[发明专利]一种烃源岩自生热模拟实验系统及方法

说明书

本发明公开了一种烃源岩自生热模拟实验系统及方法，主要通过对烃源岩在不同温度、压力条件下进行加热，模拟烃源岩地质条件下生烃与排烃过程，这一技术在油气生成理论研究和油气资源评价方面具有非常重要的作用。能够实现烃源岩样品在高压条件下，采用高温高压气体作为加热介质，对烃源岩进行加热的裂解实验。该实验系统可以实时测定记录样品各位置的温度，计量夹持器进出口流体的温度、压力、流量和总量等数据，可将收集产出的烃类气体、烃类液体混合物分别计量，并且具备测量岩心渗透率的功能。

技术领域

本发明涉及非常规油气勘探开发领域，具体涉及一种烃源岩自生热模拟实验系统及方法。

背景技术

生烃热模拟实验主要依据干酪根热降解成烃原理和有机质热演化的时间-温度补偿原理。在实验室中通过短时间的高温高压条件下热解生烃模拟从而实现地质过程的低温、长时间有机质演化过程。实验模拟对于分析沉积盆地成烃模式、生烃潜力及资源量评估具有重要意义。

烃源岩生烃热模拟实验装置分为开放体系、半封闭体系和封闭体系三种。

开放体系热模拟实验在开放条件下进行，有机质热解后，采用流动载气从热反应区将烃类物质排出来，然后采用分析化验装置进行检测。开放体系有机质热演化生烃产物直接进入检测系统检测，无需气体收集装置，这种实验方法能够较好反应热解温度与烃类产物组成的关系，分析速度较快，实验成本较低。

半封闭体系热模拟实验装置有热解系统和产物收集系统构成，有机质在热解系统发生热演化生烃，大量烃类物质生成使得体积膨胀排出，自吹扫装置将排出的烃类物质收集，然后烃类物质的组成进行分析，以确定热模拟温度与热演化产物的关系。这种实验方法适用于恒温或单点热解模拟，不能进行连续的生烃热模拟。

封闭体系热模拟实验装置的分析系统通常直接与收集系统连接，烃源岩热演化产物经富集后，直接进入分析系统进行分析，能够有效地减少烃源岩热演化产物的损失。封闭体系能够分析模拟烃源岩生烃过程中压力、温度、水及矿物质对生烃热演化的影响，并且可以分析烃源岩热演化生烃最大生气量。但在封闭条件下，生成的液态产物不能及时排出，在封闭高压高温条件下，液态产物会再次发生裂解。

发明内容

本发明的目的在于提供一种烃源岩自生热模拟实验系统及方法，以克服现有技术中存在的问题，本发明通过对烃源岩在不同温度、压力条件下进行加热，模拟烃源岩地质条件下生烃与排烃过程，在油气生成理论研究和油气资源评价方面具有非常重要的作用。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种烃源岩自生热模拟实验系统，包括用于夹持岩心的夹持器，所述夹持器的入口端连接有超高压预热器和溶剂冲洗装置，所述超高压预热器的入口端连接有氮气进气装置、甲烷进气装置和CO₂进气装置，所述夹持器上还连接有用于增加夹持压力及泄压的增压泄压装置，所述夹持器的出口端连接有过滤器，且夹持器的入口端和出口端之间连接有压差传感器，过滤器的出口端连接有排出阀和回压阀，回压阀上连接有排烃泵，回压阀的出口端分别连接至缓冲罐和气液分离罐，气液分离罐的底部连接有收集罐，气液分离罐的顶部出口通过管线连接至气体收集泵，气液分离罐的顶部还设置有放空及取样支路，气体收集泵的底部连接有电机，气体收集泵的出口端通过气体净化器连接至取样袋。

进一步地，所述氮气进气装置包括第一气瓶，第一气瓶的出口依次通过第一气体增压泵、第一调压器、第一压力表、第一流量计和第一阀连接至超高压预热器的入口端，且第一气体增压泵上连接有第一空压机；

所述甲烷进气装置包括第二气瓶，第二气瓶的出口依次通过第二气体增压泵、第二调压器、第二压力表、第二流量计和第二阀连接至超高压预热器的入口端，且第二气体增压泵上连接有第二空压机；

所述CO₂进气装置包括第三气瓶，第三气瓶的出口依次通过第三气体增压泵、第三调压器、第三压力表、第三流量计和第三阀连接至超高压预热器的入口端，且第三气体增压泵上连接有第三空压机。