[发明专利]一种模拟海底甲烷渗漏导致早期成岩作用的反应装置及方法

权利要求书

1.一种模拟海底甲烷渗漏导致早期成岩作用的反应装置，其特征在于：包括反应系统；

与所述反应系统连接，为所述反应系统提供压强调节的气体增压子系统；

与所述反应系统连接，为所述反应系统提供反应溶液供给的反应溶液供液子系统；

还包括气液收集系统，所述气液收集系统连接于所述反应系统的出口端，所述气液收集系统与所述反应系统之间设置回压系统，所述回压系统为气液收集系统与所述反应系统之间提供压强差，控制反应后的气液收集。

2.根据权利要求1所述的模拟海底甲烷渗漏导致早期成岩作用的反应装置，其特征在于：所述气体增压子系统包括甲烷气源、空气压缩机、增压泵及气体储罐，所述甲烷气源、增压泵及气体储罐通过带有控制阀的管线依次连通，所述空气压缩机通过带有调压阀及控制阀的管线连通所述增压泵，所述气体储罐与所述反应系统通过带有调压阀、放空阀、单向阀及若干控制阀的管线连接，所述气体储罐与所述反应系统之间还设置有气体质量流量控制器。

3.根据权利要求1所述的模拟海底甲烷渗漏导致早期成岩作用的反应装置，其特征在于：所述反应溶液供液子系统包括带活塞液体容器及带活塞微生物容器，所述带活塞液体容器与所述带活塞微生物容器均为一端通过带控制阀的管线连接于恒速恒压泵，另一端通过带控制阀的管线连接于所述反应系统，所述恒速恒压泵连通装有蒸馏水的液体容器，用于给所述恒速恒压泵提供泵液。

4.根据权利要求1所述的模拟海底甲烷渗漏导致早期成岩作用的反应装置，其特征在于：所述反应系统包括放置在高低温恒温箱内的反应釜，所述反应釜上设置有上下前后四个可视窗口，所述反应釜顶部设有气体取样口，所述反应釜侧面设置有若干液体取样口，所述若干液体取样口分布在不同高度上，所述反应釜侧面还设置有温度计及若干电导率传感器，所述气体增压子系统与所述反应溶液供液子系统分别通过带有控制阀的管线连通反应釜的上下两端。

5.根据权利要求4所述的模拟海底甲烷渗漏导致早期成岩作用的反应装置，其特征在于：所述反应釜顶部还设置有安全阀及气体储罐，所述气体储罐一端通过带控制阀的管线连通于所述反应釜的顶部，可对反应釜抽真空，另一端通过带阀门的管线连通气体增压子系统。

6.根据权利要求4-5所述的模拟海底甲烷渗漏导致早期成岩作用的反应装置，其特征在于：所述反应釜为可视化哈氏合金反应釜。

7.根据权利要求1所述的模拟海底甲烷渗漏导致早期成岩作用的反应装置，其特征在于：所述气液收集系统包括气液分离器，所述气液分离器顶部通过带控制阀的管线连接气体流量计，所述气液分离器底部通过带控制阀的管线连接采出液计量系统。

8.根据权利要求1所述的模拟海底甲烷渗漏导致早期成岩作用的反应装置，其特征在于：所述回压系统包括通过管线依次连接的回压阀、回压容器、手摇泵及回压液体容器，所述加压容器上设置压力表。

9.一种模拟海底甲烷渗漏导致早期成岩作用的反应方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：检查反应装置是否正常，各管线及各阀门是否存在漏气；

步骤二：在反应釜中加入固态沉积物/石英砂样品；

步骤三：开启所述反应溶液供液子系统，通过所述恒速恒压泵的压强调节作用，将带活塞液体容器中的反应溶液注入反应釜；

步骤四：通过所述恒速恒压泵的压强调节作用，将带活塞微生物容器中的微生物注入反应釜中；

步骤五：启动高低温恒温箱，使反应釜中的温度达到设定的温度值；

步骤六：设定实验压强值及回压系统压强值；

步骤七：开启所述气体增压子系统，使气体储罐中输入的甲烷气体达到设定的压强值；

步骤八：反应物质在反应釜中发生反应，实时控制反应釜内的压强在设定范围内；

步骤九：每隔0.5-12小时，通过调节压强差采集水样和气体样，直到反应结束。

10.根据权利要求9所述的模拟海底甲烷渗漏导致早期成岩作用的反应方法，其特征在于：通过气体增压子系统、反应釜及回压系统的压强差控制反应过程中气液流动速率。