一、成巖模擬裝置具備的功能

成巖模擬裝置根據(jù)時(shí)間與溫度補(bǔ)償原理,，高溫短時(shí)間模擬地下低溫長時(shí)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(shí)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(shí)驗(yàn)；

（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(shí)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(jì)量器

（1）氣液分離器、氣量計(jì),、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(shí)驗(yàn)?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(shí)模擬,；在保持的時(shí)間內(nèi)儀器能夠自動(dòng)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(shí)驗(yàn)人員在實(shí)驗(yàn)室的陪護(hù)時(shí)間,。

2. 計(jì)算機(jī)能夠自動(dòng)記錄試驗(yàn)過程的數(shù)據(jù),，并自動(dòng)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(jì)算孔隙度的變化,；

4. 能夠模擬和計(jì)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(huì)膨脹，孔隙流體壓力會(huì)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(shí)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(gè)惡劣環(huán)境下滿足實(shí)驗(yàn)要求，同時(shí)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(jì)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(huì)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(diǎn)。
• 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(shí)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(dòng)，側(cè)面上下開2個(gè)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(dòng)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(dòng)恒壓功能,，隨著溫度升高,、孔隙流體會(huì)膨脹,，孔隙流體壓力會(huì)升高，該泵自動(dòng)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(jì)量系統(tǒng)

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

（五）,、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

能夠自動(dòng)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)采集溫度、壓力,、位移等數(shù)據(jù),，并存儲(chǔ)于電腦。

記錄及存儲(chǔ)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(shí)現(xiàn)對模擬樣品的前期制備，保證整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行等,。