[发明专利]毛细管流体观测系统

说明书

本发明公开一种毛细管流体观测系统，包括：加热机构；所述加热机构包括导热板、以及加热元件；所述导热板具有供毛细管穿过的第一容纳通孔；所述导热板的板面上设有与所述第一容纳通孔相通的观察孔；流体注入装置，所述流体注入装置包括相连通的流体源和增压机构；所述增压机构包括注压泵、增压壳体、以及位于所述增压壳体内的增压活塞；所述增压活塞具有对第一流体施压的第一表面、以及与所述第一表面相背对的第二表面；所述增压活塞将所述增压壳体内部分隔形成第一腔室和第二腔室，所述第一腔室与所述毛细管、所述流体源相通，所述第二腔室与所述注压泵相连通。该毛细管流体观测系统能够实现基于显微毛细管的流体在线原位观测。

技术领域

本发明涉及石油天然气地质、矿床地质、流体包裹体及显微分析领域，尤其涉及一种毛细管流体观测系统。

背景技术

深层、超深层高温高压条件下油、气、水流体的密度、溶解度、粘度、界面张力等流体性质会发生重大变化，油气水多相流体的相态也随着温压条件的变化而发生改变，在高温下原油会发生裂解生气从而使流体组成发生改变，而高压会对这一过程产生阻滞作用。因此，观测高温高压下流体性质、相态变化成为地质界及石油界的重要需求，为我们认识深部流体活动、成矿和成藏过程提供重要的参数和技术手段。

目前，在高温高压流体观测方面可以分为可视和不可视两类系统。不可视系统就是高温高压釜，为了能承受较大的流体压力，釜体的壁厚一般很厚，釜体笨重且不可视，看不见高温高压下的真实流体状态。可视系统目前主要有三种：金刚石压腔，蓝宝石透视窗的高温高压釜和显微石英毛细管。

金刚石压腔是目前能够产生最高压力的装置，最高可以达到550Gpa的压力和6000K的温度，主要用于地球深部极端高温压条件下物质的结构性质、相变及状态方程等研究，一般用于固体矿物研究。由于金刚石压腔的腔体非常小，且内部压力非常高，因此无法直接测量腔体中的压力，主要通过在压力腔内放入压力指示矿物通过矿物相变法、状态方程法和矿物谱学法来确定压力。

带蓝宝石透视窗的高温高压釜，实际上就是在高温高压釜的基础上安装一个蓝宝石透视窗口来实现对高温高压下流体状态的观察，国产蓝宝石承受压力一般在40Mpa左右，进口蓝宝石承受压力不到70Mpa。由于同样是高压釜，釜体的体积较大，只能通过高清摄像头观察其中的流体图像，而无法放在显微镜下观察、进行光谱学测试。

显微石英毛细管由于细小的内径(一般小于100μm)从而可以承受较高的流体压力(最高可达300Mpa)，且石英管完全透明可视，可以在显微镜下观测和开展原位光谱学测试。因此，显微石英毛细管被作为一种新型的人工“流体包裹体”广泛用于高温高压下地质流体或流体包裹体的性质及相态方面的研究。现有技术主要用于将流体封存在石英毛细管中制作纯H₂O体系、纯CO₂体系、H₂O-Nacl体系和H₂O-CO₂等体系的人工包裹体，而直接基于显微毛细管的流体在线控温控压原位观测则开展的较少，在毛细管两端固定压差下观察多相流体流动特征更是少见报告。

发明内容

鉴于现有技术的上述问题，本发明的目的是提供一种毛细管流体观测系统，以实现基于显微毛细管的流体在线原位观测，利用光学显微镜、激光拉曼光谱仪、红外光谱仪等在线进行观测流体性质、流体相态与流体组成变化过程或流体流动过程。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种毛细管流体观测系统，包括：

对所述毛细管加热的加热机构；所述加热机构包括导热板、以及设置于所述导热板上的加热元件；所述导热板具有供毛细管穿过的第一容纳通孔；所述导热板的板面上设有与所述第一容纳通孔相通的观察孔；

用于向所述毛细管中输入第一流体的流体注入装置，所述流体注入装置包括相连通的流体源和增压机构；所述增压机构能对输入所述毛细管中的流体增压；