[发明专利]一种模拟地质条件下油气运移过程的装置和实验方法

说明书

一种模拟地质条件下油气运移过程的装置，其特征在于，包括：生烃系统和油气运移系统；所述生烃系统包括：生烃釜，电热炉，流体高压容器，其一端设置有高压计量泵，用于向生烃釜注入高压流体；液压设备；所述油气运移系统包括：排烃运移装置、管式加热炉，设置在排烃运移装置四周，用于加热排烃运移装置以及收集气动阀。能较真实地模拟地质情况下油气的运移条件，得出的数据参数更为科学合理，为开展油气运移、油气生成量和油气资源预测方面的研究提供了一种有效的手段。

技术领域

本发明是应用于地质勘探领域里的一种模拟地质条件下油气运移过程的装置和实验方法。

背景技术

烃源岩的排烃效率是准确计算油气资源的关键参数之一，从20世纪开始石油地质地球化学家一直关注着运移机理、排烃的时间、运移方式、排烃效率或排烃量、有机地球化学指标、定量模型等。但由于油气的运移过程是一个极其复杂的地质过程，至今仍是石油地质研究领域中的薄弱环节。就油气运移机理至少包括压实机理、异常高压作用下的微裂缝机理和扩散机理三种。(1)压实作用：压实的直接结果是沉积物孔隙体积的减少和孔隙流体的排出。在沉积物埋藏较浅、孔隙度较高的时期，压实作用是孔隙流体排出的主要原因。如果这时候烃源岩中有油气形成，那么油气就会在压实作用的影响下发生运移，油气从烃源岩中排出。(2)微裂缝机理：主要适用于烃源岩埋藏较深、可压实性较小的时期，对幕式微裂缝排液的驱动机制可以归纳为二点:一种是由于超压体系内部能量的积累，剩余压力超过了岩石的承受能力，使得封隔层发生破裂，封存箱内部的剩余能量随裂缝或压裂面等得到释放；另一种是超压体系外部因素，主要是由于构造活动的影响，破坏了超压体系能量场的相对稳定状态，表现为超压体系内部的能量由于活动断裂等的卸压得到释放或转移。油气流体以混相的方式发生运移。这一过程可重复多次，大量的烃类即可以从烃源岩中排出。(3)扩散作用：是物质在浓度梯度的作用下，自发地从高浓度区向低浓度区转移以达到浓度平衡的一种传递过程。在自然界只要有浓度梯度存在，就可以发生扩散作用。因此，烃类通过扩散作用从烃源岩进入储集层是一种必然的过程。

现有的油气运移物理模拟多是建立在生烃模拟实验基础上，采用的方法通常是以含一定有机质丰度的岩石为样品，通过升温热解生烃，依靠较高温度差与生烃过程中流体体积膨胀引起的压力驱动烃类排出，有一些模拟实验装置外部施加了模拟烃源岩岩石的压实压力，通过压实作用排出生成的油气。由于油气运移模拟主要是在生烃模拟基础上发展起来的，在模拟实验条件的设置上主要只是考虑了生烃条件，而很少真正从运移机理上选择与控制与油气排出的地质条件相近的模拟实验条件，如岩石孔隙度、岩石压实作用、地层流体压力、地层水等，从而使模拟实验所设置的烃源岩中油气运移条件严重偏离实际地质情况，不能较真实地再现地层温度压力条件下油气的运移过程。

现有的可控烃源岩热压生烃模拟装置有大庆石油学院研制的有机质地化演化模拟实验装置和内加热式热压模拟实验装置、大庆油田研制的高压控温压实验装置、中国石油大学(北京)研制的压实成岩作用与油气生成和排驱模拟实验装置、中石化无锡石油地质所研制的烃源岩地层孔隙热压生烃模拟仪、中科院广州地化所研制的加压开放式热解生烃模拟装置及流体压力和静态压力作用下有机质生烃模拟装置等。