[发明专利]用于模拟油页岩原位干馏开采的实验系统和实验方法

权利要求书

1.一种用于模拟油页岩原位干馏开采的实验系统，其特征在于，包括：

加压装置，所述加压装置包括筒状的反应釜以及分别从所述反应釜的两端插入到所述反应釜内的上压杆和下顶杆，所述上压杆和所述下顶杆均与所述反应釜密封配合且均能沿所述反应釜的轴向滑动，

以及加热装置，所述加热装置用于对所述反应釜加热，在加热过程中从所述反应釜内收集部分油气以使得所述反应釜内的流体压力大小等于油页岩岩样被埋藏在预设深度的地层中时所受到的静水压力值，

所述实验系统还包括设置有均连通于所述反应釜的第一页岩油收集器和第二页岩油收集器的油气收集单元，连通于所述反应釜的冲洗装置，连通于所述反应釜和所述第一页岩油收集器且用于对所述反应釜和所述第一页岩油收集器抽真空的抽真空装置，在所述第一页岩油收集器的外壁上设置冷却装置，

其中，所述冲洗装置用于向所述反应釜中注入冲洗液以将反应釜内的页岩油带入到第二页岩油收集器中。

2.根据权利要求1所述的实验系统，其特征在于，所述加压装置还包括：

上液压缸，其设置在所述上压杆背离所述反应釜的一侧，一端与所述上压杆连接，其伸缩方向平行于所述反应釜的轴线方向，

下液压缸，其设置在所述下顶杆背离所述反应釜的一侧，一端与所述下顶杆连接，其伸缩方向平行于所述反应釜的轴线方向，

以及用于同时驱动所述上液压缸和所述下液压缸伸长的液压机，

其中，所述上液压缸的另一端与所述下液压缸的另一端的相对位置固定。

3.根据权利要求1所述的实验系统，其特征在于，所述冲洗装置、所述第一页岩油收集器和所述第二页岩油收集器与所述反应釜之间均设置有阀门，所述抽真空装置与所述第一页岩油收集器之间的管路上设置有阀门。

4.一种用于模拟油页岩原位干馏开采的实验方法，其特征在于，所述实验方法基于如权利要求1至3中任一项所述实验系统，所述实验方法包括如下步骤：

钻取埋藏在地层中且位于预设深度的油页岩岩样，将所述油页岩岩样切割成与所述反应釜的内腔相匹配的柱体；

对所述油页岩岩样称重；

将所述油页岩岩样放置于所述反应釜中，所述上压杆和所述下顶杆分别从所述油页岩岩样的两端对所述油页岩岩样施加压力，该压力值等于所述油页岩岩样埋藏在预设深度的地层中所受到的上覆岩层压力值，

将所述油页岩岩样加热到预设的裂解温度，维持预设的加热时间，在加热过程中从所述反应釜内收集部分油气以使得所述反应釜内的流体压力大小等于所述油页岩岩样被埋藏在预设深度的地层中时所受到的静水压力值，

分离出所述部分油气中的第一页岩油，

在加热结束后，将反应釜内的温度降至预设温度后释放所述反应釜内的流体压力，同时收集从反应釜内喷出的第一页岩油，

对第一页岩油称重，计算所述第一页岩油的质量与所述油页岩岩样质量之比；

释放完所述反应釜内的流体压力后，将反应釜内的温度降至室温，向所述反应釜内注入冲洗液以冲洗所述油页岩岩样，

完成冲洗后，将冲洗液和页岩油的混合液进行分离以获得第二页岩油，并对所述第二页岩油称重，

计算所述第二页岩油的质量与所述油页岩岩样的质量之比。

5.根据权利要求4所述的实验方法，其特征在于，所述实验方法还包括以下步骤：

释放完所述反应釜内的流体压力后，将反应釜内的温度降至室温，向所述反应釜内注入冲洗液以冲洗所述油页岩岩样，

完成冲洗后，将冲洗液和页岩油的混合液进行分离以获得第二页岩油，并对所述第二页岩油称重，

计算所述第一页岩油、第二油页岩的质量之和与所述油页岩岩样的质量之比。

6.根据权利要求4或5所述的实验方法，其特征在于，所述冲洗液为三氯甲烷或二氯甲烷。

7.根据权利要求4所述的实验方法，其特征在于，在对所述油页岩岩样进行称重前，先烘干所述油页岩岩样。

8.根据权利要求4、5或7所述的实验方法，其特征在于，所述上覆岩层压力采用以下算式计算：

P₁＝ρ₁×g×h

式中，P₁为油页岩岩样埋藏于地层内且在预设深度时所承受的上覆岩层压力，单位为kPa，

ρ₁为在地层中油页岩岩样上方的岩石的平均密度，单位为kg/m³，

h为油页岩岩样在地层内的预设深度，单位为m，

g为重力加速度，g＝9.8m/s，

所述静水压力值采用以下算式计算：

P₂＝ρ₂×g×h

式中，P₂为油页岩岩样埋藏于地层且位于预设深度时所承受的静水压力值，单位为kPa，

ρ₂为所述油页岩岩样所在地层的地层水的密度，单位为kg/m³，

h为所述油页岩岩样在地层内的预设深度，单位为m，

g为重力加速度，g＝9.8m/s。