[发明专利]一种烃类微渗漏模拟实验装置有效

专利信息
申请号: 200810225356.X 申请日: 2008-10-31
公开(公告)号: CN101726559A 公开(公告)日: 2010-06-09
发明(设计)人: 任春;范明;王国建;程同锦;李吉鹏;陈伟钧 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
主分类号: G01N33/00 分类号: G01N33/00
代理公司: 北京思创毕升专利事务所 11218 代理人: 刘明华
地址: 100728 北*** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 一种 烃类微 渗漏 模拟 实验 装置
【说明书】:

技术领域

发明涉及一种油气勘探实验装置,具体涉及一种烃类微渗漏模拟实验装 置。

背景技术

烃类微渗漏基础理论研究,早期以前苏联的工作最为系统、全面;以美国 为代表的西方国家随后也对此开展过大量的研究工作,并获得了有意义的成果。 我国的科研人员,尤其是从事油气化探工作的科研人员,长期致力于烃类微渗 漏理论研究,进行了卓有成效的努力。但是由于烃类微渗漏实验模拟难度极大, 关于烃类微渗漏基础理论的观点绝大部分都没有通过系统的实验来验证,还处 于假说阶段。

另外,烃类垂向微渗漏是油气运移研究的一个组成部分,目前对油气初次 运移、二次运移的实验模拟,国内外已经过几十年的研究,获得了大量研究成 果,实验装置也在不断改进,从一维模型、二维模型乃至三维模型。油气初次 运移、二次运移研究工作的手段和研究成果成为烃类垂向微渗漏实验模拟的从 设想到实践的推动力。

目前,已有的的模拟实验装置为以下两种:

1、Trost用外涂硅胶或硅氧烷被膜的细砂和硅藻土装配成一个大色层柱, 来模拟地球内部各种迭置的水饱和沉积层。往该模拟色层柱内通入He、H2、N2、 CO2和CO等地壳内常见的气体作为载气,观察柱中烃类组分的移动和分离过程。 模拟结果证实,地壳及其各种饱含水的沉积物可充当一个巨大的色层柱,允许 烃类组分以分子形式运移和分离,吸附在固相表面的烃气可随载气向上移动。

2、Brown(2000)用“窄缝槽模拟法”定量研究了气体沿垂直裂隙上升的 行为,模拟从运移速率、运移通量以及所需能量几个方面比较了胶体态气泡和 连续气相运移机制的差异。他通过模拟结果认为,裂隙中连续气相运移机制不 论从运移速率还是所需能量方面都比孤立气泡运移机制更有效地解释了油气藏 上方存在的烃类异常现象,只是这种机制要求的裂隙宽度很小。

但是由于分析测试、材料条件限制,实验针对目的不同,以及烃类垂向微 渗漏的复杂性,国内外所做的模拟烃类垂向微渗漏的装置,实验条件简单,实 验装置简易,实验模拟所解决的问题比较单一,实验结果与人们对烃类垂向微 渗漏基础理论研究的期望程度存在较大的差距。简单的烃类垂向微渗漏实验模 拟不能解决实际地质问题,也无法回答地质学家对于油气地球化学勘探机理的 质疑,阻碍了油气化探的发展及其在油气勘探中应发挥的作用。

烃类垂向微渗漏模拟之所以难以进行,主要是因为存在以下几个难点:如 何建造模拟地层的柱体;在模拟柱体内部如何取样,以及连续取样分析而不对 微渗漏造成干扰。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术中的难点,提供一种烃类微渗漏模拟 实验装置,通过模拟实验、分析,从机理上描述烃类垂向微渗漏的过程及其在 地表形成的共生地球化学场、地球物理场、生物地球化学场,并夯实烃类垂向 微渗漏的基础理论,引导建立高效的油气信息检测技术,为能源勘探更好地服 务。

本发明是通过以下技术方案实现的:

一种烃类微渗漏模拟实验装置,用于对烃类在地层中的微渗漏进行模拟和 采样。以上所述模拟实验装置包括地质模拟系统、烃源控制系统和采样系统。

所述地质模拟系统用于模拟所研究的地层,其包括模拟柱体、土壤层和地 层温度压力控制装置;所述土壤层置于模拟柱体上端面,所述地层温度压力控 制装置与模拟柱体底端相连,用于对模拟柱体的温度和压力进行控制。

具体来讲,所述地层温度压力控制装置包括水槽、加热板和恒压泵。将所 述模拟柱体的底端置于所述水槽内,让柱体底端面与水槽底部内表面接触。同 时,水槽口内翻,与所述模拟柱体下部四周接触处密封连接,此密封连接可通 过将密封胶涂抹于模拟柱体和水槽口的接触带来实现,这样就在水槽与模拟柱 体间形成了密闭空间,在此密闭空间内装有水。为了模拟真实地球内部温度的 变化,需要对水槽中的水进行加热。将加热板置于水槽下面,并与水槽底部外 表面相连。为提高加热效率,加热板优选电加热材料,其被涂敷在所述水槽底 部外表面。另外,为了控制所述模拟柱体底部的压力,采用了由微机控制的恒 压泵,其位于所述水槽外部,通过管路与所述水槽相连通。通过调节所述恒压 泵就可以控制水槽中水的压力,从而控制所述模拟柱体底部的压力,进而实现 了地质模型对于压力变化的模拟。

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