CN106525890B - 一种合成与分解混合气体水合物的实验装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种合成与分解混合气体水合物的实验装置，包括：气体供给模块(1)、气体压缩输送模块(2)、气体混合缓冲模块(3)、高压釜模块(4)、控温低场核磁共振模块(5)、气水分离模块(6)、气体收集模块(7)、色谱检测模块(8)。本发明通过对各种气体的混合、加压、核磁条件下的合成与分解、气水分离、气体收集和色谱检测，解决了现有混合天然气水合物实验研究方法匮乏的问题，便于研究我国冻土区这种多组分混合气体特殊环境下的水合物成藏的科学问题，为我国冻土区现场找矿、钻探提供水合物埋藏深度、储量预测提供基本物理参数，节约大量的人力、物力和财力。

Description

一种合成与分解混合气体水合物的实验装置
技术领域
本发明属于天然气水合物技术开发领域，具体涉及一种合成与分解混合气体水合物的实验装置。
背景技术
我国冻土区天然气水合物成藏条件与国际冻土区(如加拿大Mallik、美国Alaska等)存在显著差异，主要特点是：储层以砂岩和泥岩为主，赋存形式以裂隙填充为主，气体组分以甲烷、乙烷、丙烷和二氧化碳等为主，冻土层厚度较薄(100m左右)，天然气水合物储层压力较低而温度较高。尤其在我国西藏羌塘盆地，虽然已发现存在高压浅层气，但在水、气和温度压力条件均适宜的条件下，尚未发现天然气水合物的存在。因此，急需开展合成与分解混合气体水合物的条件实验研究，为我国冻土区水合物成藏评价和勘探提供依据。
发明内容
本发明的目的是：提供一种合成与分解混合气体水合物的实验装置，解决现有天然气水合物实验研究方法匮乏的问题，为我国冻土区水合物成藏评价和勘探提供依据。
本发明的技术方案是：一种合成与分解混合气体水合物的实验装置，包括：气体供给模块、气体压缩输送模块、气体混合缓冲模块、高压釜模块、控温低场核磁共振模块、气水分离模块、气体收集模块、色谱检测模块；
所述气体供给模块用于向气体压缩输送模块输送甲烷气、乙烷气、丙烷气、二氧化碳气；所述气体供给模块包括：用于提供甲烷气的甲烷、用于提供乙烷气的乙烷、用于提供丙烷气的丙烷、用于提供二氧化碳气的二氧化碳，用于控制甲烷气流量的流量控制器、用于控制已烷气流量的流量控制器、用于控制丙烷气流量的流量控制器、用于控制二氧化碳气流量的流量控制器；
所述气体混合输送模块用于将所述气体供给模块输送的甲烷气、乙烷气、丙烷气、二氧化碳气进行混合，输送给所述气体混合缓冲模块；
所述气体压缩缓冲模块用于压缩所述气体压缩输送模块输送的混合气，使其保持预定的温度和压力，并向所述高压釜模块输送一定温度和压力的混合气；所述气体压缩缓冲模块包括用于测量显示混合气温度的温度传感器、用于测量显示混合气压力的压力传感器；
所述高压釜模块内放置用橡皮膜包裹的岩石样品，岩石样品上表面设置温度传感器和压力传感器；所述高压釜模块与橡皮膜之间的空腔内由无核磁信号的液体进行围压加载，模拟地层压力；所述高压釜模块放置于所述控温低场核磁共振模块中；
所述控温低场核磁共振模块用于给所述高压釜模块提供核磁环境；所述控温低场核磁共振模块在混合气体水合物合成时，对磁场中的所述高压釜模块进行降温，实时通过T2谱测量不同混合气组分、压力、温度条件下的页岩样品的含水量变化、温度和压力数据；所述控温低场核磁共振模块在混合气体水合物分解时，对磁场中的所述高压釜模块进行升温，实时通过T2谱测量不同混合气组分、压力、温度条件下的页岩样品的含水量变化、温度和压力数据；
所述气水分离模块用于去除所述控温低场核磁共振模块排出的混合气中的水分；
所述气体收集模块连接所述气水分离模块出口，用于收集所述气水分离模块分离出的混合气；
所述色谱检测模块用于对混合气进行气相色谱检测，获取混合气体组分和含量。
本发明通过对各种气体的混合、加压、核磁条件下的合成与分解、气水分离、气体收集和色谱检测，解决了现有混合天然气水合物实验研究方法匮乏的问题，便于研究我国冻土区这种多组分混合气体特殊环境下的水合物成藏的科学问题，为我国冻土区现场找矿、钻探提供水合物埋藏深度、储量预测提供基本物理参数，节约大量的人力、物力和财力。
附图说明
图1为本发明组成示意图。
具体实施方式
实施例1：参见图1，一种合成与分解混合气体水合物的实验装置，包括：气体供给模块1、气体压缩输送模块2、气体混合缓冲模块3、高压釜模块4、控温低场核磁共振模块5、气水分离模块6、气体收集模块7、色谱检测模块8；
所述气体供给模块1用于向气体压缩输送模块2输送甲烷气、乙烷气、丙烷气、二氧化碳气；所述气体供给模块1包括：用于提供甲烷气的甲烷11、用于提供乙烷气的乙烷12、用于提供丙烷气的丙烷13、用于提供二氧化碳气的二氧化碳14，用于控制甲烷气流量的流量控制器15、用于控制已烷气流量的流量控制器16、用于控制丙烷气流量的流量控制器17、用于控制二氧化碳气流量的流量控制器18；
所述气体混合输送模块2用于将所述气体供给模块1输送的甲烷气、乙烷气、丙烷气、二氧化碳气进行混合，输送给所述气体混合缓冲模块3；
所述气体压缩缓冲模块3用于压缩所述气体压缩输送模块2输送的混合气，使其保持预定的温度和压力，并向所述高压釜模块4输送一定温度和压力的混合气；所述气体压缩缓冲模块3包括用于测量显示混合气温度的温度传感器31、用于测量显示混合气压力的压力传感器32；
所述高压釜模块4内放置用橡皮膜包裹的岩石样品，岩石样品上表面设置温度传感器41和压力传感器42；所述高压釜模块4与橡皮膜之间的空腔内由无核磁信号的液体进行围压加载，模拟地层压力；所述高压釜模块4放置于所述控温低场核磁共振模块5中；
所述控温低场核磁共振模块5用于给所述高压釜模块4提供核磁环境；所述控温低场核磁共振模块5在混合气体水合物合成时，对磁场中的所述高压釜模块4进行降温，实时通过T2谱测量不同混合气组分、压力、温度条件下的页岩样品的含水量变化、温度和压力数据；所述控温低场核磁共振模块5在混合气体水合物分解时，对磁场中的所述高压釜模块4进行升温，实时通过T2谱测量不同混合气组分、压力、温度条件下的页岩样品的含水量变化、温度和压力数据；
所述气水分离模块6用于去除所述控温低场核磁共振模块3排出的混合气中的水分；
所述气体收集模块7连接所述气水分离模块6出口，用于收集所述气水分离模块6分离出的混合气；
所述色谱检测模块8用于对混合气进行气相色谱检测，获取混合气体组分和含量。

Claims (1)

1.一种合成与分解混合气体水合物的实验装置，其特征在于，包括：气体供给模块(1)、气体压缩输送模块(2)、气体混合缓冲模块(3)、高压釜模块(4)、控温低场核磁共振模块(5)、气水分离模块(6)、气体收集模块(7)、色谱检测模块(8)；
所述气体供给模块(1)用于向气体压缩输送模块(2)输送甲烷气、乙烷气、丙烷气、二氧化碳气；所述气体供给模块(1)包括：用于提供甲烷气的甲烷(11)、用于提供乙烷气的乙烷(12)、用于提供丙烷气的丙烷(13)、用于提供二氧化碳气的二氧化碳(14)，用于控制甲烷气流量的流量控制器(15)、用于控制已烷气流量的流量控制器(16)、用于控制丙烷气流量的流量控制器(17)、用于控制二氧化碳气流量的流量控制器(18)；
所述气体混合输送模块(2)用于将所述气体供给模块(1)输送的甲烷气、乙烷气、丙烷气、二氧化碳气进行混合，输送给所述气体混合缓冲模块(3)；
所述气体压缩缓冲模块(3)用于压缩所述气体压缩输送模块(2)输送的混合气，使其保持预定的温度和压力，并向所述高压釜模块(4)输送一定温度和压力的混合气；所述气体压缩缓冲模块(3)包括用于测量显示混合气温度的温度传感器(31)、用于测量显示混合气压力的压力传感器(32)；
所述高压釜模块(4)内放置用橡皮膜包裹的岩石样品，岩石样品上表面设置温度传感器(41)和压力传感器(42)；所述高压釜模块(4)与橡皮膜之间的空腔内由无核磁信号的液体进行围压加载，模拟地层压力；所述高压釜模块(4)放置于所述控温低场核磁共振模块(5)中；
所述控温低场核磁共振模块(5)用于给所述高压釜模块(4)提供核磁环境；所述控温低场核磁共振模块(5)在混合气体水合物合成时，对磁场中的所述高压釜模块(4)进行降温，实时通过T2谱测量不同混合气组分、压力、温度条件下的页岩样品的含水量变化、温度和压力数据；所述控温低场核磁共振模块(5)在混合气体水合物分解时，对磁场中的所述高压釜模块(4)进行升温，实时通过T2谱测量不同混合气组分、压力、温度条件下的页岩样品的含水量变化、温度和压力数据；
所述气水分离模块(6)用于去除所述控温低场核磁共振模块(3)排出的混合气中的水分；
所述气体收集模块(7)连接所述气水分离模块(6)出口，用于收集所述气水分离模块(6)分离出的混合气；
所述色谱检测模块(8)用于对混合气进行气相色谱检测，获取混合气体组分和含量。
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