油气生成、运移和聚集模拟实验装置

摘要

本发明的名称是：油气生成、运移和聚集模拟实验装置，属于石油地质领域的实验装置。主要解决以往不能把油气生成、排驱与油气运移和聚集作为一个有机的统一体进行研究以及实验装置自动化程度低、设计过于简单，而且都是一个封闭的系统(即只有实验结束后才能取出样品)，无法形成循环流动，难以更好地模拟地层温度压力条件下，油气的生成、运移和聚集过程的问题。本发明的技术方案是：油气生成、运移和聚集模拟实验装置，包括包括油气生成实验装置、油气运移聚集模拟实验装置，其特征是所述油气生成实验装置的回压调节器通过管线、阀门与油气运移聚集模拟实验装置的恒温箱相连接。本实验装置的特点是：自动化程度高、维修方便、高温高压、加热速度快且温度均匀、可实现循环流动、既可以模拟开放系统又可以模拟封闭系统的能较真实的模拟地层温压条件下的油气生成以及运移聚集过程的模拟实验装置。

说明书

技术领域：

本发明涉及一种石油地质领域的实验装置，特别是模拟油气生成、运移和聚集模拟实验装置。

背景技术：

目前，油气生成、运移和聚集是石油地质中重要的研究内容，但也是比较薄弱的环节，为解决这一难题，许多人设计了模拟实验装置。但是现有的这些实验装置部是对以上两个研究内容分开进行研究，不能把油气生成与油气运移和聚集作为一个有机的统一体进行研究，这些实验装置自动化程度低，设计过于简单，而且都是一个封闭的系统(即只有实验结束后才能取出样品)，无法形成循环流动，难以更好地模拟地层温度压力条件下，油气的生成、运移和聚集过程。

发明内容：

本发明需要解决现有实验装置不能把油气生成、油气运移和聚集作为一个有机的统一体进行研究，加热速度慢、温度压力不高、自动化程度低、温度不均匀、不能实现循环流动、实验装置内实验对象封闭问题，提供一种自动化程度高、维修方便、高温高压、加热速度快且温度均匀、可实现循环流动、既可以模拟开放系统又可以模拟封闭系统的能较真实的模拟地层温压条件下的油气生成以及运移聚集过程的模拟实验装置。

本发明的技术方案是这样的：油气生成、运移和聚集模拟实验装置，包括油气生成实验装置、油气运移聚集模拟实验装置，其特征是所述油气生成实验装置的回压调节器通过管线、阀门与油气运移聚集模拟实验装置的恒温箱相连接。

所述的油气生成模拟实验装置，由液压装置、加热装置、生成釜和控制装置构成，所述生成釜设置在一底座上，为一中空柱体，其中空部分设置有挤压柱，所述生成釜下方开有两个口，一个为出口，一个为进口，其中所述出口分别通过耐高温阀门、耐高温传感器与回压调节器连接，所述进口通过耐高温阀门、耐高温传感器与高压泵连接；所述液压装置包括通过固定在底座上的支架而支撑在生成釜上部的液压缸、与所述液压缸相连的其外设置有壳体的与所述挤压柱对应的加压柱、与所述液压缸相连的电机及液压缸上设置的压力传感器；所述加热装置包括一中频电源、通过大电容与所述中频电源相连并均匀缠绕在生成釜外侧上的铜线；所述控制装置包括控制柜和与控制柜相连的计算机，所述控制柜分别与所述中频电源、所述液压装置中的电机和压力传感器相连。

所述的油气生成模拟实验装置的生成釜由耐高压耐高温耐腐蚀的合金材料制成。

所述的油气运移聚集模拟实验装置，包括恒温箱(1A)、高压微流量泵、压力传感器、三相计量装置和气动阀，恒温箱(1A)中设置有岩芯夹持器和热电偶以及压力传感器，恒温箱(1B)，恒温箱(1B)中设置有岩芯夹持器和热电偶以及压力传感器，恒温箱(1B)中的岩芯夹持器一端通过阀门及换热器与恒温箱(1A)中的岩芯夹持器相连接，另一端通过活塞容器和气动阀与高压微流量泵出口连接，恒温箱(1A)内的岩芯夹持器一端通过阀门及热交换器与恒温箱(1B)的岩芯夹持器连接，另一端通过活塞容器和气动阀与高压微流量泵进口连接，工控机与恒温箱(1A)、恒温箱(1B)、高压微流量泵、压力传感器、热电偶、三相计量装置、气动阀相连。

所述的油气运移聚集模拟实验装置的高压微流量泵的出口与气动阀(2A)连接，该气动阀的一端连接一个活塞容器(3A)，另一端连接一个活塞容器(3B)和气动阀(2B)，气动阀(2B)与高压微流量泵的进口相连接，活塞容器(3A)和活塞容器(3B)的另一端之间并联两个气动阀(2C、2D)，气动阀(2C)和恒温箱(1A)中的岩芯夹持器连接，气动阀(2D)和恒温箱(1B)中的岩芯夹持器连接。

本发明的效果是：实验样品就放置在生成釜内挤压柱下面。实验需要对实验样品加压时，计算机发出指令，控制柜控制电机运转，通过液压缸的液压作用使加压柱下降并作用在挤压柱上对实验样品施以高压。高温是通过中频电源产生的大电流作用在均匀缠绕在生成釜外侧的铜丝，铜丝产生高热实现的，高频电流能迅速产生大电流，经大电容的作用，能迅速使铜丝发热，由于铜丝是均匀缠绕的，因此生成釜产生的热量是均匀的，实验样品的受热是均匀的，同时釜体采用高温合金材料，保证了釜体在高温下和高压力下的密封问题。生成釜下方开有两个口，一个出口，一个为进口，出口通过阀门与回压调节器连接，回压调节器通过管线与恒温箱(1A)连接，这使釜体内的气体排出时不至于液化，并使生成釜生成的物质能通过管线进入恒温箱(1A)。进口与高压泵连接，可以根据需要向釜体内注入流体(如：地层水、蒸馏水、油等)，这就使整个釜体变成一开放系统，实验过程中既可以取样，又可以向釜体内填加流体。恒温箱(1A)中设置有岩芯夹持器和热电偶以及压力传感器，恒温箱(1B)中也设置有岩芯夹持器和热电偶以及压力传感器，恒温箱(1B)中的岩芯夹持器一端通过阀门及换热器与恒温箱(1A)中的岩芯夹持器相连接，另一端通过活塞容器和气动阀与高压微流量泵出口连接，恒温箱(1A)内的岩芯夹持器一端通过阀门及换热器与恒温箱(1B)的岩芯夹持器连接，另一端一方面通过活塞容器和气动阀与高压微流量泵进口连接，另一方面通过阀门与生成釜的回压调节器连接。这样工作时，就可以使生成釜内生成的物质实现高压循环流动，从几千米的地下采的岩芯就放在岩芯夹持器内，岩芯夹持器放置在恒温箱内，恒温箱可调节温度，从而实现岩芯的高温。这样在工作过程中，就可以基本模拟几千米地下岩芯的真实温度、压力情况，可以更好地研究地下油气生成、运移与聚集过程，实验的全过程都可采用计算机控制，从而实现了整个实验装置的自动控制。下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

附图说明：

附图是本发明的结构示意图。

具体实施方式：

图中本发明由液压装置、加热装置、生成釜、控制装置、恒温箱1A、恒温箱1B、高压微流量泵、压力传感器、三相计量装置和气动阀构成，其中生成釜1为中空柱体，其中空部分设置有挤压柱2，生成釜1和挤压柱2均由耐高压高温耐腐蚀的合金材料制成，生成釜1设置在一底座3上，生成釜1下方开有两个口，一个出口，一个为进口，出口8分别通过耐高温阀门5、耐高温传感器60与回压调节器7连接，回压调节器7通过管线、阀门与恒温箱1B连接，进口40通过耐高温阀门5′、耐高温传感器60′与高压泵90连接；所述液压装置包括通过固定在底座3上的支架100而支撑在生成釜1上部的液压缸110、与液压缸110相连的其外设置有壳体12的与挤压柱2对应的加压柱13、与液压缸110相连的电机14及液压缸110上设置的压力传感器15；所述加热装置包括一中频电源16、通过大电容17与中频电源16相连并均匀缠绕在生成釜1外侧上的铜线18；所述控制装置包括控制柜19和与控制柜19相连的计算机20，控制柜19分别与中频电源16、液压装置中的电机14和压力传感器15相连。恒温箱1A中设置有岩芯夹持器7A和热电偶8A，恒温箱1B中设置有岩芯夹持器7B和热电偶8B，恒温箱1B中的岩芯夹持器7B一端和恒温箱1A中的岩芯夹持器7A相连接，另一端通过活塞容器和气动阀与高压微流量泵4出口4B连接，恒温箱1A内的岩芯夹持器7A一端与恒温箱1B的岩芯夹持器7B连接，另一端一方面通过活塞容器和气动阀与高压微流量泵4进口4A连接，另一方面通过阀门与生成釜的回压调节器连接，工控机9与恒温箱1A、恒温箱1B、高压微流量泵4、压力传感器、热电偶8A、8B，三相计量装置6、气动阀相连，10为手动阀，11为回压调节阀。

高压微流量泵的出口4B与气动阀2A连接，该气动阀2A的一端连接一个活塞容器3A，另一端连接一个活塞容器3B和气动阀2B，气动阀2B与高压微流量泵的进口4A相连接，活塞容器3A和活塞容器3B的另一端之间并联两个气动阀2C、2D，气动阀2C和恒温箱1A中的岩芯夹持器7A连接，气动阀2D和恒温箱1B中的岩芯夹持器8A连接。

当进行实验时，取开挤压柱2，将实验样品置入生成釜1内，然后再放入挤压柱2。计算机20发出指令，控制柜19接受指令后启动电机14、打开中频电源16的开关。电机带动液压缸110作功，使加压柱13向下运动对挤压柱2施以高压，中频电源16能迅速产生大电流，经大电容作用在均匀缠绕生成釜1上的铜线上，使铜线迅速产生高热对生成釜1加热，使生成釜产生高温并对生成釜1内的实验样品加热。经过一定时间后，生成釜内的样品开始生油，此时可开启生成釜1下方的出口，使生成釜内的样品通过耐高温阀门5、耐高温传感器60、回压调节器7、阀门到达恒温箱1B，当一定量的样品到达恒温箱1B的循环管路中时，关闭耐高温阀门5、及恒温箱1B前阀门。开动高压微流量泵4，流体从泵左侧开始，经过2A、3A、2D，进入恒温箱1B，岩芯夹持器7B，然后经阀门及换热器流出进入恒温箱1A，岩芯夹持器7A，经岩芯夹持器7A出口，流回2C，经3B、2B流回高压微流量泵。当活塞容器3A及活塞容器3B内的活塞到达活塞容器内顶端或低端时，工控机控制高压微流量泵进出口互换，并使气动阀2A、2B、2C、2D发生切换，从而形成从泵右侧开始，经2B、3B、2D进入恒温箱1B，岩芯夹持器7B，然后经阀门及换热器流出进入恒温箱1A，岩芯夹持器7A，经岩芯夹持器7A出口，流回2C，经3A、2A流回高压微流量泵。如此反复循环，直到达到所需时间。循环结束后，打开回压调节阀11，进行油气水三相计量。