【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及油气地球化学，尤其涉及一种介质条件约束下热模拟的装置和方法。
技术介绍
1、沉积盆地烃源岩的生烃潜力与资源评价一直是油气行业的研究重点和热点之一。生烃热模拟实验是目前广泛应用的烃源岩成烃潜力的重要技术手段，为常规和非常规油气领域研究提供了大量基础数据。
2、生烃反应是烃源岩中干酪根有机大分子在漫长的地质时间内缓慢热降解形成石油和天然气等产物的化学动力学过程。传统油气生成理论认为，有机质的热演化作用主要受温度和时间的协同作用。
3、近年来，大量研究表明，环境介质因素，包括水介质和矿物，对干酪根的热演化路径都会产生影响。例如，lewan等对比了ⅰ型干酪根在加水和不加水的条件下的热演化特征，发现加水实验中多产生了29％的碳氢化合物和35％的重烃(参见“role of water inhydrocarbon generation from type-i kerogen in mahogany oil shale of the greenriver formation”，lewan m d等，organic geochemistry,2011,42(1):31-41)。而jin等基于加水和无水条件下的原油热解实验结果，提出水抑制了长链碳氢化合物的二次裂解生气。矿物如黏土矿物、黄铁矿等，对有机质热解产物的化学组成及产率也具有重要影响(参见“influence of water on yields and isotopic fractionations of gashydrocarbons generat
4、如ma等通过无水条件ⅲ型干酪根和黄铁矿体系的热解实验，发现黄铁矿的存在导致气体产物提高了0.5～1倍(参见“influence of pyrite on hydrocarbon generationduring pyrolysis of type-iii kerogen”，ma x x等，fuel，2016，167：329-336)。而张文军等基于高熟干酪根的有水金管热模拟实验，发现黄铁矿和磁铁矿的加入均导致干酪根在有水体系下气态烃产率一定程度的降低(参见“含铁矿物对高熟有机质有税体系热解生气的影响”，张文军等，天然气地球科学，第31卷第9期，第1316-1325页)。
5、综上所述，目前国内外学者对不同介质(水、矿物等)条件下干酪根的热演化机理尚未形成统一看法。其中一个主要原因，可能与传统的热模拟方法手段有关。目前，干酪根的热演化特征主要采用开放系统的热模拟如rock eval或者封闭系统的金管热模拟进行。开放系统热模拟实验装置具有经济、快速和可排除产物二次裂解反应的特点，但不能加压、加水和矿物，不能完全模拟地质实际条件。而金管热模拟方法金管热模拟的缺点在于其加热过程属于黑箱过程，无法进行原位可视化观察，更难以联用其他分析技术实时监测，不能还原热演化过程全貌。且该模拟技术操作流程复杂，耗费时间长，实验成本高。
6、因此，亟需开发新的模拟分析方法来对干酪根热演化过程中的各因素进行更全面和准确的分析。
技术实现思路
1、鉴于现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种介质条件约束下热模拟的装置和方法，采用高压石英管腔人工包裹体与荧光光谱、激光拉曼、原位红外相结合的手段，能够对干酪根热演化特征及其影响因素进行深入探索。
2、为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、第一方面，本专利技术提供一种介质条件约束下热模拟的装置，所述装置包括：
4、用于盛装热模拟样品的石英管；
5、与所述石英管的一端入口相连的加压装置；
6、所述石英管置于温控装置内；
7、所述石英管的样品区与光谱仪器的样品区相对应。
8、本专利技术通过设置石英管，相较于黄金管热模拟技术而言，石英管腔人工包裹体技术具有以下优点：1.耐压能力强，可以承受200mpa以上的压力；2.实验操作方便，实验成本较低；3.可与荧光光谱、激光拉曼、显微红外等技术联用，进行实时原位观测，深入揭示反应机理。
9、优选地，所述光谱仪器包括荧光光谱仪、激光拉曼仪或红外光谱仪中的任意一种或至少两种的组合。
10、优选地，所述红外光谱仪包括显微红外光谱仪。
11、优选地，所述石英管的内径为250～500μm，例如可以是250μm、267μm、284μm、300μm、317μm、334μm、350μm、367μm、384μm、400μm、420μm、430μm、450μm、480μm或500μm等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
12、本专利技术优选将石英管的内径设置在上述范围，能够确保石英管的承压能力可达到地下压力水平，更有利于模拟自然环境下干酪根的热演化情况。
13、优选地，所述石英管的管长为10～20cm，例如可以是10cm、12cm、13cm、14cm、15cm、16cm、17cm、18cm、19cm或20cm等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
14、优选地，所述石英管与加压装置之间通过钢管连接。
15、优选地，所述装置还包括设置在所述石英管与加压装置之间的第一阀门。
16、优选地，在所述第一阀门处设置有压力显示仪器。
17、优选地，所述装置还包括设置在第一阀门与石英管的一端入口之间的第二阀门。
18、本专利技术优选通过第二阀门的设置，独立设置石英管的阀门更有利于石英管的操作。
19、优选地，所述装置包括至少2根石英管，例如可以是2根、3根或4根等。
20、优选地，所述装置还包括与石英管远离所述加压装置一端的出口相连的色谱仪器和/或质谱仪器。
21、本专利技术优选与色谱和/或质谱相连，在进行光谱分析的同时还可对裂解产生的气体进行进一步分析，更有利于深入探究干酪根热演化的机理。
22、优选地，所述色谱仪器包括气相色谱仪器。
23、优选地，所述装置还包括对焦于石英管中样品区的摄像装置。
24、本专利技术优选还设置摄像装置对干酪根热演化过程中的形态和相貌进行拍摄记录。
25、第二方面，本专利技术提供一种介质条件约束下热模拟的方法，所述方法采用第一方面所述的介质条件约束下热模拟的装置进行。
26、本专利技术第二方面提供的热模拟的方法通过采用第一方面提供的装置进行，能够与荧光光谱、激光拉曼、显微红外等技术联用，进行实时原位观测，更有利于深入揭示反应机理。
27、优选地，所述方法包括如下步骤：
28、(1)将待测样品置于石英管内，利用加压装置调节石英管内的压力并利用温控装置调节石英管内的温度；
29、(2)利用光谱仪器原位监测石英管内待测样品的光谱数本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种介质条件约束下热模拟的装置，其特征在于，所述装置包括：
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述光谱仪器包括荧光光谱仪、激光拉曼仪或红外光谱仪中的任意一种或至少两种的组合；
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述石英管的内径为250～500μm；
4.根据权利要求1～3任一项所述的装置，其特征在于，所述石英管与加压装置之间通过钢管连接；
5.根据权利要求1～4任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括与石英管远离所述加压装置一端的出口相连的色谱仪器和/或质谱仪器；
6.一种介质条件约束下热模拟的方法，其特征在于，所述方法采用权利要求1～5任一项所述的介质条件约束下热模拟的装置进行。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，步骤(1)中控制至少两根石英管的压力和温度条件相同；
9.根据权利要求6～8任一项所述的方法，其特征在于，步骤(2)中监测光谱数据的同时收集裂解产生的气体进行气相色谱分
10.根据权利要求6～9任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种介质条件约束下热模拟的装置，其特征在于，所述装置包括：
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述光谱仪器包括荧光光谱仪、激光拉曼仪或红外光谱仪中的任意一种或至少两种的组合；
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述石英管的内径为250～500μm；
4.根据权利要求1～3任一项所述的装置，其特征在于，所述石英管与加压装置之间通过钢管连接；
5.根据权利要求1～4任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括与石英管远离所述加压装置一端的出口相连的色谱仪器和/或质谱仪器；
...【专利技术属性】
技术研发人员：陈燕燕，陶士振，赵喆，白斌，陶小晚，高建荣，陈秀艳，陈悦，李宁熙，孙琦森，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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