本发明涉及石油地质技术领域，具体而言，涉及一种生烃增压测量装置及方法。
背景技术：
在烃源岩生烃过程中，高密度的干酪根向低密度的石油与天然气的转化会造成烃源岩内部流体压力的升高。对这一流体压力变化的研究具有重要的理论意义和实用价值，不仅体现在超压预测、规避钻井风险、设计采油方案等工程应用层面，同时也是油气成藏尤其是运移研究中的一个重要环节，是油气得以初次运移的物质保证与动力来源。上述实验的难点主要集中于如何在压力测定的过程中避免水热增压的干扰。这类实验主要依据时温补偿原理，在实验室条件下通过较高的加热温度使烃源岩中的有机质快速裂解，为了更加贴近实际的地下情况，烃源岩样品中往往都需要加水，甚至需要加水至饱和。这样一来，在温度升高后封闭体系中会产生较大的水热增压，往往远大于生烃所产生的压力变化，这对生烃增压值的测定是十分不利的，且为避免水热增压与生烃增压叠加后突破设备耐受极限，使得目前实验容许的生烃增压值通常比较小，与地下的实际情况仍有较大差距。因此，如何排除“水热增压”的影响，是生烃增压物理模拟实验的重点也是难点所在。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种生烃增压测量装置，结构简单，操作简便，可控性强，可准确测量烃源岩生烃造成的流体压力变化。
本发明的另一目的在于提供一种流体压力测量方法，该方法排除了水热增压的影响，量化生烃过程中烃源岩内部流体压力的变化。
本发明的实施例是这样实现的：
一种生烃增压测量装置，包括反应釜、加热箱、回注容器、压力追踪泵以及控制系统，反应釜设置于加热箱内，反应釜的上端通过第一管线与回注容器的下端及压力追踪泵连通，反应釜的下端通过第二管线与回注容器的上端连通，压力追踪泵通过第三管线与第一管线连通，控制系统与加热箱电连接，用于控制加热箱的温度。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，回注容器包括缸体、第一密封盖、第二密封盖和活塞，第一密封盖盖设于缸体的顶端，第二密封盖盖设于缸体的底端，活塞设置于缸体的空腔内，将空腔分隔为两个部分，活塞沿缸体的轴线方向往复运动。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，活塞的顶部为锥形结构，第一密封盖靠近活塞的一侧为与锥形结构相匹配的凹槽。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，活塞的底部为平面结构，第二密封盖靠近活塞的一侧为平面结构。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，活塞的外周面套设有密封圈。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，第二管线设有第一抽真空管，第一抽真空管设有阀门。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，第三管线设有第二抽真空管，第二抽真空管设有阀门。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，反应釜包括样品室、上密封盖和下密封盖，上密封盖盖设于样品室的上端，下密封盖盖设于样品室的下端，样品室的内部的两端分别设有烧结板滤片。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，加热箱包括箱体和加热管，箱体包括内壳体、外壳体和设置于内壳体、外壳体之间的保温层，加热管设置于内壳体。
一种流体压力测量方法，采用上述生烃增压测量装置进行测量。
本发明实施例的有益效果：
本发明提供一种生烃增压测量装置，包括反应釜、加热箱、回注容器、压力追踪泵以及控制系统。反应釜设置于加热箱内，反应釜的上端通过第一管线与回注容器的下端及压力追踪泵连通，反应釜的下端通过第二管线与回注容器的上端连通，压力追踪泵通过第三管线与第一管线连通，温度控制装置与加热箱电连接，用于控制加热箱的温度。一种流体压力测量方法，采用上述生烃增压测量装置进行测量。通过将较高的反应温度下产生的流体暂时放入回注容器缓存，并在温度降低后通过压力追踪泵将其回注入样品室的方法，达到排除水热增压的干扰，测量生烃造成的流体压力变化的目的。填补了烃源岩生排烃实验中对于生烃压力测定的空白，为烃源岩初次排烃动力、油页岩当前压力状态预测提供了一个有效的研究手段，因此具有较为广阔的应用前景。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例提供的生烃增压测量装置的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的回流容器的结构示意图。
图标：100-生烃增压测量装置；101-第一管线；102-第二管线；103-第三管线；110-反应釜；111-样品室；112-上密封盖；113-下密封盖；114-上石墨密封垫；115-下石墨密封垫；116-上烧结板滤片；117-下烧结板滤片；120-加热箱；121-箱体；1211-内壳体；1213-外壳体；1215-保温层；122-加热管；123-温度传感器；124-釜体支架；130-回注容器；131-缸体；133-第一密封盖；135-第二密封盖；137-活塞；139-密封圈；140-压力追踪泵；150-控制系统；161-第一抽真空管；162-第二抽真空管；171-第一三通接头；172-第二三通接头；173-第三三通接头；181-第一阀门；182-第二阀门；183-第三阀门；184-第四阀门；185-第五阀门；186-第六阀门。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在本发明中，在不矛盾或冲突的情况下，本发明的所有实施例、实施方式以及特征可以相互组合。在本发明中，常规的设备、装置、部件等，既可以商购，也可以根据本发明公开的内容自制。在本发明中，为了突出本发明的重点，对一些常规的操作和设备、装置、部件进行的省略，或仅作简单描述。
实施例
请参照图1、图2，本实施例提供一种生烃增压测量装置100，包括反应釜110、加热箱120、回注容器130、压力追踪泵140以及控制系统150。反应釜110设置于加热箱120内，反应釜110的上端通过第一管线101与回注容器130的下端连通，反应釜110的下端通过第二管线102与回注容器130的上端连通，压力追踪泵140通过第三管线103与第一管线101连通，控制系统150与加热箱120电连接，用于控制加热箱120的温度。
本实施例中的反应釜110为高温高压釜体，反应釜110包括样品室111、上密封盖112、下密封盖113、上石墨密封垫114和下石墨密封垫115，上密封盖112盖设于样品室111的上端，下密封盖113盖设于样品室111的下端，样品室111的内部的两端分别设有烧结板滤片。在本实施例中，样品室111与上密封盖112、下密封盖113为螺栓式接触，通过上石墨密封垫114和下石墨密封垫115进行密封。反应釜110最高承受温度为600℃，最大承受压力为120mpa。在本发明的其他实施例中，样品室111与上密封盖112、下密封盖113的连接方式可以为其他方式，本发明对其不做限定。在测试的过程中，为了避免反应釜110内部岩石样品随液体流出而堵塞管线，在样品室111的内部的两端分别设有上烧结板滤片116和下烧结板滤片117。
反应釜110放置于加热箱120内，加热箱120包括箱体121、至少两根加热管122、温度传感器123和釜体支架124。为了增强加热箱120的保温性，箱体121包括内壳体1211、外壳体1213和设置于内壳体1211、外壳体1213之间的保温层1215。在本实施例中，内壳体1211和外壳体1213均由金属材料制作而成，保温层1215为石棉保温层1215。在本发明的其他实施例中，内壳体1211、外壳体1213以及保温层1215可以由其他具有相同功能的材料制作而成，本发明对其不做限定。釜体支架124设置于箱体121的底部，用于支撑反应釜110。
加热管122设置于内壳体1211，对箱体121内进行加热。在本实施例中，加热管122的个数为六根，内壳体1211相对的两侧分别设有三根加热管122。加热管122与控制系统150电连接，温度传感器123设置于箱体121的内部，且与控制系统150连接，温度传感器123将检测的数据传输给控制系统150，控制系统150根据检测的数据对加热管122进行控制。
作为一种实现方式，控制系统150包括计算机和电缆。加热箱120内部采用耐高温导线，控制系统150通过计算机编程实现自动升温、降温及恒温功能。
回注容器130包括缸体131、第一密封盖133、第二密封盖135和活塞137，第一密封盖133盖设于缸体131的顶端，第二密封盖135盖设于缸体131的底端。活塞137设置于缸体131的空腔内，将空腔分隔为上下两个部分，活塞137可沿缸体131的轴线方向往复运动。活塞137的顶部为锥形结构，第一密封盖133靠近活塞137的一侧为与锥形结构相匹配的凹槽。活塞137的顶部与第一密封盖133的凹槽的接触面为光滑结构，保证实验过程中排出的流体能够完全回注。活塞137的底部为平面结构，第二密封盖135靠近活塞137的一侧为平面结构。
为了使得缸体131的上部分和下部分空间互不窜液，活塞137的外周面套设有密封圈139。在本实施例中，活塞137的外周面设有环形凹槽，密封圈139嵌入环形凹槽内，密封圈139由高强度橡胶制作而成。
第二管线102设有第一抽真空管161，用于排空及抽真空，第二管线102通过第一三通接头171与第一抽真空管161连通。第一抽真空管161设有第一阀门181，回注容器130与第一三通接头171之间设有第二阀门182。
第三管线103与第一管线101通过第二三通接头172连通，第二三通接头172与回注容器130之间的第二管线102设有第三阀门183，第二三通接头172与反应釜110之间的第二管线102设有第四阀门184。第三管线103设有第二抽真空管162，用于排空及抽真空，第三管线103通过第三三通接头173与第二抽真空管162连通。第二抽真空管162设有第五阀门185，第二三通接头172与第三三通接头173之间设有第六阀门186。
本发明中，压力追踪泵140、温度传感器123、计算机及阀门为本领域的通用设备，本发明对其不做限定。
工作原理：在实验过程中，需使回注容器130的上部空间与样品室111连接成为一个封闭的空间体系，下部空间注满压力液并与压力追踪泵140相连。中间的活塞137可以上下运动，但保证上下部空间绝对互不窜液。实验起始，将样品室111内的温度调整至烃源岩所在地层温度，压力调整烃源岩所在深度的流体压力，回注容器130的活塞137处于最顶端。加热过程中，将压力追踪泵140设定为恒压，当样品室111内的压力有升高的趋势时，活塞137在压力作用下自动下移，增大封闭体系空间，使封闭体系内的压力保持恒定。加温结束，待温度降至室温后，通过压力追踪泵140将回注容器130上部的流体再注回样品室111。此时测定的压力与起始压力之差即为生烃增压值。
本实施例还提供了一种流体压力测量方法，采用生烃增压测量装置100进行测量，包括：
将粉碎后的烃源岩样品填装至样品室111中。将样品室111装入反应釜110，并将反应釜110安装至控温箱中，启动上下油泵，使样品室111密封并模拟上覆压力。
开启第二阀门182、第三阀门183、第四阀门184以及第六阀门186，依次通过第一阀门181和第五阀门185处的接口与抽真空泵连接，对所有管线进行抽真空。
关闭第四阀门184，启动压力追踪泵140，设置为恒压模式，使高压流体推动回注容器130活塞137移动至回注容器130顶端。随后开启第四阀门184，通过压力追踪泵140向样品室111内注入地层水使其饱和，并持续注液至流体压力达到实验所需的压力，随后关闭第六阀门186，记录总注水量、出水量、管线内水量，计算样品室111内地层水质量。
恒定24小时，观察流体压力是否稳定以检测样品室111的密闭性，如压力下降小于1mpa，说明密闭性较好，达到实验要求。
关闭第四阀门184，进行加热升温，至设定反应温度，恒温恒压48h。
使反应釜110内温度自然冷却至逐渐降至室温。启动压力追踪泵140，设置为恒压模式，注入压力应略大于样品室111内流体压力，待压力追踪泵140完成加压后，缓慢打开第六阀门186，推动回注容器130中活塞137运动，使回注容器130内的物质回注入样品室111，完毕后测定此时反应釜110内流体压力，与初始压力对比，其差值就是生烃增压值。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。