基本信息
- 项目名称：
- 岩芯逐次洗提仪器
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 本发明涉及岩芯洗提领域，其成果可广泛应用于有机地球化学分析及油气的成藏分析与研究等领域。 本发明具有实验操作简单，实验数据可靠等诸多优点。更主要的，其采用了一种新的洗提思路，通过此思路组装的实验仪器能够以与原油充注相反的顺序逐次洗提出岩芯中充注的原油。通过后期的地球化学分析，能够更加真实准确的模拟油气成藏史，从而对油气的勘探与开发提供重要依据。
- 详细介绍：
- 岩芯洗提是油田勘探开发的基础工作，过去主要采用的脂肪抽提洗油方式，存在洗油效率低、周期长、有毒试剂挥发量大、安全性能差等方面的缺陷。近年来较为高效的洗油方法主要是驱替法、离心机法和高温高压法，例如，目前国内较常用的方法，是将岩芯研磨成碎屑，用石油醚浸泡萃取汲取上层清液，而后进行相应地球化学分析。但是，无论采用哪种方法，都存在如下缺陷： 1、现有的洗提方法只能提供各个成藏期次的混合原油，不能将不同期次的原油逐次驱替分离； 2、相应的后期检测也只能检测一段岩芯的平均混合组分，不能反映油气充注期次，而不同期次的原油组分和地球化学特征是存在着明显差异的，因此，按照现有方法洗提出的混合原油和已探测或者产出的石油在成分上也存在差异； 3、现有的实验方法易受外界因素影响，一旦空气中含有的烃类成分吸附于碎屑上，将影响实验结果，而岩芯在研磨时也会受到外界的影响。 由此可见，现有的岩芯洗提方法和仪器仍存在有缺陷，而亟待加以改进，如何能创设一种可分别驱替不同期次的岩芯残余油，以便推测油气成熟度以及充注期次等指标，从而真实准确的模拟油气成藏史的新的岩芯逐次洗提方法、岩芯逐次洗提器及其组成的设备，实属当前本领域的重要研发课题之一。 为解决上述技术问题，本发明一种岩芯逐次洗提仪器，包括以下操作步骤:A.将岩芯放入岩芯逐次洗提器中并密封；B.向岩芯逐次洗提器内施加围压，防止串流，让试剂通过岩芯；C.沿岩芯逐次洗提器轴向注入溶液，同时控制溶液的流速和溶液压力，洗提出不同期次充注的原油;D.根据设定的时间和转速收集被溶液驱替出的原油。 作为本发明的一种改进，所述的步骤C中加入的溶液为弱极性溶液;所述的步骤D之后还包括步骤E，当收集的原油明显减少时，沿岩芯逐次洗提器轴向注入强极性溶液，进行二次洗提和收集。 所述的步骤C之后还包括以下步骤：调节围压,保持围压大于溶液压力。所述的围压比溶液压力大2～4MPa。 上述岩芯逐次洗提仪器的由恒流泵、岩芯夹持器、电脑收集装置、岩芯夹持器组成。其中岩芯夹持器为体现实验思想的核心部件，包括密封连接的桶体和盖体，桶体内设有防腐密封层；防腐密封层包围形成岩芯容腔，并与桶体内壁之间形成密封间隙；盖体和桶体的桶底上均设有连通外界与岩芯容腔的孔；桶体侧壁上设有连通外界与密封间隙的孔。 作为上述岩芯逐次洗提器的改进，所述的防腐密封层为聚四氟乙烯材质，桶体和桶盖为钢材质。 所述的防腐密封层的厚度为2mm，岩芯容腔的直径为25mm。 所述的岩芯逐次洗提器的盖体上还设有调节岩芯容腔轴向空间的固定旋钮。 此外，本发明还提供了一种由上述岩芯逐次洗提器组成的岩芯逐次洗提设备，主要包括恒流泵、岩芯逐次洗提器、围压加压器和收集装置，其中：恒流泵的输入端与溶液容器连接，输出端通过导流管穿过岩芯逐次洗提器的盖体通入岩芯容腔；围压加压器的输入端与溶液容器连接，输出端通过导流管穿过岩芯逐次洗提器桶体的侧壁，通入防腐密封层与桶体内壁形成的密封间隙中；收集装置通过导流管穿过岩芯逐次洗提器的桶底和防腐密封层，与岩芯容腔连通。 依据上述原理制成的本仪器能够洗提出不同孔隙中原油，即与实际充注相反的顺序逐次洗提含油砂岩，从而得到不同期次充注的原油洗提物。配以后续的高级地球化学手段如色谱、色谱-质谱等分析，可以很好的反演原油成藏史，进一步指导石油的勘探与开发工作。
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作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 本发明的目的：通过对岩芯有顺序的逐次洗提物的一部分石油做细致的地球化学分析，从而更好的反演实际的油气充注过程，探究油气成藏史，此实验设备弥补了这一研究领域的技术空缺，有很大的应用价值,对已发现油气显示地区的成藏综合分析和油气勘探具有重要的理论与实践意义。 发明的基本思路：在原油形成过程中，晚期形成的原油易于将早期形成的原油挤入更小的孔隙中。当进行岩芯逐次洗提实验时，晚期形成的石油将优先被驱替，相反的早期形成的原油将较晚被驱替。而又因为晚期形成原油往往承受更大的地层压力及温度，因而具有更高成熟度。所以接收端早期收集的溶液为成熟度较高，晚期形成而后赋存于大孔隙中的原油;而晚期收集的溶液为成熟度较低，早期形成并被挤入小孔隙中的原油。本发明利用了上述“先进后出”的规律，通过模拟油气成藏历史时期的压力与流体充注速度，对一段岩芯进行逐次洗提，将砂岩内充注的原油按孔隙度由大到小逐渐驱替。按收集时间的先后差异，我们将得到的不同期次或不同赋存状态的原油。分别对洗提出的不同期次的原油洗提物进行各类测试分析后，将结果综合研究，能够更加真实准确的拟合油气成藏史。 本发明的创新点：1）本发明思路依据油气生成的原理，符合科学规律。2）思路设计兼具先进性和可行性，采用防腐密封层为聚四氟乙烯材质，具有防止有机试剂的腐蚀，同时，桶体和桶盖为高强度的钢材质，相互镶嵌，具有可靠的安全性、防腐性和密封性。3）围压大于液压，防止串流。 主要技术指标：1）液压恒定，技术具重复性。2）样品无渗漏，系统运行安全，稳定。
科学性、先进性
- 本发明提供一种岩芯逐次洗提方法、岩芯逐次洗提器及其组成的设备。作品采用新的洗提思想，与以往将岩芯粉碎继而提取其平均组分的方法相比，本发明至少具有如下优点： 1、根据“先进后出”的原则，由实验装置模拟油气成藏历史时期的压力和流体充注速度对一段岩芯进行逐次洗提,可对得到的不同期次、不同组份的原油逐次驱替分离，并分别进行地球化学分析，推测出油气成熟度变化、油气来源以及充注期次等多项指标； 2、通过从岩芯提取的石油的顺序，可以帮助我们了解这一地区的石油来源，并重建一个合理的关于烃类化合物的运移和聚集过程； 3、本发明仪器密封性好，岩芯逐次洗提器能很好的隔离岩芯与外界的联系，岩芯在实验过程中免受外界污染和影响； 4、仪器使用率高，在测试中尽可能的排除了人为误差，测量结果精确可信； 5、本发明的仪器组装简易、便于维护和清理，操作稳定、迅速，数据可靠、实用，不需要专业人员亦可操作，实验周期短； 6、目前，在国内外并无此类逐次洗提岩芯的专用设备，本发明弥补了岩芯逐次洗提设备的空白。
获奖情况及鉴定结果
- 第九届“创新杯”“大学生课外学术科技作品竞赛二等奖
作品所处阶段
- 该仪器拥有实物，已完成中试，在实际应用中表现优良。基于此技术的项目合同（吉林油田）已签订并正在进行。
技术转让方式
- 1）专利权转让；2）应用该技术进行合作研究。
作品可展示的形式
- 实物展示及多媒体演示。
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 作品技术特点和优势：本发明以一种新的思路对岩芯进行洗提，将岩芯内部不同孔隙中充注的原油逐次洗提并收集，更大限度的解读岩芯所包含的油气成藏信息。且具有自动化程度高防止人为误差、实验封闭性好防止外界污染、实验结果可靠、易于操作维护等优点。 该技术的适用范围：该作品适用于岩芯洗提领域，将原油洗提物进行后续色谱、色谱质谱等地球化学分析，可重建取芯区块的油气成藏历史。适合于已发现油气显示的地区，并需要取得相关的岩芯样品。 推广前景：本技术对于指导油气的勘探与开发具有重要意义，其意义体现在提高勘探效率增加油气采收率等诸多方面。在我国部分油田处于开发中后期阶段、原油产量供不应求的大背景下，其价值显得尤为突出。作品具有低投入高产出的优点，且易于操作对工作环境无特殊要求，在各大油田采油厂有很高的实用价值。相信该技术在我国具有广泛的推广应用价值，相关的技术转让与合作项目广泛，对油气的勘探开发具有重要的促进作用。
同类课题研究水平概述
- 目前，国内外最常用于探究油气藏形成的时间和充注期次的方法主要有地质分析法、自生伊利石测年法、流体包裹体法和岩芯洗提法。这些方法各有优缺点且具较大的局限性与随机性。本方法及仪器从原理上属岩芯洗提方法，但应用了一种新的思路对岩芯进行洗提，从而更好的油气成藏史进行解释。 对国外文文献调研发现，见个别外文文献提及相似思路，但未见到具体操作流程及相关技术指标。仪器的原理与可操作性尚不明确。国内尚未见相关的报道。且其相关的仪器主要用于石油开发的岩芯洗油，没有应用该技术进行不同期次充注原油的洗提工作的仪器。国内岩芯洗提工作多沿用传统岩芯洗提方法，即将岩芯粉碎后用石油醚溶解。 目前本仪器经过了测试阶段。以塔里木盆地塔中11井4430m岩芯对仪器可靠性进行验证，收到了良好的效果。目前正推广应用于长庆油田、塔里木油田等科研项目中。
