專利名稱：儲層成巖模擬系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及石油地質(zhì)儲層研究技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及儲層成巖模擬系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著我國經(jīng)濟快速發(fā)展，對能源的大量需求，發(fā)現(xiàn)新區(qū)域、開發(fā)新能源、清潔能源，成為國家經(jīng)濟發(fā)展的迫切需要。開展巖性油氣藏、深部儲層、前陸盆地、海相儲層等重大項目(課題)的深入研究，提高儲層質(zhì)量評價和儲層預測技術(shù)，迫切需要量化盆地成巖流體對自生礦物形成和次生孔隙發(fā)育的影響，開展成巖物理模擬實驗裝置的研制和模擬實驗的研究工作。國內(nèi)外目前沒有公司生產(chǎn)成巖物理模擬實驗可使用的成套設(shè)備，一般只是根據(jù)某一方面實驗要求進行組裝的小型裝置。國內(nèi)外類似儀器有成都理工大學國家重點實驗室和長慶油田共同組裝的溶蝕實驗裝置、中國石油大學(北京)自己組裝的壓實模擬實驗裝置、中石化無錫所自己組裝的成巖溶蝕模擬實驗裝置及中石油廊坊分院簡易的酸巖反應裝置，美國新奧爾良大學的地下碳酸鹽巖成巖作用溶蝕模擬實驗。以上設(shè)備主要應用于酸溶實驗研究的模擬實驗，且滿足或接近地質(zhì)實際條件的模擬程度相對較低，致使實驗結(jié)論有一定的局限性。此外，對模擬地層條件下的溫度、壓力及流體成分開展得較少或約束不夠，對壓實作用對儲層質(zhì)量的影響模擬實驗研究很少或過于簡化，對膠結(jié)作用及堿性地層條件下的溶蝕模擬實驗尚未見諸報道。

實用新型內(nèi)容本實用新型實施例提供一種儲層成巖模擬系統(tǒng)，用以為開展成巖物理模擬實驗裝置的研制和模擬實驗的研究工作，提供功能全面、接近實際地質(zhì)條件、自動化程度高的儲層成巖模擬系統(tǒng)，該儲層成巖模擬系統(tǒng)包括樣品室系統(tǒng)，用于提供儲層成巖模擬實驗所需的固體、氣體和液體樣品；總成控制裝置，與樣品室系統(tǒng)相連，用于控制樣品室系統(tǒng)的固體、氣體和液體樣品的溫度、壓力，以及控制氣體和液體樣品的注入、排出和計量；取樣裝置，與總成控制裝置相連，用于在總成控制裝置的控制下，從樣品室取出氣體和液體樣品；數(shù)據(jù)收集和處理裝置，與取樣裝置相連，用于對取樣裝置取出的氣體和液體樣品進行參數(shù)設(shè)定和數(shù)據(jù)收集處理。所述樣品室系統(tǒng)，包括反應爸,所述固體、氣體和液體樣品在反應爸中生成；加熱裝置，采用恒溫電熱加熱爐，與反應釜接觸，對反應釜進行加熱。
、[0012]較佳的，所述恒溫電熱加熱爐，包括碳化硅爐膛；設(shè)于碳化硅爐膛外的高鋁外膛；[0015]設(shè)于高鋁外膛外的硅酸鋁針刺氈和加厚橡膠石棉板，所述硅酸鋁針刺氈和加厚橡膠石棉板作為耐火材料和保溫材料；設(shè)于硅酸鋁針刺氈和加厚橡膠石棉板外的不銹鋼外殼。較佳的，所述碳化硅爐膛繞有鎳鉻電熱絲。較佳的，所述恒溫電熱加熱爐的外部預留有兩個傳感器插孔，其中一個傳感器插孔用于插入對碳化硅爐膛接觸的反應釜進行檢測的傳感器，另一個傳感器插孔用于插入對高鋁外膛進行檢測的傳感器。較佳的，所述總成控制裝置，包括溫度控制系統(tǒng)，用于控制樣品室系統(tǒng)的固體、氣體和液體樣品時的溫度； 壓力控制系統(tǒng)，用于控制樣品室系統(tǒng)的固體、氣體和液體樣品時的壓力；流體注入排出及計量系統(tǒng)，用于控制氣體和液體樣品的注入、排出和計量。較佳的，所述壓力控制系統(tǒng)，包括液壓機，用于提供靜巖壓力。較佳的，所述流體注入排出及計量系統(tǒng)，包括泵，用于提供流體壓力。較佳的，所述流體注入排出及計量系統(tǒng)，包括報警裝置，用于在氣體和液體樣品的注入、排出或計量發(fā)生異常時，產(chǎn)生報警信號。本實用新型實施例為開展成巖物理模擬實驗裝置的研制和模擬實驗的研究工作，提供了功能全面、接近實際地質(zhì)條件、自動化程度高的儲層成巖模擬系統(tǒng)，可以為儲層成巖演化和孔隙演化過程的定量表征及儲層成因機理分析提供基礎(chǔ)參數(shù)，為儲層評價預測和有效儲層的評價提供理論基礎(chǔ)，從而解決長期制約儲層質(zhì)量綜合評價和預測中的難題，為石油企業(yè)未來接替領(lǐng)域的準備提供理論基礎(chǔ)。

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。在附圖中圖I為本實用新型實施例中儲層成巖模擬系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型實施例中樣品室系統(tǒng)的具體實施示意圖；圖3為本實用新型實施例中恒溫電熱加熱爐的具體實施示意圖。
具體實施方式
為使本實用新型實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，
以下結(jié)合附圖對本實用新型實施例做進一步詳細說明。在此，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，但并不作為對本實用新型的限定。本實用新型實施例為開展成巖物理模擬實驗裝置的研制和模擬實驗的研究工作，提供一種功能全面、接近實際地質(zhì)條件、自動化程度高的儲層成巖模擬系統(tǒng)。圖I為本實用新型實施例中儲層成巖模擬系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖I所示，本實用新型實施例中儲層成巖模擬系統(tǒng)可以包括樣品室系統(tǒng)1，用于提供儲層成巖模擬實驗所需的固體、氣體和液體樣品；總成控制裝置2，與樣品室系統(tǒng)I相連，用于控制從樣品室系統(tǒng)I的固體、氣體和液體樣品的溫度、壓力，以及控制氣體和液體樣品的注入、排出和計量；實施時總成控制裝置2可以分別對溫度、壓力和流體供給實現(xiàn)控制；取樣裝置3，與總成控制裝置2相連，用于在總成控制裝置2的控制下，從樣品室系統(tǒng)I取出氣體和液體樣品；數(shù)據(jù)收集和處理裝置4，與取樣裝置3相連，用于對取樣裝置3取出的氣體和液體樣品進行參數(shù)設(shè)定和數(shù)據(jù)收集處理。圖2為本實用新型實施例中樣品室系統(tǒng)的具體實施示意圖。如圖2所示，具體實施時，樣品室系統(tǒng)I可以包括反應爸11,所述固體、氣體和液體樣品在反應爸11中生成；加熱裝置12，采用恒溫電熱加熱爐，與反應釜11緊密接觸，對反應釜11進行加熱。實施時，樣品室系統(tǒng)I可以包括多個恒溫電熱加熱爐，每個爐體的結(jié)構(gòu)和功能可以一樣，用于同一類型樣品不同實驗條件下的模擬。恒溫電熱加熱爐的最高使用溫度可設(shè)為600°c，功率可設(shè)為2千瓦。圖3為本實用新型實施例中恒溫電熱加熱爐的具體實施示意圖。如圖3所示，具體實施時，恒溫電熱加熱爐可以包括碳化硅爐膛121 ;實施時，耐熱爐膛由優(yōu)質(zhì)高純碳化硅通過金屬模具高溫澆鑄而成，形成碳化硅爐膛121，這樣不至于在高溫下變形；設(shè)于碳化硅爐膛121外的高鋁外膛122 ；設(shè)于高鋁外膛122外的硅酸鋁針刺氈123和加厚橡膠石棉板124，所述硅酸鋁針刺氈123和加厚橡膠石棉板124作為耐火材料和保溫材料；設(shè)于娃酸招針刺租123和加厚橡膠石棉板124外的不銹鋼外殼125。如圖3所示，具體實施時，碳化硅爐膛121還可繞有鎳鉻電熱絲126，作為發(fā)熱元件。如圖3所示，具體實施時，恒溫電熱加熱爐的外部還可預留有兩個傳感器插孔127，其中一個傳感器插孔用于插入對碳化硅爐膛121接觸的反應釜進行檢測的傳感器，另一個傳感器插孔用于插入對高鋁外膛122進行檢測的傳感器。實施時傳感器可用于監(jiān)控溫度參數(shù)的變化。如圖I所示，具體實施時，所述總成控制裝置2可以包括溫度控制系統(tǒng)21，用于控制樣品室系統(tǒng)I的固、體、氣體和液體樣品時的溫度；壓力控制系統(tǒng)22，用于控制樣品室系統(tǒng)I的固體、氣體和液體樣品時的壓力；流體注入排出及計量系統(tǒng)23，用于控制氣體和液體樣品的注入、排出和計量。如圖I所示，具體實施時，所述壓力控制系統(tǒng)22可以包括液壓機221，用于提供靜巖壓力。如圖I所示，具體實施時，所述流體注入排出及計量系統(tǒng)23可以包括泵231，用于提供流體壓力。[0058]如圖I所示，具體實施時，所述流體注入排出及計量系統(tǒng)23可以包括報警裝置232，用于在氣體和液體樣品的注入、排出或計量發(fā)生異常時，產(chǎn)生報警信號。本實用新型實施例為開展成巖 物理模擬實驗裝置的研制和模擬實驗的研究工作，提供了功能全面、接近實際地質(zhì)條件、自動化程度高的儲層成巖模擬系統(tǒng)，可以為儲層成巖演化和孔隙演化過程的定量表征及儲層成因機理分析提供基礎(chǔ)參數(shù)，為儲層評價預測和有效儲層的評價提供理論基礎(chǔ)，從而解決長期制約儲層質(zhì)量綜合評價和預測中的難題，為石油企業(yè)未來接替領(lǐng)域的準備提供理論基礎(chǔ)。本實用新型實施例的儲層成巖模擬系統(tǒng)具體實施時，可以應用于模擬巖石成型、成巖作用改造和儲層物性演化等疊加過程，觀察和分析測定巖樣中各種礦物的溶解和再沉淀量、測定成巖過程中物質(zhì)的遷移效率、研究成巖礦物形成的溫度、壓力條件及形成機理、測定酸、堿等介質(zhì)對碎屑巖和碳酸鹽巖成巖作用的影響，研究不同成分、不同粒級沉積物在壓實過程中的物性變化特征。由總成控制裝置控制的加溫最高溫度可以是τ ( 500°C,加壓最高靜巖壓力可以是P ( 275MPa (設(shè)計埋深達10km)，加液流體壓力最高可以是P^120MPa,以完成恒流或恒壓條件下的流體(酸、堿性介質(zhì))供給，實驗過程中的氣、液體樣品可由取樣裝置采集，樣品室系統(tǒng)反應釜的釜體環(huán)境可以為封閉、半封閉或開放體系。本實用新型實施例的儲層成巖模擬系統(tǒng)，綜合考慮了成巖過程中的各種主要影響因素，吸取了國內(nèi)外現(xiàn)有成巖物理模擬裝置的優(yōu)點，從而可以更接近地質(zhì)體系中復雜的自然環(huán)境，對儲層成巖的基礎(chǔ)研究和生產(chǎn)實踐更有針對性?？赡M地層條件下不同溫度壓力系統(tǒng)、不同性質(zhì)的流體對成巖自生礦物的形成和溶蝕作用的發(fā)生以及壓實作用強度對孔隙度及滲透率的影響，為儲層成因機理分析提供基礎(chǔ)參數(shù)，為成巖相模式的建立和儲層評價預測提供理論基礎(chǔ)。可以應用于不同成巖模擬設(shè)計的各項實驗，有效解決儲層成巖的一些相關(guān)研究中的疑難問題，使成巖模擬實驗在儲層評價和預測方面具有實用性、可靠性、科學性。以上所述的具體實施例，對本實用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本實用新型的具體實施例而已，并不用于限定本實用新型的保護范圍，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種儲層成巖模擬系統(tǒng),其特征在于,包括 樣品室系統(tǒng)，用于提供儲層成巖模擬實驗所需的固體、氣體和液體樣品； 總成控制裝置，與樣品室系統(tǒng)相連，用于控制樣品室系統(tǒng)的固體、氣體和液體樣品的溫度、壓力，以及控制氣體和液體樣品的注入、排出和計量； 取樣裝置，與總成控制裝置相連，用于在總成控制裝置的控制下，從樣品室系統(tǒng)取出氣體和液體樣品； 數(shù)據(jù)收集和處理裝置，與取樣裝置相連，用于對取樣裝置取出的氣體和液體樣品進行參數(shù)設(shè)定和數(shù)據(jù)收集處理； 所述樣品室系統(tǒng)，包括 反應釜，所述固體、氣體和液體樣品在反應釜中生成； 加熱裝置，采用恒溫電熱加熱爐，與反應釜接觸，對反應釜進行加熱。
2.如權(quán)利要求I所述的儲層成巖模擬系統(tǒng)，其特征在于，所述恒溫電熱加熱爐，包括 碳化硅爐膛； 設(shè)于碳化硅爐膛外的高鋁外膛； 設(shè)于高鋁外膛外的硅酸鋁針刺氈和加厚橡膠石棉板，所述硅酸鋁針刺氈和加厚橡膠石棉板作為耐火材料和保溫材料； 設(shè)于硅酸鋁針刺氈和加厚橡膠石棉板外的不銹鋼外殼。
3.如權(quán)利要求2所述的儲層成巖模擬系統(tǒng)，其特征在于，所述碳化硅爐膛繞有鎳鉻電熱絲。
4.如權(quán)利要求2所述的儲層成巖模擬系統(tǒng)，其特征在于，所述恒溫電熱加熱爐的外部預留有兩個傳感器插孔，其中一個傳感器插孔用于插入對碳化硅爐膛接觸的反應釜進行檢測的傳感器，另一個傳感器插孔用于插入對高鋁外膛進行檢測的傳感器。
5.如權(quán)利要求I所述的儲層成巖模擬系統(tǒng)，其特征在于，所述總成控制裝置，包括 溫度控制系統(tǒng)，用于控制樣品室系統(tǒng)固體、氣體和液體樣品時的溫度； 壓力控制系統(tǒng)，用于控制樣品室系統(tǒng)固體、氣體和液體樣品時的壓力； 流體注入排出及計量系統(tǒng)，用于控制氣體和液體樣品的注入、排出和計量。
6.如權(quán)利要求5所述的儲層成巖模擬系統(tǒng)，其特征在于，所述壓力控制系統(tǒng)，包括 液壓機，用于提供靜巖壓力。
7.如權(quán)利要求5所述的儲層成巖模擬系統(tǒng)，其特征在于，所述流體注入排出及計量系統(tǒng)，包括 泵，用于提供流體壓力。
8.如權(quán)利要求5所述的儲層成巖模擬系統(tǒng)，其特征在于，所述流體注入排出及計量系統(tǒng)，包括 報警裝置，用于在氣體和液體樣品的注入、排出或計量發(fā)生異常時，產(chǎn)生報警信號。
專利摘要本實用新型公開了一種儲層成巖模擬系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括樣品室系統(tǒng)，用于提供儲層成巖摸擬實驗所需的固體、氣體和液體樣品；總成控制裝置，與樣品室系統(tǒng)相連，用于控制樣品室系統(tǒng)固體、氣體和液體樣品的溫度、壓力，以及控制氣體和液體樣品的注入、排出和計量；取樣裝置，與總成控制裝置相連，用于在總成控制裝置的控制下，從樣品室系統(tǒng)取出氣體和液體樣品；數(shù)據(jù)收集和處理裝置，與取樣裝置相連，用于對取樣裝置取出的氣體和液體樣品進行參數(shù)設(shè)定和數(shù)據(jù)收集處理。本實用新型提供了功能全面、接近實際地質(zhì)條件、自動化程度高的儲層成巖模擬系統(tǒng)，可以為儲層評價預測和有效儲層的評價提供理論基礎(chǔ)。
文檔編號E21B49/00GK202441369SQ20112053091
公開日2012年9月19日 申請日期2011年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月16日
發(fā)明者劉建憲, 崔京鋼, 脫奇 申請人:中國石油天然氣股份有限公司