[发明专利]一种烃源岩热解和有机酸演化的拟真试验系统及试验方法

说明书

本发明一种烃源岩热解和有机酸演化的拟真试验系统，包括试验台、承载机架、预混机构、拟真环境反应机构、反应物收集机构、真空泵、清洗机构及试验操控系统，预混机构、拟真环境反应机构、反应物收集机构、真空泵、清洗机构及试验操控系统分别嵌于承载机架内，且预混机构、拟真环境反应机构有效高度的至少1/2部分位于试验台上方。其试验方法包括放置烃源岩试验品，管路清洗，抽真空处理，系统调制，演化提取，循环提取，分析检测及试验校核等八个步骤。本发明能够可充分考虑细菌在热解实验中如何影响有机酸的生成和消耗，提高试验结果的精度及提高试验结果与实际地质条件下的真实度，并为机酸在热解规律预判提供科学且精确的参控依据。

技术领域

本发明涉及一种烃源岩热解和有机酸演化的拟真试验系统及试验方法，属于石油天然气勘测技术领域。

背景技术

目前，我国对石油消耗量呈逐年上升的趋势，2017年石油的消耗量高达5.9亿吨，但国内石油产量却将至1.92亿吨，石油的对外依存度高达67.4%。从国家能源安全的角度出发，同时考虑我国面临石油需求量逐年增加和浅层可采资源量日渐殆尽且抽采率低的现状，这些都迫切要求需要向深部层系寻找可以作为接替的油气资源。理论上，随着埋藏深度的增加，在上覆地层有效应力增加的作用下，储层的孔隙度和渗透率通常逐渐减小；然而世界上许多盆地或地区，包括我国的柴达木盆地、渤海湾盆地，美国德克萨斯州、加利福尼亚和休士顿等的油井勘探开发实践显示，当储层超过一定深度，砂岩储层中出现异常高孔隙度和渗透率，而异常高孔隙度和渗透率与大量存在的次生孔隙密切相关。

为了探讨砂岩储层中次生孔隙的形成机制，研究者进行了烃源岩热解模拟实验，热解产物中检测到有机酸和有机酸盐，这和沉积盆地地层水中检测到相同物质的事实相吻合。但以往的烃源岩热解模拟实验存在以下问题：

（1）细菌在烃源岩热解过程中扮演重要的作用，而目前所有的热解模拟实验均在灭菌耐腐蚀反应釜中进行，未考虑热解过程中细菌对有机酸生成的影响；

（2）在沉积过程中，温度和压力伴随着地层沉降和抬升而发生相应的变化，目前的热解实验往往忽略地层沉降和抬升速率变化情况下有机酸如何变化，而，本装置可通过调节温度和压力的变化速率模拟地层沉降和抬升速率对有机酸生成和消耗的影响；

（3）热解实验往往仅考虑单一因素（温度、压力、矿物质、油田水）如何影响有机酸的生成和消耗，实验结果无法进行有效对比，本装置可以通过多个耐腐蚀反应釜的对比，综合考虑多因素对有机酸生成和消耗的影响；

（4）目前热解模拟实验基本只能热解模拟实验结束后，对热解的最终产物进行检测，而本实验装置可连续测试反应产物，进而揭示有机酸的变化规律以及有机酸生成和消耗机制。

（5）目前热解模拟实验通常采用岩石粉末与去离子水，未考虑静岩压力、围岩、流体压力等因素的影响，本实验装置可采用柱状样品与油田水在拟真条件下进行模拟，模拟结果更能反映地层的真实状况。

因此针对这一问题，迫切需要开发一种烃源岩热解和有机酸演化的拟真试验系统及试验方法，从而达到解决当前研究中的不足。

发明内容

针对现有技术上存在的不足，本发明提供一种烃源岩热解和有机酸演化的拟真试验系统及试验方法，以达到提高农业生产效率和经济价值的目的。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：