储层流体氧化动力学参数测定装置及方法与流程

1.本发明涉及储层流体热分析技术领域，尤其涉及一种储层流体氧化动力学参数测定装置及方法。


背景技术：

2.油藏注空气开发技术由于具有适应性广、物源充足、成本低等优势，已逐渐成为油田持续稳产有效接替技术之一。掌握储层流体与空气的氧化反应动力学特征，对注空气技术在室内物理模拟实验、油藏数值模拟、火驱微观氧化机理研究以及矿场开发方案可行性方面具有重要意义。
3.相关技术中，测定储层流体样品的氧化动力学参数的装置，大多是在密闭条件下，进行静态的氧化动力学分析实验。然而，在矿场实际情况中，储层的环境是多变且动态的。从而相关的测定装置往往无法准确且真实地模拟实际储层环境，导致测得的氧化动力学参数与实际情况之间存在较大差距，不利于指导油藏的开发工作。


技术实现要素：

4.本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。
5.为此，本发明的第一方面提供了一种储层流体氧化动力学参数测定装置。
6.本发明的第二方面提供了一种储层流体氧化动力学参数测定方法。
7.有鉴于此，根据本技术实施例的第一方面提出了一种储层流体氧化动力学参数测定装置，包括：
8.样品反应系统、供气控制系统和出气控制系统；
9.样品反应系统用于为样品提供反应空间；
10.供气控制系统用于按预设供气方式向反应空间供给反应气体；
11.出气控制系统用于输出反应空间内产生的反应后气体，并按预设出口压力调节反应空间的内部压力。
12.在一种可行的实施方式中，样品反应系统包括：
13.样品室，样品室内设置有反应空间；
14.加热模块，设置在样品室的顶部、侧部和底部中的至少一处，加热模块用于按预设加热方式对反应空间进行加热；
15.隔热壳体，隔热壳体内部设有容纳腔；
16.中部壳体，设置于容纳腔内，中部壳体内设有中间腔；
17.其中，样品室设置于中间腔内，且反应空间相对于中间腔密封。
18.在一种可行的实施方式中，储层流体氧化动力学参数测定装置还包括：
19.处理控制系统，处理控制系统用于分别控制供气控制系统和出气控制系统的运行；
20.其中，处理控制系统还用于控制加热模块按预设加热方式对反应空间进行加热。
21.在一种可行的实施方式中，供气控制系统包括：
22.反应气控制模块，反应气控制模块包括反应气气瓶、供气流路和供气流量控制单元；
23.样品室设有与反应空间相连通的进气口，反应气气瓶通过供气流路与进气口相连接；
24.供气流量控制单元设置于供气流路，用于根据预设供气方式调整供气流路的供气流量；
25.其中，处理控制系统还用于控制供气流量控制单元的运行。
26.在一种可行的实施方式中，出气控制系统包括：
27.出气流路、回压控制器和出气流量监测单元；
28.样品室设有与反应空间相连通的出气口，出气流路与出气口相连通；
29.出气流量监测单元设置于出气流路，用于监测出气流路的出气流量；
30.回压控制器设置于出气流路，用于按预设出口压力控制样品室的内部压力；
31.其中，处理控制系统还用于比较供气流量和出气流量。
32.在一种可行的实施方式中，样品反应系统还包括：
33.第一温度监测单元，设置在样品室的内顶壁、内侧壁和内底壁中的至少一处，用于监测样品室的内壁实际温度；
34.第二温度监测单元，设置在反应空间的中心区域，用于监测反应空间的内部实际温度；
35.其中，处理控制系统还用于接收内壁实际温度和内部实际温度，并根据内壁实际温度控制加热模块的运行。
36.在一种可行的实施方式中，储层流体氧化动力学参数测定装置还包括：
37.预热系统，预热系统包括预热器和控温加热丝；
38.预热器连接于供气流路，用于对反应气体进行加热；
39.控温加热丝套设于供气流路，并位于预热器和进气口之间，控温加热丝用于对供气流路进行加热；
40.第三温度监测单元，设置在预热器内部，用于监测预热器实际温度；
41.其中，处理控制系统还用于根据内部实际温度和预热器实际温度，控制预热器和控温加热丝的运行。
42.在一种可行的实施方式中，样品反应系统还包括：
43.第一压力监测单元，设置于反应空间，用于监测反应空间的第一实际压力；
44.第二压力监测单元，设置于中间腔内，用于监测中间腔内部的第二实际压力；
45.其中，处理控制系统还用于接收和比较第一实际压力和第二实际压力。
46.在一种可行的实施方式中，供气控制系统还包括：
47.补偿气控制模块，补偿气控制模块包括补偿气气瓶和补偿气流路；
48.补偿气气瓶通过补偿气流路与中间腔相连通；
49.其中，补偿气控制模块用于根据第一实际压力和第二实际压力的比较结果，调节中间腔的压力。
50.在一种可行的实施方式中，供气控制系统还包括：
51.启动压力气控制模块，启动压力气控制模块包括空气压缩机和启动压力气体流路；
52.其中，供气流路、出气流路和补偿气流路分别设置有至少一个气动阀；
53.空气压缩机通过启动压力气体流路与气动阀相连接，空气压缩机用于导通气动阀。
54.为了实现上述目的，根据本发明的第二方面，提供了一种储层流体氧化动力学参数测定方法，基于如上述第一方面中任一项所提出测定装置，包括：
55.在检测到样品位于反应空间内的情况下，确定预设出口压力；
56.控制供气控制系统按预设供气方式向反应空间供给反应气体，并控制出气控制系统按预设出口压力调节反应空间的内部压力；
57.比较供气控制系统的供气流量以及出气控制系统的出气流量；
58.监测反应空间的内部实际温度和内部实际压力；
59.在供气流量等于出气流量的情况下，按预设加热方式对反应空间进行加热；
60.根据内部实际温度和内部实际压力，确定样品的氧化动力学参数。
61.在一种可行的实施方式中，预设加热方式包括第一预设加热方式，第一预设加热方式为按第一预设速度加热第一预设时长，并在加热持续第一预设时长后暂停加热；
62.在预设加热方式为第一预设加热方式的情况下，在供气流量等于出气流量的情况下，按预设加热方式对反应空间进行加热的步骤包括：
63.在第一预设加热方式执行后，根据内部实际温度，确定反应空间内的温度变化速率；
64.在温度变化速率小于或等于预设速率阈值的情况下，重复执行第一预设加热方式；
65.在温度变化速率大于预设速率阈值的情况下，控制加热模块停止加热。
66.在一种可行的实施方式中，预设加热方式还包括：
67.第二预设加热方式，第二预设加热方式为按第一预设温度进行持续加热；
68.在预设加热方式为第二预设加热方式的情况下，在供气流量等于出气流量的情况下，按预设加热方式对反应空间进行加热的步骤包括：
69.执行第二预设加热方式；
70.根据内部实际温度，确定温度变化速率；
71.在温度变化速率大于预设速率阈值的情况下，控制加热模块停止加热。
72.在一种可行的实施方式中，预设加热方式还包括：
73.第三预设加热方式，第三预设加热方式为按第二预设速度进行持续加热；
74.其中，第二预设速度根据反应空间的温度变化速率和目标升温速率确定；
75.在预设加热方式为第三预设加热方式的情况下，在供气流量等于出气流量的情况下，按预设加热方式对反应空间进行加热的步骤包括：
76.确定目标升温速率为第二预设速度，执行第三预设加热方式；
77.根据内部实际温度，确定温度变化速率；
78.根据温度变化速率与目标升温速率之间的升温速率偏差，调节第二预设速度；
79.在第二预设速度调节至0的情况下，控制加热模块停止加热。
80.在一种可行的实施方式中，储层流体氧化动力学参数测定方法还包括：
81.在监测到内部实际温度大于预设温度阈值的情况下，控制加热模块停止加热。
82.相比现有技术，本发明至少包括以下有益效果：本发明提供的储层流体氧化动力学参数测定装置，包括：样品反应系统、供气控制系统和出气控制系统；样品反应系统用于为样品提供反应空间；供气控制系统用于按预设供气方式向反应空间供给反应气体；出气控制系统用于输出反应空间内产生的反应后气体，并按预设出口压力调节反应空间的内部压力。在对储层流体的样品进行氧化动力学参数测定的过程中，通过采用供气控制系统按照预设的供气方式，向样品所在的反应空间进行反应气体的供给，并采用出气控制系统将反应空间中产生的反应后气体输出至外界，可以保证在反应空间内形成动态变化的环境，更加符合储层的实际情况。并且，利用出气控制系统对反应空间的内部压力进行调节，能够进一步在反应空间内模拟储层的压力环境，提升反应空间的内部环境对储层环境的还原程度，从而使样品的反应过程更加贴合在储层实际开发过程中的实际情况，提升氧化动力学参数的测定精度。
附图说明
83.通过阅读下文示例性实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出示例性实施方式的目的，而并不认为是对本技术的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
84.图1为本技术提供的一种实施例的储层流体氧化动力学参数测定装置的示意性结构框图；
85.图2为本技术提供的另一种实施例的储层流体氧化动力学参数测定装置的示意性结构框图；
86.图3为本技术提供的一种实施例的储层流体氧化动力学参数测定方法的示意性流程图；
87.图4为通过本技术提供的一种实施例的储层流体氧化动力学参数测定方法得到的示意性内部实际温度图；
88.图5为通过本技术提供的一种实施例的储层流体氧化动力学参数测定方法得到的示意性内部实际压力图；
89.图6为本技术提供的另一种实施例的储层流体氧化动力学参数测定装置的示意性结构框图。
90.其中，图1中附图标记与部件名称之间的对应关系为：
91.100储层流体氧化动力学参数测定装置；200样品反应系统；210样品室；211反应空间；220加热模块；230隔热壳体；231容纳腔；240中部壳体；241中间腔；300供气控制系统；310反应气控制模块；311反应气气瓶；312供气流路；313供气流量控制单元；320补偿气控制模块；321补偿气气瓶；322补偿气流路；330启动压力气控制模块；331空气压缩机；332启动压力气体流路；400出气控制系统；410出气流路；420回压控制器；430出气流量监测单元；500处理控制系统；510采集控制模块；520计算机设备；600预热系统；610预热器；620控温加热丝。
具体实施方式
92.下面将参照附图更详细地描述本技术的示例性实施例。虽然附图中显示了本技术的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本技术而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本技术，并且能够将本技术的范围完整的传达给本领域的技术人员。
93.根据本技术实施例的第一方面提出了一种储层流体氧化动力学参数测定装置100，如图1和图2所示，包括：
94.样品反应系统200、供气控制系统300和出气控制系统400；
95.样品反应系统200用于为样品提供反应空间211；
96.供气控制系统300用于按预设供气方式向反应空间211供给反应气体；
97.出气控制系统400用于输出反应空间211内产生的反应后气体，并按预设出口压力调节反应空间211的内部压力。
98.如图1所示，本技术实施例提供的储层流体氧化动力学参数测定装置100包括有样品反应系统200、供气控制系统300和出气控制系统400。
99.样品反应系统200用于为储层流体的样品提供反应空间211，样品可以放置在反应空间211内，并在反应空间211内发生反应。
100.在对储层流体的样品进行氧化动力学参数测定的过程中，通过采用供气控制系统300按照预设的供气方式，向样品所在的反应空间211进行反应气体的供给，并采用出气控制系统400将反应空间211中产生的反应后气体输出至外界，可以保证在反应空间211内形成动态变化的环境，更加符合储层的实际情况。
101.并且，利用出气控制系统400对反应空间211的内部压力进行调节，能够进一步在反应空间211内模拟储层的压力环境，进一步提升反应空间211的内部环境对储层环境的还原程度，从而使样品的反应过程更加贴合储层实际开发时的情况，提升氧化动力学参数的测定精度。
102.需要说明的是，预设供气方式的参数包括但不限于反应气体种类和供气流量。其中，供气控制系统300向反应空间211供给的反应气体种类和相应的供气流量，可以根据储层注气开发时采用的实际气体种类和相应的实际供气流量进行设定。
103.在一些可行的示例中，预设供气方式可以包括第一预设供气方式、第二预设供气方式和第三预设供气方式。其中，第一预设供气方式为以恒定的供气流量或变化的供气流量向反应空间211持续供给同一种类的反应气体；第二预设供气方式为在测定过程中，设置多个交替的第一供气周期和第二供气周期，并在第一供气周期内向反应空间211供给第一反应气体，在第二供气周期内向反应空间211供给第二反应气体，其中，第一反应气体和第二反应气体为不同种类的气体；第三供气方式为在测定过程中，设置多个交替的第三供气周期和第四供气周期，并在第三供气周期内向反应空间211供给至少一种反应气体，在第四供气周期内停止向反应空间211供给反应气体。
104.从而根据上述的第一预设供气方式、第二预设供气方式和第三预设供气方式，可以使得供气控制系统300向反应空间211供气时的供气参数更为多样化，能够有利于进一步提高该测定装置100对储层环境和储层开发过程的还原程度，进而提升氧化动力学参数的测定精度。
105.在一些可行的示例中，同一测定过程中可以采用第一预设供气方式、第二预设供气方式和第三预设供气方式中的至少一种。
106.在一些可行的示例中，根据样品对应的储层实际压力，设定预设出口压力。
107.在一些示例中，如图2所示，样品反应系统200包括：
108.样品室210，样品室210内设置有反应空间211；
109.加热模块220，设置在样品室210的顶部、侧部和底部中的至少一处，加热模块220用于按预设加热方式对反应空间211进行加热；
110.隔热壳体230，隔热壳体230内部设有容纳腔231；
111.中部壳体240，设置于容纳腔231内，中部壳体240内设有中间腔241；
112.其中，样品室210设置于中间腔241内，且反应空间211相对于中间腔241密封。
113.如图2所示，样品反应系统200包括样品室210、加热模块220、隔热壳体230和中部壳体240。其中，样品室210内部设置有反应空间211，储层流体的样品可以放置在反应空间211内，并在反应空间211中发生反应。加热模块220用于按照预设加热方式对反应空间211进行加热，以为样品提供反应所需的温度环境。隔热壳体230的内部设置有容纳腔231，中部壳体240设于容纳腔231内，样品室210设置于中部壳体240的中间腔241内，从而可以利用隔热壳体230的隔热作用，为样品室210及其内部的反应空间211提供温度环境保障。
114.并且，反应空间211相对于中间腔241密封，从而防止了反应空间211内的压力环境被破坏，有利于维护样品的反应环境，保证氧化动力学参数的测定精度。
115.加热模块220设置于样品室210的顶部、侧部和底部中的至少一处，从而可以保证对反应空间211进行有效的加热，以令反应空间211中形成样品反应所需的温度环境。并且，当样品室210的顶部、侧部和顶部中的多处设置有加热模块220时，可以进一步提升对反应空间211的加热效果，并保证反应空间211内的温度分布更加均匀。
116.在一些可行的示例中，在加热模块220设置于样品室210的侧部的情况下，加热模块220包括相对设置的第一加热模块和第二加热模块，从而通过这一设置方式，能够避免样品室210单侧受热，防止反应空间211内的温度分布不均衡。
117.在一些可行的示例中预设加热方式包括第一预设加热方式、第二预设加热方式和第三预设加热方式。其中，第一预设加热方式为按第一预设速度加热第一预设时长，并在加热持续第一预设时长后暂停加热；第二预设加热方式为按第一预设温度进行持续加热；第三预设加热方式为按第二预设速度进行持续加热。其中，第一预设速度和第二预设速度为加热模块220的温度上升速度，单位为℃/min。
118.在一些示例中，如图1和图2所示，储层流体氧化动力学参数测定装置100还包括：
119.处理控制系统500，处理控制系统500用于分别控制供气控制系统300和出气控制系统400的运行；
120.其中，处理控制系统500还用于控制加热模块220按预设加热方式对反应空间211进行加热。
121.如图1和图2所示，储层流体氧化动力学参数测定装置100还包括有处理控制系统500，通过采用处理控制系统500，可以对供气控制系统300和出气控制系统400的运行加以控制，以令供气控制系统300能够按照预设供气方式向反应空间211供给反应气体，并令出气控制系统400能够按照预设出口压力调节反应空间211的内部压力。
122.并且，处理控制系统500还能够控制加热模块220，使其按预设加热方式对反应空间211进行加热。
123.在一些示例中，如图1和图2所示，供气控制系统300包括：
124.反应气控制模块310，反应气控制模块310包括反应气气瓶311、供气流路312和供气流量控制单元313；
125.样品室210设有与反应空间211相连通的进气口，反应气气瓶311通过供气流路312与进气口相连接；
126.供气流量控制单元313设置于供气流路312，用于根据预设供气方式调整供气流路312的供气流量；
127.其中，处理控制系统500还用于控制供气流量控制单元313的运行。
128.如图1所示，供气控制系统300包括有反应气控制模块310，反应气控制模块310用于向按预设供气方式向反应空间211供给反应气体。如图2所示，反应气控制模块310包括反应气气瓶311、供气流路312和供气流量控制单元313。其中，反应气气瓶311中存储有反应气体，并通过供气流路312与样品室210的进气口相连接，进气口与反应空间211相连通，从而可以将反应气体由反应气气瓶311输送到反应空间211中。
129.并且，供气流路312上设置有供气流量控制单元313，供气流量控制单元313能够在处理控制系统500的控制之下，根据预设供气方式，对供气流路312中的供气流量进行调整，保证反应空间211中得到的反应气体数量符合预期，有利于为测定过程的顺利进行提供保障。
130.在一些可行的示例中，反应气气瓶311的数量为多个，多个反应气气瓶311用于存储不同种类的反应气体；每个反应气气瓶311的瓶口设置有瓶口支路，瓶口支路与供气流路312相连接，且每个瓶口支路上设置有电磁阀。处理控制系统500用于根据预设供气方式，控制电磁阀的开闭，以实现向反应空间211中供给所需种类的反应气体。
131.在一些示例中，图2所示，出气控制系统400包括：
132.出气流路410、回压控制器420和出气流量监测单元430；
133.样品室210设有与反应空间211相连通的出气口，出气流路410与出气口相连通；
134.出气流量监测单元430设置于出气流路410，用于监测出气流路410的出气流量；
135.回压控制器420设置于出气流路410，用于按预设出口压力控制样品室210的内部压力；
136.其中，处理控制系统500还用于比较供气流量和出气流量。
137.如图2所示，出气控制系统400包括出气流路410、回压控制器420和出气流量监测单元430。其中，出气流路410与样品室210的出气口相连接，出气口与反应空间211相连通，从而可通过出气流路410，将反应空间211内生成的反应后气体输出至外界，以令反应空间211的内部环境能够在测定过程中维持动态变化，更加贴合储层的实际情况。出气流路410上设置有出气流量监测单元430，可以对出气流路410的出气流量进行监测，处理控制系统500能够将出气流量和供气流量进行比较，从而可以根据比较结果判断反应空间211内的动态环境状况。
138.并且，出气流路410上还设置有回压控制器420，回压控制器420可以按照预设出口压力对出气流路410的压力进行调节，并且出气流路410与反应空间211相连通，从而实现了
对反应空间211内部压力的调节，令反应空间211能够模拟样品所对应储层的压力环境。并且，可以根据样品对应的储层实际压力，设定回压控制器420的预设出口压力。
139.在一些示例中，样品反应系统200还包括：
140.第一温度监测单元，设置在样品室210的内顶壁、内侧壁和内底壁中的至少一处，用于监测样品室210的内壁实际温度；
141.第二温度监测单元，设置在反应空间211的中心区域，用于监测反应空间211的内部实际温度；
142.其中，处理控制系统500还用于接收内壁实际温度和内部实际温度，并根据内壁实际温度控制加热模块220的运行。
143.样品反应系统200还包括有第一温度监测单元和第二温度监测单元。其中，第一温度监测单元设置在样品室210的内顶壁、内侧壁和内底壁中的至少一处，可通过第一温度监测单元对样品室210的内壁实际温度进行监测。同时，第二温度监测单元设置于反应空间211的中心区域，并可通过第二温度监测单元对样品室210的内部实际温度进行监测。处理控制系统500可以接收监测到的内部实际温度和内壁实际温度，并以内部实际温度和内壁实际温度为依据，进一步对加热模块220的运行加以调控，以保证加热模块220的加热效果符合预设加热方式的要求，避免加热模块220对反应空间211的实际加热效果偏离预期。
144.在一些可行的示例中，第一温度监测单元和第二温度监测单元均为热电偶。
145.在一些示例中，如图1和图2所示，储层流体氧化动力学参数测定装置100还包括：
146.预热系统600，预热系统600包括预热器610和控温加热丝620；
147.预热器610连接于供气流路312，用于对反应气体进行加热；
148.控温加热丝620套设于供气流路312，并位于预热器610和进气口之间，控温加热丝620用于对供气流路312进行加热；
149.第三温度监测单元，设置在预热器610内部，用于监测预热器610实际温度；
150.其中，处理控制系统500还用于根据内部实际温度和预热器610实际温度，控制预热器610和控温加热丝620的运行。
151.如图1所示，储层流体氧化动力学参数测定装置100还包括有预热系统600，预热系统600用于对供气流路312中的反应气体进行预热，以令反应气体在进入反应空间211之前达到内部实际温度，避免因反应气体的温度与内部实际温度存在明显差值，导致反应空间211内的温度环境被破坏。
152.如图2所示，预热系统600包括有预热器610和控温加热丝620。其中，预热器610连接于供气流路312，预热器610可以对通过其的反应气体进行加热。控温加热丝620套设在供气流路312上，并且位于预热器610和进气口之间，以对相应部分的供气流路312进行加热，避免已被预热器610加热过的反应气体的温度再次降低。
153.预热器610内部设置有第三温度监测单元，用于监测预热器实际温度，并将监测到的预热器实际温度发送给处理控制系统500，从而处理控制系统500可以结合预热器实际温度和反应空间211的内部实际温度，对预热器和控温加热丝620的运行进行调控，以保证反应气体经过预热器610和控温加热丝620后的温度不会与内部实际温度之间存在显著差异，进一步对反应空间211的温度环境提供保障。
154.在一些可行的示例中，预热器610包括气体入口、气体出口、测温管道和预热器本
体。其中，预热器本体连接于供气流路312；气体入口和气体出口设置于预热器本体上并均与供气流路312相连接，反应气气瓶311中的反应气体进入供气流路312后，会通过气体入口进入到预热器本体，经过预热器610本体的加热后，通过气体出口进入到供气流路312中并流向反应空间211。测温管路设置于气体入口与气体出口之间，第三温度监测单元设置于测温管路上，以对通过测温管路的反应气体的温度进行监测，得到预热器实际温度。
155.在一些可行的示例中，第三温度监测单元为热电偶。
156.在一些示例中，样品反应系统200还包括：
157.第一压力监测单元，设置于反应空间211，用于监测反应空间211的第一实际压力；
158.第二压力监测单元，设置于中间腔241内，用于监测中间腔241内部的第二实际压力；
159.其中，处理控制系统500还用于接收和比较第一实际压力和第二实际压力。
160.样品反应系统200还包括有第一压力监测单元和第二压力监测单元。其中，第一压力监测单元设置于反应空间211，以对反应空间211的第一实际压力进行监测，通过第一实际压力可以了解到反应空间211的内部实际压力情况。第二压力监测单元设置于中间腔241内，以对中间腔241内的第二实际压力进行监测，从而通过第二实际压力，对中间腔241内的实际压力情况进行掌握。处理控制系统500在接收到第一实际压力和第二实际压力的情况下，可以将两者进行比较，以对样品室210的内外压力差异进行判断，从而根据判断结果指导中间腔241的压力调节，避免因样品室210的内外压力差异过大导致样品室210发生故障，进而有利于保证样品室210的稳定运作。
161.在一些可行的示例中，第一压力监测单元和第二压力监测单元均为压力传感器。
162.在一些示例中，如图1和图2所示，供气控制系统300还包括：
163.补偿气控制模块320，补偿气控制模块320包括补偿气气瓶321和补偿气流路322；
164.补偿气气瓶321通过补偿气流路322与中间腔241相连通；
165.其中，补偿气控制模块320用于根据第一实际压力和第二实际压力的比较结果，调节中间腔241的压力。
166.如图1所示，供气控制系统300还包括有补偿气控制模块320，补偿气控制模块320可通过向中间腔241供给补偿气体，实现对中间腔241的压力调节。如图2所示，补偿气控制模块320包括补偿气气瓶321和补偿气流路322。其中，补偿气气瓶321内存储有补偿气体，补偿气气瓶321通过补偿气流路322与中间腔241相连通，从而可根据第一实际压力和第二实际压力的比较结果，确定是否向中间腔241内供给补偿气体，以实现对中间腔241的压力调节，从而避免了因样品室210的内外压力差异过大导致样品室210发生故障，保证了样品室210的稳定运作。
167.在一些可行的示例中，补偿气体可以为氮气。
168.在一些示例中，如图1和图2所示，供气控制系统300还包括：
169.启动压力气控制模块330，启动压力气控制模块330包括空气压缩机331和启动压力气体流路332；
170.其中，供气流路312、出气流路410和补偿气流路322分别设置有至少一个气动阀；
171.空气压缩机331通过启动压力气体流路332与气动阀相连接，空气压缩机331用于导通气动阀。
172.如图1所示，供气控制系统300还包括启动压力气控制模块330，启动压力气控制模块330用于提供供气流路312、出气流路410和补偿气流路322上气动阀的导通压力。气动阀用于控制供气流路312、出气流路410和补偿气流路322的开闭。如图2所示，启动压力气控制模块330包括空气压缩机331和启动压力气体流路332，启动压力气体流路332与气动阀相连接，空气压缩机331可以将高压气体通至气动阀，以令气动阀导通。从而，一方面可以在未进行氧化动力学参数测定的情况下，利用气动阀关闭各个流路，防止相应气体在测定装置内窜流；另一方面，在进行氧化动力学参数测定的情况下，可以利用启动压力气控制模块330导通各个气动阀，以保证反应气体的正常供给，反应后气体的正常排出，以及对中间腔241压力的必要补偿。
173.在一些可行的示例中，如图2所示，处理控制系统500包括采集控制模块510和计算机设备520，采集控制模块510与计算机设备520之间可进行信号交互。其中，采集控制模块510包括信号采集卡、控制装置和采集控制软件；计算机设备520包括数据处理软件。
174.采集控制模块510用于控制供气流量控制单元313的运行，以令供气流量控制单元313根据预设供气方式调整供气流路312的供气流量；采集控制模块510还用于接收出气流量监测单元430监测到的出气流量，并比较出气流量和供气流量；采集控制模块510还用于接收第一温度监测单元监测到的内壁实际温度和第二温度监测单元监测到的内部实际温度，并根据内壁实际温度和内部实际温度控制加热模块220的运行；采集控制模块510还用于接收第三温度监测单元监测到的预热器实际温度，以根据内部实际温度和预热器实际温度控制预热器610和控温加热丝620的运行；采集控制模块510还用于接收第一压力监测单元监测到的第一实际压力和第二压力监测单元监测到的第二实际压力，并对第一实际压力和第二实际压力进行比较，根据第一实际压力和第二实际压力的比较结果，控制补偿气控制模块320的运行；采集控制模块510还用于控制空气压缩机331的运行。
175.上述采集控制模块510所接收到的各个参数，能够为计算机设备520所获取，从而计算机设备520可利用其中存储的数据处理软件，对上述各个参数进行数据处理，并基于上述各个参数中的至少部分，得到样品的氧化动力学参数。
176.根据本发明的第二方面，提供了一种储层流体氧化动力学参数测定方法，基于如上述第一方面中任一项所提出测定装置，如图2所示，包括：步骤301至步骤306。
177.步骤301：在检测到样品位于反应空间211内的情况下，确定预设出口压力；
178.具体地，在监测到样品位于反应空间211内的情况下，说明储层的流体样品完成了在反应空间211内的放置。在这一情况下，对预设出口压力进行确定，以为反应空间211的压力环境调节做准备。
179.步骤302：控制供气控制系统300按预设供气方式向反应空间211供给反应气体，并控制出气控制系统400按预设出口压力调节反应空间211的内部压力；
180.具体地，控制供气控制系统300开始按照预设供气方式向反应空间211内供给反应气体，并控制出气控制系统400开始输出反应空间211内的气体，由于出气控制系统400设定有预设出口压力，从而在持续的供气和出气过程中，反应空间211的内部压力会逐渐趋于预设出口压力，进而实现对反应空间211的内部压力的调节。同时，持续的供气和出气过程，也能够保证反应空间211的内部环境处于动态，结合对反应空间211内部压力的调控，进一步还原了对储层注气开发时的多变且高压的实际环境情况，为样品的氧化动力学参数测定精
度提供进一步的保障。
181.步骤303：比较供气控制系统300的供气流量以及出气控制系统400的出气流量；
182.具体地，通过对供气流量和出气流量进行比较，可以根据比较结果了解到反应空间211的内部环境是否达到相对平衡的状态，以为对反应空间211加热的执行提供依据。
183.步骤304：监测反应空间211的内部实际温度和内部实际压力；
184.具体地，通过对反应空间211的内部实际温度和内部实际压力进行监测，可以根据相应监测结果，判断样品反应发展的具体阶段，以为对反应空间211加热的调控提供依据。
185.步骤305：在供气流量等于出气流量的情况下，按预设加热方式对反应空间211进行加热；
186.具体地，在供气流量等于出气流量的情况下，说明反应空间211的内部环境处于相对稳定的状态，从而开始按照预设加热方式对反应空间211进行加热，以为样品提供反应所需的温度环境。
187.步骤306：根据内部实际温度和内部实际压力，确定样品的氧化动力学参数。
188.具体地，通过在测定过程中持续地对反应空间211的内部实际温度和内部实际压力进行监测，可以掌握样品反应的发展过程，从而基于内部实际温度和内部实际压力，对样品的氧化动力学参数进行确定。
189.需要说明的是，样品在反应空间211内的反应发展过程，可以基于所处的温度环境分为低温氧化阶段和高温氧化阶段。
190.其中，如图4和图5所示，在低温氧化阶段，样品的放热量较小，反应相对平稳，在内部实际温度图和内部实际压力图中会表现为，随着时间的推移，反应空间211的内部实际压力和内部实际温度的变化幅度较小，呈现为相对平直的线条。
191.在高温氧化阶段，样品产生明显的自放热，且放热量较大，反应相对剧烈，从而样品放出的热量会对内部实际温度和内部实际压力造成明显的影响，进而当样品由低温氧化阶段向高温氧化阶段发展时，在内部实际温度图和内部实际压力图中会表现为，随着时间的推移，反应空间211的内部实际压力产生波动，并急剧上升。同时，如图4所示，内部实际温度也会骤然上升。
192.随着样品反应的不断进行，反应空间211内的样品数量会不断减少，反应会由剧烈趋于平衡，样品放热量会有所降低，反应空间211的内部环境也会进入到相对动态平衡的状态，在内部实际温度图和内部实际压力图中会表现为，随着时间的推移，内部实际温度和内部实际压力不断降低。其中，如图5所示，由于根据预设出口压力对反应空间211的内部压力进行了调控，内部实际压力会相对稳定在预设出口压力值附近。
193.进而，根据测定过程中监测到的内部实际压力和内部实际温度，可以分析得出样品的氧化动力学参数。
194.综上，本发明第二方面提供的储层流体氧化动力学参数测定方法，基于如上述第一方面中任一项所提出测定装置100，能够实现在氧化动力学参数测定的过程中，在反应空间211内形成动态变化的环境，更加符合储层的实际情况。并且，能够进一步在反应空间211内模拟储层的压力环境和温度环境，提升反应空间211的内部环境对储层环境的还原程度，从而使样品的反应过程更加贴合在储层实际开发过程中的实际情况，提升氧化动力学参数的测定精度。
195.在一些可行的示例中，预设出口压力可以根据储层的实测压力进行设定，以令反应空间211内的压力环境能够充分还原储层的实际压力环境，提升测定的精确度。
196.在一些可行的示例中，供气流量可以根据储层注气开发时采用的实际供气流量进行设定；供给的反应气体种类可以根据储层注气开发时采用的实际气体种类设定。
197.在一些可行的示例中，步骤301还包括：控制加热模块220对反应空间211进行加热，以令反应空间211的内部实际温度达到预设初始温度。
198.在一些示例中，预设加热方式包括第一预设加热方式，第一预设加热方式为按第一预设速度加热第一预设时长，并在加热持续第一预设时长后暂停加热；
199.在预设加热方式为第一预设加热方式的情况下，步骤305包括：
200.在第一预设加热方式执行后，根据内部实际温度，确定反应空间211内的温度变化速率；
201.在温度变化速率小于或等于预设速率阈值的情况下，重复执行第一预设加热方式；
202.在温度变化速率大于预设速率阈值的情况下，控制加热模块220停止加热。
203.具体地，预设加热方式包括有第一预设加热方式，第一预设方式为按第一预设速度加热第一预设时长，并在加热持续第一预设时长后暂停加热，其中，第一预设速度为加热模块220的温度上升速度，单位为℃/min。
204.在预设加热方式为第一预设加热方式的情况下，可以根据监测到的内部实际温度，确定反应空间211内的温度变化速率，温度变化速率为内部实际温度在单位时间内的变化量，单位为℃/min；将温度变化速率与预设速率阈值进行比较，从而可以根据比较结果确定样品是否发生明显的自放热，对样品的反应发展阶段进行判断；在温度变化速率小于或等于预设速率阈值的情况下，说明样品尚未发生明显的自放热，反应空间211的内部实际温度尚未达到样品剧烈反应所需的温度，从而重复执行第一预设加热方式，进一步提升反应空间211内的温度，并再次进行温度变化速率的判断，直至温度变化速率大于预设速率阈值，样品开始产生明显的自放热，控制加热模块220停止加热，令样品在绝热环境下自行反应。
205.其中，温度变化速率与预设速率阈值之间的比较可以持续进行，从而在控制加热模块220停止加热后，如温度变化速率小于预设速率阈值，可再次控制加热模块220执行第一预设加热方式，对反应空间211进行加热。第一预设加热方式适用于大多数储层流体样品的氧化动力学参数测定。
206.在一些可行的示例中，在第一预设加热方式需要多次执行的情况下，相邻执行的两次第一预设加热方式的第一预设速度和/或第一预设时长可以是不相同的。从而，可以结合样品的反应阶段，适当调整每次执行第一预设加热方式的第一预设速度和/或第一预设时长，有利于控制测定过程的整体时长。
207.可以理解的是，预设加热方式为第一预设加热方式时，在温度变化速率小于或等于预设速率阈值的过程中，会表现为对反应空间211进行阶段式加热，反应空间211内的温度大致呈台阶式上升。第一预设加热方式亦可以为按第一预设速度进行加热，在反应空间211的内部实际温度产生第一预设变化量后暂停加热。
208.在一些示例中，预设加热方式还包括：
209.第二预设加热方式，第二预设加热方式为按第一预设温度进行持续加热；
210.在预设加热方式为第二预设加热方式的情况下，步骤305包括：
211.执行第二预设加热方式；
212.根据内部实际温度，确定温度变化速率；
213.在温度变化速率大于预设速率阈值的情况下，控制加热模块220停止加热。
214.具体地，预设加热方式还包括有第二预设加热方式，第二预设加热方式为按第一预设温度进行持续加热。
215.在预设加热方式为第二预设加热方式的情况下，可以根据监测到的内部实际温度，确定反应空间211内的温度变化速率；将温度变化速率与预设速率阈值进行比较，从而可以根据比较结果确定样品是否发生明显的自放热，对样品的反应发展阶段进行判断；在温度变化速率大于预设速率阈值的情况下，样品开始产生明显的自放热，控制加热模块220停止加热，令样品在绝热环境下自行反应。
216.其中，温度变化速率与预设速率阈值的比较可以持续进行，亦可以按一定时间间隔进行。在加热模块220停止加热后，如监测到温度变化速率低于预设速率阈值，则控制加热220重新按第二预设加热方式开始加热，保证样品反应充分。
217.第二预设加热方式还可以用于检查储层的流体样品或其它化学品长时间存放的稳定性。
218.可以理解的是，预设加热方式为第二预设加热方式时，在温度变化速率小于或等于预设速率阈值的过程中，会表现为对反应空间211进行恒温加热，反应空间211的内部实际温度变化量较小。
219.在一些示例中，预设加热方式还包括：
220.第三预设加热方式，第三预设加热方式为按第二预设速度进行持续加热；
221.其中，第二预设速度根据反应空间的温度变化速率和目标升温速率确定；
222.在预设加热方式为第三预设加热方式的情况下，步骤305包括：
223.确定目标升温速率为第二预设速度，执行第三预设加热方式；
224.根据内部实际温度，确定温度变化速率；
225.根据温度变化速率与目标升温速率之间的升温速率偏差，调节第二预设速度；
226.在第二预设速度调节至0的情况下，控制加热模块停止加热。
227.具体地，预设加热方式还包括第三预设加热方式，第三预设加热方式为按第二预设速度进行持续加热。其中，第二预设速度为加热模块220的温度上升速度，单位为℃/min。
228.在预设加热方式为第三预设加热方式的情况下，由于在尚未对反应空间211进行加热之前，反应空间211内的温度变化速率几乎为0，可以令目标升温速率为第二预设速度对反应空间211进行加热，以令反应空间211内的温度变化速率趋向目标升温速率。在反应空间211内的样品受到加热后，可能会发生反应并产生自放热现象，导致温度变化速率大于目标升温速率，可以根据监测到的内部实际温度，进一步实时确定反应空间211内的温度变化速率，并判断温度变化速率是否与目标升温速率之间存在升温速率偏差。进而，根据升温速率偏差对第二预设速度进行调节，保证反应空间211内的温度变化速率始终接近目标升温速率。
229.可以理解的是，在样品发生反应并自放热的情况下，反应空间211内的温度变化速
率等于第二预设速度与样品的放热升温速度之和，随着样品反应的持续发展，样品的放热升温速度会不断增大。从而，为了保证温度变化速率趋近于目标升温速率，第二预设速度会不断向更低的方向调节，在第二预设速度被调节至0的情况下，说明样品的反应达到了一定的剧烈程度，从而控制加热模块220停止加热，令样品自行反应。
230.其中，温度变化速率与目标升温速率的比较可以持续进行，亦可以按一定时间间隔进行。在加热模块220停止加热后，如监测到温度变化速率低于目标升温速率，则控制加热220重新开始加热，并通过调节第二预设速度，保证反应空间211内的温度变化速率接近目标升温速率，并令样品反应充分。
231.需要说明的是，在以第三预设加热方式进行加热的过程中，反应空间211内的温度变化速率主要是受样品自放热和加热模块220的第二加热速度的影响，在目标升温速率和第二加热速度已知，且温度变化速率得到监测确定的情况下，能够确定反应过程中由样品自放热对温度变化速率带来的影响，从而第三预设加热方式适用于样品热容未知的情况下的氧化动力学参数测定。
232.在一些示例中，储层流体氧化动力学参数测定方法还包括：
233.在监测到内部实际温度大于预设温度阈值的情况下，控制加热模块220停止加热。
234.具体地，在监测到内部实际温度大于预设温度阈值的情况下，说明反应空间211的内部实际温度处于过高状态，通过控制加热模块220停止加热，可以令反应空间211内部的温度上升速度降低或停止上升，从而保证氧化动力学参数测定过程的安全性，避免意外事故的发生。另一方面，在预设加热方式为第一预设加热方式或第三预设加热方式的情况下，如反应空间211内的温度变化速率始终小于预设速率阈值，亦可以防止加热模块220无休止地进行升温加热，在保证反应空间211内的温度不会过大的同时，还能起到节约能源的效果。
235.在一些可行的示例中，在监测到内部实际温度大于预设温度阈值的情况下，控制加热模块220停止加热的步骤还包括：
236.控制供气控制系统300停止向反应空间211供给反应气体。
237.具体地，如内部实际温度大于预设温度阈值的情况产生是由于样品反应过度剧烈导致的，可以通过控制供气控制系统300停止供气，以中断样品反应所需的气体供给，使样品无法进一步的发生反应，降低样品的放热量，实现对反应空间211内的温度控制，进一步保证测定过程的安全性。
238.在一个示例中，储层流体氧化动力学参数测定方法，基于如上述第一方面中任一项提出的储层流体氧化动力学参数测定装置100，如图6所示，包括：步骤601至步骤606。
239.步骤601：确定测定氧化动力学参数的实验方案；
240.具体地，在测定氧化动力学参数的实验目的明确的情况下，根据实验需求，确定样品的种类、反应空间211的预设初始温度、预设出口压力、反应气体的种类和预设供气方式等实验条件。
241.步骤602：样品制备及安装；
242.具体地，根据确定的样品的种类，配置储层流体的样品，根据样品与反应气体的反应剧烈程度，确定样品的质量及所使用的样品室210的材质，并将配置好的样品安装于反应空间211内。通常，样品的质量控制在10g以内。
243.步骤603：建立动态条件下的反应空间211环境；
244.具体地，接通补偿气控制模块320和启动压力气控制模块330，根据实验需求的反应气体的种类配置反应气体，并接通反应气控制模块310。将补偿气控制系统，进行流路压力测试。在确保各供气流路312、出气流路410和补偿气流路322无漏点的情况下，设定回压控制器420的预设出口压力、供气流量控制单元313的供气流量。利用反应气控制模块310向反应空间211供气，并利用出气控制系统400输出反应空间211内的气体，监测供气流量和出气流量，待出气流量监测单元430监测到的出气流量与供气流量控制单元313设定的供气流量数值一致后，认为达到动态实验环境。
245.步骤604：控制加热模块220按照预设加热方式对反应空间211进行加热，监测实验参数；
246.具体地，根据实验需求设置实验程序，选择合适的预设加热方式，处理控制系统500按照设定实验程序控制加热模块220根据所选预设加热方式对反应空间211进行加热，并实时监测、采集、控制反应空间211的内外温度、压力、温度变化速率、压力变化速率、供气流量、出气流量和加热模块220的加热速率等实验参数，根据反应空间211的内部实际温度控制预热器610对供气流路312中的反应气体加热，确保样品室210内保持绝热状态，根据反应空间211的内部实际压力控制补偿气控制模块320跟踪中间腔241内的压力，确保样品室210内外压力平衡，直至实验结束。
247.步骤605：实验过程调控；
248.具体地，在实验过程中，按照实验需求在一定的注入时机，对供给的反应气体的种类和/或供气流量进行调控，注入时机为样品开始显著自放热或样品达到一定温度。通过更换不同的反应气气瓶311或控制各瓶口支路上的电磁阀的开闭，实现对反应气体的种类的调控；通过处理控制系统500对供气流量控制单元313进行控制，实现供气流量的调控。实验的结束通常由两种情况导致，一是按照实验程序完成了实验过程；二是在实验过程中，样品反应较为剧烈，样品室210内温度、压力变化过大导致超过测定装置的能力，导致实验中断。在实验结束时，控制加热模块220停止加热，并控制回压控制器420的压力以阶梯式递减的方式降至常压，从而释放反应空间211内的剩余压力，且控制供气控制系统300停止工作，对样品反应系统200进行清理。
249.步骤606：分析氧化动力学参数。
250.具体地，根据实验过程中监测到的内部实际温度、内部实际压力，结合实验的时间进程，可以以阿伦尼乌斯方程为理论基础，分析计算出样品的氧化动力学参数。
251.示例性地给出了通过该储层流体氧化动力学参数测定方法的测定实例，如图4和图5所示，其中图4为对q131脱水原油的氧化动力学参数进行测定得到的内部实际温度图，图4中横坐标为测定过程的持续时间，单位为min；纵坐标为监测到的反应空间211的内部实际温度，单位为℃。图5为相应的内部实际压力图，图5中横坐标为测定过程的持续时间，单位为min，纵坐标为监测到的反应空间211的内部实际压力，单位为mpa。
252.该原油密度为0.8247g/cm3，50℃下粘度为4.123mpa
·
s，反应空间211的预设初始温度为130℃，预设出口压力为2mpa，反应气体的种类为空气，预设供气方式为第一预设供气方式，供气流量为恒定的0.2ml/min，预设加热方式为第一预设加热方式，第一预设速度为1℃/min，第一预设变化量为5℃，预设温度阈值为450℃。
253.基于阿伦尼乌斯方程进行分析，得到该原油的氧化动力学参数测定结果如表1。
[0254][0255]
表1
[0256]
在本发明中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0257]
本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”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，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单元必须具有特定的方向、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。
[0258]
在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0259]
以上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。