检测机构对样品进行检测；由数据采集计算及自动控制机构采集、记录、储存并计算处理实验中温度、压力、流量，同时根据实验状况控制相应电磁阀及取样机构的动作。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种石油、地质、勘探行业进行成岩作用模拟实验的装置，具体地说是一种研究岩石形成过程中流体、压力、温度等因素对其物性变化影响的模拟实验装置。
技术介绍
自1893年J.Wather首先提出成岩作用的概念后，人们对成岩作用的研究不断系 统和深入。近年来国内有很多学者从事这方面的研究，并取得了较大的进展。随着油气勘探开发深度，精度和难度的增加，人们开始系统总结成岩作用的一般规律，据此预测有利孔隙发育带、帮助寻找隐蔽油气藏，并逐步与地球物理技术相结合，使成岩作用的研究在勘探开发中发挥更大作用。与理论方面的研究相比，成岩作用的室内实验研究相对较少，而专门用于成岩作用的研究的比较完善的仪器更少，这也限制了室内实验研究的进展。而现有的为数不多的仪器功能上不完备，如中国石油大学仪表厂生产的成岩作用测试仪主要侧重于压实作用的研究，而中石化石油勘探开发研究院无锡所开发的成岩作用模拟试验装置侧重于动态流体对成岩作用的影响。选用材料的防腐性能上不够理想，两家的仪器均采用合金钢材料加表面处理的做法，很难适应酸碱的腐蚀；另外，仪器的技术指标较低，现有仪器的最高温压指标分别是250°C和50MPa，不足以全面满足试验的要求。造成这些问题的原因主要在于仪器的核心部件，岩心夹持器，现有仪器使用的仍为常规流动实验用的哈氏岩心夹持器，它使用橡胶筒配合液压来夹持岩心，由于橡胶的耐温最高250°C (短暂使用)，所以就限制了仪器的最高试验温度，在高温下橡胶会软化，软化的橡胶在高压下会发生蠕变，所以又限制了仪器的最高实验压力。因此开发功能完备，各项技术指标以及仪器整体防腐性能优异的模拟装置成为必然。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种成岩作用模拟实验装置，为石油、地质、勘探行业对成岩作用的研究提供更适合的实验装备。本技术的技术方案为一种成岩作用模拟实验装置，所述的装置包括岩心夹持机构、加温机构、气体孔隙度和渗透率测量机构、液体注入及液体渗透率测量机构、出口流体自动连续计量取样机构，上覆压力加压控制机构、流体物性检测机构以及数据采集计算及自动控制机构；岩心夹持机构的入口和出口分别和气体孔隙度和渗透率测量机构、液体注入及液体渗透率测量机构相连；岩心夹持机构的外围套有加温机构，岩心夹持机构的上覆压力注入口连接上覆压力加压控制机构，液体注入及液体渗透率测量机构的出口连接在出口流体自动连续计量取样机构上，流体物性检测机构对出口流体自动连续计量取样机构的流体样品进行检测；由数据采集计算及自动控制机构采集、记录、储存并计算处理实验中温度、压力、流量，同时根据实验状况控制相应的电磁阀动作以及出口流体自动连续计量取样机构的动作。优选的是所述的岩心夹持机构有一个圆柱形的夹持器筒体，筒体内孔为锥形，该锥形与对开锥形套的外壁吻合，筒体的一端有外螺纹，连接上覆压力缸，另一端为内螺纹，连接端套，对开锥形套内孔为圆柱形，其内有薄壁哈氏合金筒，薄壁哈氏合金筒的外壁为圆柱形且与对开锥形套内孔吻合，对开锥形套的大头段有外螺纹，并用紧固螺母紧固；薄壁哈氏合金筒内装实验岩心，岩心的上游端面与上覆压力堵头接触，上覆压力堵头伸出上覆压力缸，下游端面与下游堵头接触，下游堵头伸出端套。优选的是上覆压力堵头由三段不同直径的圆柱体组成，右段与岩心接触，直径等于岩心的直径，中段与上覆压力堵头内壁接触，直径最 大，左段直径最小并从上覆压力缸内伸出；上覆压力堵头的中心有一通孔，外端为岩心夹持机构入口，内端连接岩心的上游端面；岩心下游端面与下游堵头接触，下游堵头由两段不同直径的圆柱体组成，左段与岩心接触，直径等于岩心的直径，右段直径小于左段，并从挡块和端套内伸出，下游堵头的中心有一通孔，外端为岩心夹持机构出口 ；挡块挡在对开锥形套和端套之间。优选的是上覆压力堵头和下游堵头与薄壁哈氏合金筒之间均有密封件；上覆压力堵头与上覆压力缸内壁之间有0型圈；上覆压力堵头的外壁与上覆压力缸之间有0型圈。优选的是所述的气体孔隙度和渗透率测量机构包括与岩心夹持机构相接的入口气路和出口气路，A 口气路上依次连接有氮气瓶、电磁阀、入口气路隔离阀，第一电磁阀与第二电磁阀之间设置有减压器，第二电磁阀与第三电磁阀之间设置有压力传感器和气体给对比室；出口气路上依次连接有出口气路隔离阀、第五电磁阀、压力传感器以及气体流量计；入口气路和出口气路之间连接有第四电磁阀。优选的是液体注入及液体渗透率测量机构包括与岩心夹持机构相接的入口液路和出口液路，入口液路依次连接有注液泵、中间容器、预热罐、压力传感器以及入口液路隔离法；出口液路依次连接有出口液路隔离阀、压力传感器、冷凝器、回压器以及流体出口 ；回压器上连接有回压泵、气瓶、回压表。优选的是上覆压力加压控制机构包括与岩心夹持机构相接的上覆压力泵、压力传感器、阀门、上覆压力表。优选的是出口流体自动连续计量取样机构包括操作台、位于操作台上的支架、电子天平；电子天平上设置有烧杯架，烧杯架上有烧杯；支架上设置有横向滑轨和纵向滑轨，横向滑轨上设置有横向滑块，纵向滑轨固装于横向滑块上，纵向滑轨上设置有纵向滑块，流体出口安装于纵向滑块上。优选的是所述的加温机构包括加热瓦和保温层。本技术的有益效果为本技术能够模拟压实作用的整个过程，并实时测试压实作用过程中物性参数(孔隙度、渗透率)的变化情况；能模拟高温高压条件下各种成岩流体与岩石动静态接触时对岩石成岩作用(如酸性成岩作用、碱性成岩作用、溶蚀作用等)的影响；能在成岩模拟的过程中实时动态监测岩心孔隙度及渗透率的变化情况；能在成岩模拟的过程中实时动态监测流体性质的变化情况；本技术能测量多项参数不同压力不同温度下的岩心液体渗透率测量、不同压力下的岩心气体渗透率测量、不同压力下的气体孔隙度测量、岩心孔隙压缩系数以及总体积压缩系数测量、动态或静态下地层流体溶蚀作用产生的不同离子的浓度测量、地层流体酸碱度测量。岩心夹持器的好处1、用薄壁哈氏合金筒代替橡胶筒，解决了橡胶筒的耐温、耐压问题，同时哈氏合金是目前为止耐酸碱最好的金属合金，也解决了防腐的问题；2、对开锥形套的作用是与夹持器筒体的内孔贴合形成承压体，在对内禁锢薄壁哈氏合金筒的同时支撑薄壁哈氏合金筒内的高压，对开的设计又便于装填岩心的操作；3、上覆压力缸和上覆压力堵头的设计保证了实验中上覆压力的施加于控制；4、加热瓦和保温层的长度只包裹在从上覆压力缸右端开始的夹持器筒体上，在保证岩心的实验温度的同时又避免了上覆压力系统温度过高，避免了上覆压力系统内的O型圈在高温下失效的风险。I、本技术具备以下功能I)能模拟高温高压条件下各种流体与岩石动静态接触时对岩石的成岩作用，如酸性成岩作用、碱性成岩作用、溶蚀作用等；2)能模拟测试压实作用对成岩过程的影响；3)能在成岩模拟的过程中动态监测岩心渗透率的变化，孔隙度的变化；4)能在成岩模拟的过程中动态监测流体成分的变化；2、材料选择接液部件选用防腐合金材料-哈氏合金，使仪器能够在高温高压状况下也能进行酸、碱、盐等腐蚀性流体的成岩实验。3、耐温指标能耐高温300°C以上的岩心夹持机构，高温指标的提高能有效缩短成岩实验时间，将地质条件下百万年的演变过程在实验室短时间完成。4、自动化程度成岩实验时间长，考查点多，对操作人员要求很高，有效本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种成岩作用模拟实验装置，其特征在于：所述的装置包括岩心夹持机构(1)、加温机构(2)、气体孔隙度和渗透率测量机构、液体流入及液体渗透率测量机构、出口流体自动连续计量取样机构(5)，上覆压力加压控制机构(6)、流体物性检测机构以及数据采集计算及自动控制机构；岩心夹持机构(1)的入口(1？4)和出口(1？14)分别和气体孔隙度和渗透率测量机构、液体流入及液体渗透率测量机构相连；岩心夹持机构(1)的外围套有加温机构(2)，岩心夹持机构(1)的上覆压力注入口(1？2)连接上覆压力加压控制机构(6)，液体流入及液体渗透率测量机构的出口(4？10)连接在出口流体自动连续计量取样机构(5)上，流体物性检测机构对出口流体自动连续计量取样机构(5)的流体样品进行检测；由数据采集计算及自动控制机构采集、记录、储存并计算处理实验中温度、压力、流量，同时根据实验状况控制相应的电磁阀动作以及出口流体自动连续计量取样机构(5)的动作。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：操应长，邵东亮，葸克来，李晓东，王健，朱金堂，王艳忠，郝佳，远光辉，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：实用新型
国别省市：