[发明专利]一种多变量因子控制下高温流体开采油页岩的模拟装置

说明书

本发明涉及一种多变量因子控制下高温流体开采油页岩的模拟装置，属于地下非常规油气资源特殊开采技术领域；包括耐高温高压长距离反应装置、高温流体发生系统、主路大型快速冷凝器、支路冷凝与产物收集系统以及温度监测系统，耐高温高压长距离反应装置主要由耐高温高压长距离反应釜和刚性传压组件构成，该反应装置解决现有装置无法精确且全面模拟各个变量控制下油气产物品质的现状问题，本发明所用装置结构简单，适用于热解温度600℃，埋深500m以浅的地质环境。

技术领域

本发明属于地下非常规油气资源特殊开采技术领域，具体涉及一种多变量因子控制下高温流体开采油页岩的模拟装置。

背景技术

全世界油页岩资源储量丰富，折合成页岩油可达4546亿吨，远高于世界探明的原油资源储量，其高效开采对缓解石油紧缺现状具有重要意义。大部分的油页岩资源存储于地下，目前世界上许多国家倡导通过原位加热技术开采油页岩，根据热源的不同，油页岩的原位加热方式可分为传导加热、对流加热以及燃烧与辐射加热三大类。鉴于油页岩导热性极差的特点，国内外诸多专家学者正积极进行对流加热开采油页岩技术的研究，该技术就是把注热井通入矿层中，进而对在矿体内注入高温流体，对有机质（干酪根）进行加热，通过生产井将干酪根裂解生成的油气开采出来。在该过程中，注热的温度、热解的时间以及热解路程等因素均会影响油气产物的品质。获得这些合理的参数对原位加热技术的现场应用具有重要的意义。因此，有必要得到高温流体开采条件下各个影响因素对油气品质的定量影响规律。现有的模拟装置规格均较小，只能进行注热温度影响油页岩油气产物品质的研究，所得结果无法为注热井和生产井的间距布置提供参考，无法为现场实际提供理论依据。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提出一种多变量因子控制下高温流体开采油页岩的模拟装置；解决现有装置无法精确且全面模拟各个变量控制下油气产物品质的现状问题。

为了达到上述目的，本发明是通过如下技术方案实现的。

一种多变量因子控制下高温流体开采油页岩的模拟装置，由耐高温高压长距离反应装置、高温流体发生系统、主路大型快速冷凝器、支路冷凝与产物收集系统、温度监测系统组成；

所述耐高温高压长距离反应装置包括反应釜和刚性传压组件，所述反应釜内部装有复合油页岩试样结构，反应釜上部设置有注浆孔以及注浆孔两侧的若干个测温孔，所述测温孔连接有热电偶，所述反应釜侧部设置有若干个冷凝孔，所述冷凝孔与支路冷凝与产物收集系统相连；

所述复合油页岩试样结构由油页岩块体和注浆孔注入的泥浆组成，注浆孔注入的泥浆为油页岩粉末和泥质胶结物的混合体，二者的比例处于1:1~3:1之间，注浆速率为1.5L/min ~5L/min；

所述刚性传压组件包括传压头、传压头卡扣、轴向位移计、传压腔进液口、传压腔装配法兰、连接法兰、水循环冷却装置、传压腔，刚性传压组件通过连接法兰与反应釜相连；

所述高温流体发生通过第一过热管与反应釜相连接，所述主路大型快速冷凝器通过第二过热管与刚性传压组件连接；

所述支路冷凝和产物收集系统主要包括一级冷却装置、二级冷却装置以及油气收集装置，一级冷却装置与二级冷却装置包括相同数量且一一对应的的串联布置的密闭槽体，槽体内设置有换热螺旋管，所述槽体通过管路相互连接，二级冷却装置的槽体下部连接有油气收集装置。

进一步的，所述冷凝孔与测温孔的数量相同且一一对应，相对应的冷凝孔与测温孔位于反应釜的同一横截面上。

进一步的，所述油页岩块体可以是完整的岩芯，也可以是破碎的块体。

进一步的，需要加压时，通过传压腔进液口往传压腔注入压力液，推动传压头往前提供压力；轴向位移计用于记录轴向位移量，水循环冷却装置内部与连接法兰间设有多个可以提高换热效率的锯齿片。