一种半封闭式热模拟实验中集轻烃装置及方法

本发明属于油气勘探开发，具体涉及一种半封闭式热模拟实验中集轻烃装置及方法。

背景技术：

1、热模拟实验方法的理论依据是干酪根热解生烃原理和有机质热演化的时间温度补偿原理。生烃热模拟实验是烃源岩生烃潜力与资源评价的重要手段，可以再现地质体中有机质热解演化过程，为评价盆地成烃潜力、过程与机理、推导成烃模式及动力学提供理论依据和实验资料。半封闭式的热模拟实验包括自吹扫系统和压实系统。热解系统与产物收集系统相连，最大限度降低热解产物的损失，利用热解产物形成的体积膨胀将热解产物带出热解容器，收集系统收集后对气/液产物进行分析，以此确定热解温度与热解产物的关系。

2、目前，在进行半封闭式热模拟实验过程中，对于c8~c12之间的轻烃部分收集对于后续的实验极其重要，但是由于该实验温度高，在最后集轻烃的步骤中，存在一个窘境，那就是如果温度过高时开启阀门集轻烃，会导致该实验产生的一些油与水会以液态停留在轻烃瓶中，这样不仅不利于后续的轻烃定量，也会导致该实验所产生的油的质量减少，并且对于后续的实验会缺少部分质量较轻的轻质油；如果放置一段时间，等温度降低一些再开启阀门集轻烃，因为气体在经过管道时，温度急剧下降，c8~c12部分（极易挥发）在150℃~200℃时会由气态变为液态，滞留在油气分离罐中，并且由于轻烃极易挥发，在处理油气分离罐时，轻烃部分基本会完全挥发，这样不仅会影响后续测量时各个烃类的相对质量，并且也会严重影响轻烃的定量过程。

3、由于收集轻烃部分装置以及方法的缺点与不足，导致该实验虽然耗费大量的财力、物力、人力，对于轻烃的定量仍没有达到理想的目标。

技术实现思路

1、针对上述问题，本发明提供一种半封闭式热模拟实验中集轻烃装置及方法，使得后期的轻烃定量分析更加准确，进而可以更加精确地确定热解温度与热解产物的关系。

2、本发明采用如下技术方案：

3、一种半封闭式热模拟实验中集轻烃装置，包括通过管道依次连接的油气分离罐、轻烃瓶一、轻烃瓶二和大气瓶，油气分离罐的入口管道上设有阀门一，油气分离罐的出口、轻烃瓶一、轻烃瓶二和大气瓶之间的管道上依次设有阀门二、阀门三和阀门四。

4、一种半封闭式热模拟实验中集轻烃方法，包括如下步骤：

5、第一步，在热模拟实验结束后集轻烃实验结束前，安装提前称重的轻烃瓶一和轻烃瓶二，关闭所有阀门，对整个管道、油气分离罐、轻烃瓶一、轻烃瓶二和大气瓶进行抽真空，保证其中没有空气；

6、第二步，热模拟实验结束后，关闭加热系统，先用液氮淹没轻烃瓶一和轻烃瓶二，开启阀门一和阀门二，停留2-3s，然后开启阀门三和阀门四，此时，油水部分留在油气分离罐中，轻烃会由于液氮的原因停留在轻烃瓶一和轻烃瓶二中，重烃则通往大气瓶中，等待5~6s，关闭阀门二和阀门四；

7、第三步，轻烃瓶一和轻烃瓶二中会有轻烃类的结晶，在轻烃瓶一中会有一部分油和水，拿掉液氮，保持阀门三开启，放置一段时间，轻烃瓶一和轻烃瓶二中的结晶在室温状态下形成气态，此状态维持30s，此时轻烃瓶一中存在一部分液体，关闭阀门三；

8、第四步，用液氮再次将轻烃瓶一和轻烃瓶二浸没，维持2~3分钟，使轻烃瓶一和轻烃瓶二内再次出现固体结晶；

9、第五步，在轻烃瓶一和轻烃瓶二温度过低的条件下，拆除轻烃瓶一和轻烃瓶二，放置于室温状态下，等待至轻烃瓶一和轻烃瓶二中没有固体结晶，瓶壁没有雾气后，称重。

10、热模拟实验产物包括三个方面：（1）样品，因该实验是用高温高压的条件来补偿漫长的地质历程，故实验结束后的样品，可以对其成熟度、孔隙度及渗透率变化进行探索评价；（2）在高温条件下，油页岩、煤等样品会生成大量的油，尤其在350℃~500℃时，会生成大量的轻质油；（3）实验将产生大量气体，尤其当热模拟实验达500℃~600℃时，其中包括轻烃和重烃。本发明是在对该实验所产生的油和气体进行收集时，所采取的装置与方法进行综合评价后，能够更加精确地对轻烃以及油进行定量评价，且本发明不需要更多复杂的步骤，操作简便，并且可以根据后续具体的实验重点内容有针对性的改进步骤。

11、本发明的有益效果如下：

12、本发明为了解决半封闭体系热模拟实验结束后收集轻烃时，在面对高温与低温时收气，均会对后续的轻烃收集实验定量有一定影响的问题，提供了一种装置及新方法，利用该装置与方法，不仅可以保证不影响后续实验中对产生的油的定量及实验，而且可以极大程度提高对于轻烃定量的精确程度。本发明还考虑到了后期对油气进行实验的重点，在新装置和新方法的基础上，有针对性的提出了改进的实验方案。除此之外，该装置可以减少轻烃的挥发，对于后续轻烃gc-ms、碳同位素实验以及轻烃的定量等有极大的益处。

技术特征：

1.一种半封闭式热模拟实验中集轻烃装置，其特征在于：包括通过管道依次连接的油气分离罐（1）、轻烃瓶一（2）、轻烃瓶二（3）和大气瓶（4），油气分离罐（1）的入口管道上设有阀门一（4），油气分离罐（1）的出口、轻烃瓶一（2）、轻烃瓶二（3）和大气瓶（4）之间的管道上依次设有阀门二（6）、阀门三（7）和阀门四（8）。

2.一种利用如权利要求1所述的装置进行半封闭式热模拟实验中集轻烃方法，其特征在于：包括如下步骤：

技术总结
本发明的目的在于提供一种半封闭式热模拟实验中集轻烃装置及方法，属于油气勘探开发技术领域，所述装置包括通过管道依次连接的油气分离罐、轻烃瓶一、轻烃瓶二和大气瓶，油气分离罐的入口管道上设有阀门一，油气分离罐的出口、轻烃瓶一、轻烃瓶二和大气瓶之间的管道上依次设有阀门二、阀门三和阀门四，利用该装置与方法，不仅可以保证不影响后续实验中对产生的油的定量及实验，而且可以极大程度提高对于轻烃定量的精确程度。

技术研发人员：孙蓓蕾,张晓剑,刘超
受保护的技术使用者：太原理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23