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一、成巖模擬裝置具備的功能

成巖模擬裝置根據(jù)時間與溫度補(bǔ)償原理，高溫短時間模擬地下低溫長時間的成巖過程。成巖模擬裝置能夠設(shè)置不同溫度、壓力、固體及流體介質(zhì)條件，定量收集流體（油、氣、水）及固體產(chǎn)物，準(zhǔn)確測量并記錄溫度、位移、壓力等數(shù)據(jù)。為使設(shè)備模擬結(jié)果更接近于地下實際熱演化情況，設(shè)備需具備以下功能：

（1）模擬不同類型烴源巖在不同溫度、壓力條件下的生排烴過程；

（2）能進(jìn)行可溶有機(jī)質(zhì)、固體干酪根生烴及油裂解氣實驗；

（3）能夠模擬烴源巖巖石成巖演化過程；

（4）能夠定量收集固體及流體產(chǎn)物；

（5）能夠通過測定巖石壓實演化過程中體積變化量來研究孔隙度演化；

二、主要技術(shù)參數(shù)

1、溫度

（1）、模擬溫度范圍：室溫-500℃

（2）、溫度控制精度：±1℃

2、壓力

（1）、模擬上覆壓力（直接施加至巖石上的壓力）：200MPa

（2）、模擬流體壓力: 100MPa

（3）、控制精度：±0.2MPa

3、高壓釜內(nèi)巖樣尺寸

（1）、直徑：25mm

（2）、高度：100mm

4、流體計量器

（1）氣液分離器、氣量計、液位瓶

（2）測量精度：±1ml

三、儀器的主要構(gòu)成及技術(shù)指標(biāo)

儀器至少應(yīng)該包括4大系統(tǒng)：高溫高壓釜系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、測量系統(tǒng)、力學(xué)系統(tǒng)，這4大系統(tǒng)應(yīng)該提供如下功能：

1. 依據(jù)實驗?zāi)康?，能夠任意設(shè)置溫度、上覆壓力、孔隙壓力，開展地層條件下的壓實模擬；在保持的時間內(nèi)儀器能夠自動補(bǔ)償這些參數(shù)的變化，參數(shù)的誤差控制在精度內(nèi)，減少實驗人員在實驗室的陪護(hù)時間。

2. 計算機(jī)能夠自動記錄試驗過程的數(shù)據(jù)，并自動錄入，形成數(shù)據(jù)庫。

3. 能夠測量不同壓力狀態(tài)巖石的位移量，用以計算孔隙度的變化；

4. 能夠模擬和計量烴源巖的生烴量。

5. 能夠保持孔隙流體壓力的條件下，完成巖石的固結(jié)成巖。（在此過程中，隨著溫度升高、孔隙流體會膨脹，孔隙流體壓力會升高，關(guān)鍵是能夠釋放升高部分的流體壓力，保持升溫前的孔隙流體壓力）。

（一）、高溫高壓釜系統(tǒng)

高溫高壓反應(yīng)釜系統(tǒng)需具有較高的溫度和壓力適用條件，以確保能夠模擬下地下任何溫度及壓力條件下的生排烴反應(yīng)，并且具有很好的密封性，能夠保證生烴產(chǎn)物的全部收集，可模擬靜巖壓力和流體壓力。

樣品室內(nèi)徑為25mm，樣品室壓實后zui小高度為100mm，樣品室承受zui大流體壓力100MPa，承受zui大模擬凈巖壓力（直接施加至巖石上的壓力）：200MPa，以確?？梢阅M地下8000m深處巖石所承受的地層靜巖壓力。模擬溫度范圍：室溫-500℃。反應(yīng)釜由于承受超高壓，超高溫，且高溫高壓下對材料的腐蝕性能要求很高，為保證在以上幾個惡劣環(huán)境下滿足實驗要求，同時又不能過分增加結(jié)構(gòu)尺寸，使反應(yīng)釜過于笨重，方便操作，我們采取以下設(shè)計措施：

• 主體材料全部采用耐高溫耐腐蝕的鎳基合金材料，該材料在高溫條件下有較高的強(qiáng)度和較好的塑性，這樣反應(yīng)釜在高溫高壓條件下不需較大的幾何尺寸，不會笨重，耐腐性能也很好。
• 密封采用油缸液壓壓緊方式，預(yù)緊力大，操作簡單方便，密封可靠，改變過去常用螺栓壓緊，幾何尺寸大，操作不方便，密封不可靠等缺點。
• 密封材料選用進(jìn)口復(fù)合超高溫材料，即使在600℃也有很好的彈性，且可頻繁裝卸，任意沖壓成型。
• 密封壓力泵：用來進(jìn)退密封油缸，并給密封油缸施壓，壓緊密封圈。

（二）、力學(xué)系統(tǒng)

系統(tǒng)保證長時間、穩(wěn)定地將模擬凈巖壓力直接施加到反應(yīng)釜中的樣品上。zui大模擬靜巖壓力：200MPa。系統(tǒng)由以下部件組成：

• 液壓龍門架：由上支承板、下支承板、以及連接上支承板與下支承板的拉桿組成。用來承受地層靜巖壓力、流體壓力、密封壓力所產(chǎn)生的拉力。zui大可承受拉力1000KN。
• 上覆壓力油缸：油缸直徑95mm，油缸活塞面積與樣品截面積比為14.4，zui大模擬上覆壓力：200MPa。
• 上覆壓力泵：采用伺服恒壓泵，上覆壓力控制范圍0-200MPa，控壓精度±0.1Mpa

（三）、控制系統(tǒng)

a、溫度控制：使用開啟式高溫加熱爐，zui高使用溫度600℃，溫度控制精度：±1℃，可以升溫、恒溫。高溫爐底部、頂部開有同心通孔，用于靜巖壓力油缸、密封油缸活塞桿的上下移動，側(cè)面上下開2個孔用于上、下排烴管路連接。加熱爐采用精密爐膛，與反應(yīng)釜直接接觸，傳熱速度快，溫控精度高。

b、上覆壓力控制：采用伺服恒壓泵，壓力能夠自動補(bǔ)償，上覆壓力控制范圍0-200MPa，控壓精度±0.1Mpa。

c、孔隙壓力控制：采用伺服恒壓泵，具有自動恒壓功能，隨著溫度升高、孔隙流體會膨脹，孔隙流體壓力會升高，該泵自動退泵泄壓，并保持恒壓。孔隙壓力控制范圍0-100MPa，控壓精度±0.1Mpa。

（四）、產(chǎn)物分離收集與計量系統(tǒng)

能夠?qū)崿F(xiàn)油氣水產(chǎn)物的自動分離、收集與計量。系統(tǒng)包括氣液分離器，氣量計等。

（五）、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

能夠自動實時動態(tài)采集溫度、壓力、位移等數(shù)據(jù)，并存儲于電腦。

記錄及存儲參數(shù)：上覆壓力、流體壓力、溫度及巖石壓縮量（巖石頂面位移）等數(shù)據(jù)。

(六)、外圍輔助設(shè)備部分

包括：樣品預(yù)壓及卸樣裝置，以實現(xiàn)對模擬樣品的前期制備，保證整個系統(tǒng)的運(yùn)行等。