CN206906203U - 一种用于超临界酸性气体水岩反应的高温高压反应釜装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于超临界酸性气体水岩反应的高温高压反应釜装置，该装置主要包括反应釜主体、进料装置、出料装置以及控制装置四部分。反应釜主体，包括釜体、釜盖、加热保温材料套以及驱动装置输出轴上顺次连接的自吸式搅拌器、温度传感器、岩心夹持器；釜体内部的活塞将其分为反应腔和加压腔，反应介质通过釜盖上的注入口进入反应腔，加压介质通过釜底的管路注入加压腔；所述出料装置对气体和液体样品分别设计。本实用新型的有益效果是：该装置将反应介质的注入和排出、地层环境下水岩反应模拟过程结合在一起，能够方便、安全有效地研究超临界酸性气体水岩反应过程对岩心孔隙度和渗透率的影响，对酸性气藏开发具有重要意义。

Description

一种用于超临界酸性气体水岩反应的高温高压反应釜装置

技术领域

本实用新型涉及油气田开发中用于模拟酸性气藏中超临界酸性气体在有水条件下与岩石发生反应，对岩石孔隙度渗透率影响作用的高温高压反应釜装置，属于反应釜技术领域，特别是一种用于超临界酸性气体水岩反应的高温高压反应釜装置。

背景技术

在油气田开发过程中，酸性气藏在中国乃至世界范围内都有着广泛的分布。同时酸性气藏在有水条件下，尤其是高含硫有水气藏开采过程中，地层水进入储层后与H₂S、CO₂等酸性气体反应具有酸的作用，进而发生的水岩反应可能对储层具有一定的影响作用。

目前，大多数水岩反应实验都是在常温常压条件下进行的，要想模拟地层条件进行实验则需用到高温高压反应釜，可是现有的反应釜大多没有专门固定岩心的装置，且没有针对H₂S等有毒酸性气体进行处理的反应废物处理装置，因此设计一套将进料装置、反应容器、出料装置以及控制装置四合一的水岩反应装置，取代了手工注入反应介质，取出反应废物，为研究提供了安全、有效、准确的数据支持与技术参考。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种用于超临界H₂S、CO₂等酸性气体水岩反应的高温高压反应釜装置，该装置能够模拟不同组分的酸性气体在不同温度压力条件下下水岩反应过程，研究水岩反应对岩心孔隙度、渗透率的影响作用。

本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：一种用于超临界酸性气体水岩反应的高温高压反应釜装置，其特征在于：它包括反应釜主体，所述反应釜主体包括釜体、设置于釜体顶部的釜盖、套于釜体外部的加热保温材料套，驱动装置的输出轴向下伸于釜体内，且输出轴上顺次连接有自吸式搅拌器、温度传感器、岩心夹持器，设置活塞于釜体内部将釜体分为反应腔和加压腔，反应介质通过釜盖上的注入口进入反应腔，加压介质通过釜底的管线注入加压腔，它还包括进料装置，进料装置包括二氧化碳瓶、硫化氢气瓶、氮气瓶、进气主管道、液体容器A和液体容器B，所述的进气主管道包括顺次的流量计C、气体增压泵，气体增压泵与釜体连通，所述的二氧化碳瓶、硫化氢气瓶、氮气瓶的出气口均与流量计C入口端连接，所述的液体容器A下端与液体增压泵A连接，液体容器A的出液口通过流量计A与釜体上部连接，液体容器B的出液口通过流量计B与釜体下部连接，它还包括出料装置，包括气液分离器、废气中和容器、气体取样瓶、液体收集容器和液体取样瓶，所述气液分离器上端一条管线连接流通阀F与釜体的反应腔连通，气液分离器上端另一条管线与流量计D连接分别与废气中和容器和气体取样瓶连通，气液分离器下端顺次连有流通阀G、流量计F和液体取样瓶，液体收集容器与釜体下部连通，它还包括控制装置，所述控制装置与驱动装置连接，控制自吸式搅拌器同时接收釜内温度数据，控制装置还与压力传感器连接，接收压力数据。

所述的液体容器A下端与液体增压泵A连接，所述的液体容器B的左端与液体增压泵B连接。

所述的压力传感器位于固定在釜盖的压力表末端。

所述的釜体及其顶部的釜盖材料均为不锈钢。

所述的岩心夹持器是由直径较小的抗硫化氢腐蚀的细不锈钢铁丝制成的圆柱体。

所述的废气中和容器和气体取样瓶均设有隔离钢化玻璃罩，该隔离钢化玻璃罩的上端设有含硫气体泄漏报警装置。

本实用新型具有以下优点：本实用新型实现了反应物的自动添加并精确计量；同时可以方便取样或排除物料，且便于清理；并可以有效的防止有毒气体逸漏，保证实验操作安全。

附图说明

图1 为本实用新型的结构示意图；

图2 为本实用新型中活塞位于釜腔底部的结构示意图；

图中，1-进料装置，101-二氧化碳瓶，102-硫化氢气瓶，103-氮气瓶，104-流通阀A，105-流通阀B，106-流通阀C，107-流量计C，108-流通阀D，109-流量计A，110-液体容器A，111-液体增压泵A，112-液体增压泵B，113-液体容器B，114-流通阀E，115-流量计B，116-气体增压泵，2-反应釜主体，201-驱动装置，202-压力表，203-釜盖，204-压力传感器，205-自吸式搅拌器，206-温度传感器，207-岩心夹持器，208-加热保温材料套，209-釜体，210-活塞，3-出料装置，301-流通阀F，302-流量计D，303-流通阀J，304-流通阀H，305-气液分离器，306-废气中和容器，307-气体取样瓶，308-流通阀G，309-流量计F，310-流通阀I，311-流量计E，312-液体收集容器，313-液体取样瓶，4-控制装置，401-加热开关，402-速度按钮。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的描述，本实用新型的保护范围不局限于以下所述：

如图1或2所示，一种名称用于超临界酸性气体水岩反应高温高压反应釜装置，它包括反应釜主体2，反应釜主体2包括釜体209、设置于釜体209顶部的釜盖203、套于釜体209外部的加热保温材料套208，驱动装置201的输出轴向下伸于釜体209内，且输出轴上顺次连接有自吸式搅拌器205、温度传感器206、岩心夹持器207，设置活塞210于釜体209内部将釜体分为反应腔和加压腔，反应介质通过釜盖上的注入口进入反应腔，加压介质通过釜底的管西安注入加压腔，它还包括进料装置1，进料装置1包括二氧化碳瓶101、硫化氢气瓶102、氮气瓶103、进气主管道、液体容器A110和液体容器B113，所述的进气主管道包括顺次的流量计C107、气体增压泵116，气体增压泵116与釜体209连通，所述的二氧化碳瓶101、硫化氢气瓶102、氮气瓶103的出气口均与流量计C107入口端连接，所述的液体容器A110下端与液体增压泵A111连接，液体容器A110的出液口通过流量计A109与釜体209上部连接，液体容器B113的出液口通过流量计B115与釜体209下部连接，它还包括出料装置3，包括气液分离器305、废气中和容器306、气体取样瓶307、液体收集容器312和液体取样瓶313，所述气液分离器305上端一条管线连接流通阀F301与釜体209的反应腔连通，气液分离器305上端另一条管线与流量计D302连接分别与废气中和容器306和气体取样瓶307连通，气液分离器305下端顺次连有流通阀G308、流量计F309和液体取样瓶313，液体收集容器312与釜体209下部连通，它还包括控制装置401，所述控制装置401与驱动装置201连接，控制自吸式搅拌器205同时接收釜内温度数据，控制装置401还与压力传感器204连接，接收压力数据。

所述的液体容器A110下端与液体增压泵A111连接，所述的液体容器B113的左端与液体增压泵B112连接。所述的压力传感器204位于固定在釜盖203的压力表202末端。所述的釜体209及其顶部的釜盖203材料均为不锈钢。所述岩心夹持器207是由直径较小的抗硫化氢腐蚀的细不锈钢铁丝制成的圆柱体，可有效的将岩心固定在釜体209内，可避免在反应过程中岩心在釜体209内移动或碰撞，影响实验效果。所述废气中和容器306和气体取样瓶307均设有隔离钢化玻璃罩，该隔离钢化玻璃罩的上端设有含硫气体泄漏报警装置。

本实用新型的工作过程如下：

S1、岩样准备：对岩心进行清理，并置于干燥箱中48小时。取出岩心，对岩心进行测试，得到岩心的质量、长度、直径、孔隙度、渗透率、岩石矿物组分等参数。

S2、准备液体样品：将配置好的水样装入液体容器A 110，关闭流通阀D 108；将增压介质装入液体容器B 113中，关闭流通阀E 114。

S3、固定岩心：将岩心固定于岩心夹持器207中。

S4、封釜：将釜体209上的釜盖203通过兰式连接的方法进行封釜，检查装置的密封性。

S5、通过控制装置401设定温度为t℃，压力为p MPa，排出装置中的残留空气，将流通阀F 302、流通阀G 303、流通阀 H 309、流通阀I 304打开，最后打开流通阀A 104开始通入氮气2个小时，排出装置中残留的空气，关闭流通阀F 302、流通阀G 303、流通阀 H 309、流通阀I 304、流通阀A 104。

S6、打开流通阀D 108，往釜内注入体积为V₁ L的水样，关闭流通阀D 108。

S7、根据溶解度计算，得到温度为t℃，压力p MPa条件下，H₂S的溶解量为V₂ L，CO₂的溶解量为V₃ L。打开流通阀C 106注入V₃ L的CO₂，关闭流通阀C 106。打开流通阀B 105注入V₂ L的H₂S，关闭流通阀B 105。

S8、打开流通阀E 114，往釜内注入加压介质直至压力达到是设定值，关闭流通阀E114。

S9、打开加热开关401开始给釜体209加热直至温度达到设定值不再升温。

S10、打开自吸式搅拌器206的速度按钮402，设定搅拌速度与搅拌模式，反应过程中，每隔6个小时对釜内的流体样品进行取样。打开流通阀F 301，待一定量的反应介质进入气液分离器305中，关闭流通阀F 301，待气液分离器305压力降低，气液分离，打开流通阀J303，进行气体取样，关闭流通阀J 303。打开流通阀G 308，进行液体取样，关闭流通阀G308。

S11、反应结束，首先打开流通阀I 310，将加压腔内的加压介质排出，活塞位于釜内底部，关闭流通阀I 310，然后打开流通阀F 301和流通阀H 304，将气体排出，在废气中和容器306中处理，之后再次打开流通阀I 310，将液体介质排出，关闭流通阀I 310。最终实现从装载岩心后封釜到反应结束重新开釜过程中，整个反应装置处于封闭状态，从而有效地解决了有毒酸性气体如H₂S所带来的危险，同时能够模拟不同组分的酸性气体在不同温度压力条件下下水岩反应过程，研究水岩反应对岩心孔隙度、渗透率的影响作用。

Claims (5)

1.一种用于超临界酸性气体水岩反应的高温高压反应釜装置，其特征在于：它包括反应釜主体（2），所述反应釜主体（2）包括釜体（209）、设置于釜体（209）顶部的釜盖（203）、套于釜体（209）外部的加热保温材料套（208），驱动装置（201）的输出轴向下伸于釜体（209）内，且输出轴上顺次连接有自吸式搅拌器（205）、温度传感器（206）、岩心夹持器（207），设置活塞（210）于釜体（209）内部将釜体分为反应腔和加压腔，反应介质通过釜盖上的注入口进入反应腔，加压介质通过釜底的管线注入加压腔，它还包括进料装置（1），进料装置（1）包括二氧化碳瓶（101）、硫化氢气瓶（102）、氮气瓶（103）、进气主管道、液体容器A（110）和液体容器B（113），所述的进气主管道包括顺次的流量计C（107）、气体增压泵（116），气体增压泵（116）与釜体（209）连通，所述的二氧化碳瓶（101）、硫化氢气瓶（102）、氮气瓶（103）的出气口均与流量计C（107）入口端连接，所述的液体容器A（110）下端与液体增压泵A（111）连接，液体容器A（110）的出液口通过流量计A（109）与釜体（209）上部连接，液体容器B（113）的出液口通过流量计B（115）与釜体（209）下部连接，它还包括出料装置（3），出料装置（3）包括气液分离器（305）、废气中和容器（306）、气体取样瓶（307）、液体收集容器（312）和液体取样瓶（313），所述气液分离器（305）上端一条管线连接流通阀F（301）与釜体（209）的反应腔连通，气液分离器（305）上端另一条管线与流量计D（302）连接分别与废气中和容器（306）和气体取样瓶（307）连通，气液分离器（305）下端顺次连有流通阀G（308）、流量计F（309）和液体取样瓶（313），液体收集容器（312）与釜体（209）下部连通，它还包括控制装置（401），所述控制装置（401）与驱动装置（201）连接，控制自吸式搅拌器（205）同时接收釜内温度数据，控制装置（401）还与压力传感器（204）连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于超临界酸性气体水岩反应的高温高压反应釜装置，其特征在于：所述的液体容器A（110）下端与液体增压泵A（111）连接，所述的液体容器B（113）的左端与液体增压泵B（112）连接。

3.根据权利要求1所述的一种用于超临界酸性气体水岩反应的高温高压反应釜装置，其特征在于：所述的压力传感器（204）位于固定在釜盖（203）的压力表（202）末端。

4.根据权利要求1所述的一种用于超临界酸性气体水岩反应的高温高压反应釜装置，其特征在于：所述的岩心夹持器（207）是由抗硫化氢腐蚀的25#不锈钢铁丝制成的圆柱体。

5.根据权利要求1所述的一种用于超临界酸性气体水岩反应的高温高压反应釜装置，其特征在于：所述的废气中和容器（306）和气体取样瓶（307）均设有隔离钢化玻璃罩，该隔离钢化玻璃罩的上端设有含硫气体泄漏报警装置。