技术领域
[0001] 本申请属于水文地球化学技术领域，尤其涉及一种混合碳酸流体溶蚀碳酸盐岩的方法及装置。
相关背景技术
[0002] 碳酸盐岩地层在我国广泛分布，基础建设不可避免需要在岩溶区域进行。碳酸盐岩地区地层溶蚀裂隙及孔洞普遍发育，导致了与此有关的工程建设面临着严重的岩溶地质问题，因此，科研工作者会对碳酸盐岩的溶蚀反应过程进行了研究。
[0003] 目前对碳酸盐岩溶蚀过程的模拟研究，主要是进行单一的二氧化碳溶解状态的地下水(碳酸流体)侵蚀性溶液对碳酸盐岩的溶蚀研究，通常采用碳酸钙水溶液来模拟地下水，缺乏混合碳酸流体侵蚀性溶液对碳酸盐岩的溶蚀研究。
具体实施方式
[0061] 本申请提供了一种混合碳酸流体溶蚀碳酸盐岩的方法及装置，用于解决现有技术中缺乏混合碳酸流体对碳酸盐岩的溶蚀研究装置的技术问题。
[0062] 下面将结合附图对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0063] 实施例1
[0064] 鉴于现有技术中缺乏混合碳酸流体对碳酸盐岩的溶蚀研究装置的缺陷，本申请实施例1提供了一种混合碳酸流体溶蚀碳酸盐岩的装置，装置的结构如图1所示，结构包括第一碳酸流体生成系统、第二碳酸流体生成系统、岩心夹持器、恒温箱、围压跟踪泵；第一碳酸流体生成系统包括第一活塞型溶液单元、第一水浴锅、第一二氧化碳气瓶、第一氮气气瓶；第一活塞型溶液装置用于容纳碳酸流体；第一水浴锅容纳所述第一活塞型溶液装置，用于控制第一活塞型溶液装置中碳酸流体的第一温度；第一二氧化碳气瓶连通第一活塞型溶液装置，用于控制第一活塞型溶液装置中碳酸流体的第一饱和浓度；第一氮气气瓶连接第一活塞型溶液装置，用于驱动碳酸流体流向岩心夹持器夹持的岩心样品；第二碳酸流体生成系统包括第二活塞型溶液单元、第二水浴锅、第二二氧化碳气瓶、第二氮气气瓶；第二活塞型溶液装置用于容纳碳酸流体；第二水浴锅容纳所述第二活塞型溶液装置，用于控制第二活塞型溶液装置中碳酸流体的第二温度；第二二氧化碳气瓶连通第二活塞型溶液装置，用于控制第二活塞型溶液装置中碳酸流体的第二饱和浓度；第二氮气气瓶连接第二活塞型溶液装置，用于驱动碳酸流体流向岩心夹持器夹持的岩心样品；
[0065] 所述恒温箱容纳岩心夹持器，用于模拟碳酸盐岩的溶蚀反应过程中的反应温度；围压跟踪泵连通岩心夹持器，用于模拟碳酸盐岩的溶蚀反应过程中岩石的周围岩体对碳酸盐岩施加的压力；本申请提供的装置通过恒温箱、围压跟踪分别模拟碳酸盐岩的溶蚀反应过程中的反应温度和岩石的周围岩体对碳酸盐岩施加的压力，第一碳酸流体生成系统、第二碳酸流体生成系统分别提供不同温度和饱和浓度的碳酸流体侵蚀岩心夹持器夹持的岩心样品，实现了不同温度和二氧化碳分压溶液的碳酸饱和流体溶蚀碳酸盐岩的研究，从而解决技术中缺乏混合碳酸流体对碳酸盐岩的溶蚀研究装置的技术问题。
[0066] 作为优选，本申请还提供了第一二氧化碳气瓶、第二二氧化碳气瓶控制第一活塞型溶液装置中碳酸流体的第一饱和浓度、第二活塞型溶液装置中碳酸流体的第二饱和浓度的结构，结构具体为通过导管连接二氧化碳气瓶和活塞型溶液装置，导管上设置阀门和精密减压调压阀，精密减压调压阀包括第一精密减压调压阀和第二精密减压调压阀，在阀门开关开关带打开后，通过第一精密减压调压阀和第二精密减压调压阀分别控制第一活塞型溶液装置和第二活塞型溶液装置中碳酸流体溶液在不同二氧化碳分压下饱和，待碳酸流体溶液饱和后关闭开关；精密减压调压阀能精确调控二氧化碳分压，以满足实现不同二氧化碳分压下饱和碳酸流体的制备。
[0067] 作为优选，本申请还提供了驱使碳酸流体恒速流向岩心夹持器夹持的岩心样品进行溶蚀反应过程的结构，结构具体为第一氮气气瓶和第一活塞型溶液装置之间、第二氮气气瓶和第二活塞型溶液装置之间设置了第一微量恒速恒压泵和第二微量恒速恒压泵；微量恒压恒速泵能稳定驱动碳酸流体恒速流向岩心夹持器夹持的岩心样品进行溶蚀反应过程，减少了因为碳酸流体流速不稳定导致的分析检测误差。
[0068] 作为优选，本申请还提供了第一活塞型溶液装置和第二活塞型溶液装置的具体结构，第一活塞型溶液装置和第二活塞型溶液装置包括设置在底部的第一橡胶活塞和第二橡胶活塞；橡胶活塞设置在底部有利于将活塞型溶液装置容纳的碳酸流体排空，减少碳酸流体残留。
[0069] 作为优选，本申请提供的混合碳酸流体溶蚀碳酸盐岩的装置还包括保温导管，保温导管包括第一保温导管和第二保温导管；第一保温导管和第二保温导管分别连通第一活塞型溶液装置、第二活塞型溶液装置与岩心夹持器夹持的岩心样品，用于减少碳酸流体的第一、第二温度在流动过程中降低，导致分析检测误差的出现；保温导管的设置可以设置为电加热带，电加热带包裹导管，电加热带的控温温度与水浴锅的温度相同。
[0070] 作为优选，本申请提供的混合碳酸流体溶蚀碳酸盐岩的装置还包括收集系统，收集系统包括收集导管和收集容器，收集容器通过收集导管连通岩心夹持器的出口，用于收集碳酸流体溶蚀岩心样品后的溶液；收集容器具体为玻璃材质烧杯，上覆盖留孔锡纸，供收集导管通过。
[0071] 实施例2
[0072] 本申请实施例2提供了用实施例1所述装置进行混合碳酸流体溶蚀碳酸盐岩的方法的实施例，方法包括步骤：将人工造缝的岩心试样进行抽真空饱和，然后把岩心试样放置在岩心夹持器；并放置在温度设定为反应温度的恒温烘箱中，打开围压跟踪泵，打开开关设置围压，使岩心样品设置为溶蚀反应过程的温度和压力；通过第一精密减压调压阀和第二精密减压调压阀调控得到处于第一二氧化碳分压的碳酸饱和流体和第二二氧化碳分压的碳酸饱和流体；通过第一水浴锅和第二水浴锅进行加热，得到处于第一温度和第一二氧化碳分压的碳酸饱和流体、第二温度和第一二氧化碳分压的碳酸饱和流体；打开微量恒压恒速泵，驱动第一温度和第一二氧化碳分压的碳酸饱和流体、第二温度和第一二氧化碳分压的碳酸饱和流体分别经过第一保温导管和第二保温导管流向岩心夹持器夹持的岩心样品，对岩心样品进行注液并记录开始时间，过程中保持碳酸流体流速、岩心样品周围温度和围2+
压稳定；收集岩心夹持器出口流出的溶液，进行原子吸收光谱仪分析溶液中Ca 浓度。收集过程具体为当压力表压力稳定后，使用移液枪取出收集溶液放置在容量瓶中并做平行样，
2+
定容，最后用保存瓶进行保存，进行原子吸收光谱仪分析溶液中Ca 浓度。
[0073] 测试结束后还需对人工造缝的岩心样品裂隙表面进行扫描电镜拍照和能谱分析，和原子吸收光谱仪分析结果相互对照。
[0074] 原子吸收光谱仪分析溶液中Ca2+浓度标准为根据《中华人民共和国石油天然气行业标准》(SY‑T5982‑1994原子吸收光谱法测定油气田水中金属元素)定容，最后用保存瓶进2+
行保存，处理后的溶液通过原子吸收光谱仪测试溶液中的Ca 浓度。
[0075] 本申请提供的混合碳酸流体溶蚀碳酸盐岩的方法可根据需要调整不同的碳酸流体温度、二氧化碳分压以及流速，进行溶蚀碳酸盐岩的研究。
[0076] 经过上述混合碳酸流体溶蚀碳酸盐岩的方法及装置发现，当混合碳酸流体溶蚀碳酸盐岩时，使得地下水的碳酸盐矿物溶解度增加，产生新的溶蚀能力。
[0077] 以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。
