[發明專利]一種頁巖巖樣密封性檢測及取芯集氣模擬試驗方法

有效

• 申請號: 201710056549.6
• 申請日: 2017-01-25
• 公開（公告）號: CN106840544B
• 公開（公告）日: 2018-12-21
• 發明（設計）人: 王宏語;楊潤澤;侯云超
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（北京）
• 主分類號: G01M3/26
• 分類號: G01M3/26;G01N1/22
• 代理公司: 鄭州豫開專利代理事務所(普通合伙) 41131
• 代理人: 朱俊峰

一種頁巖巖樣密封性檢測及取芯集氣模擬試驗方法，包括以下步驟：制備巖石柱，巖石對巖石柱進行密封處理，運送到實驗室內；將巖石柱放置到巖樣內部裂縫檢測裝置內進行裂縫檢測；裂縫檢測合格后的巖石柱放置到巖石取芯集氣裝置內進行取芯集氣。本發明對巖樣密封性檢測采取非接觸檢測，可以保持巖樣的完整性，能顯著后續取芯集氣實驗的效率和實驗結果的準確性。本發明是在認定致密頁巖氣層最中心的部位氣體沒有逸出的情況下，對此類巖心進行密封處理，再用實驗室中模擬地下的物理條件下，對巖心進行再次鉆進，測出鉆進過程中由于巖石破碎而損失的氣量，更加準確的解決頁巖氣層含氣性的問題，更加有利于頁巖氣層的評價。

技術領域

本發明屬于頁巖含氣性測氣技術領域，尤其涉及一種頁巖巖樣密封性檢測及取芯集氣模擬試驗方法。

背景技術

在天然氣生產過程中，尤其是頁巖氣的生產過程中，泥頁巖含氣性對于評價頁巖氣資源潛力及有利區優先是至關重要的直接參數，但是目前頁巖含氣量的取樣測試技術不夠完備。現有的評價頁巖含氣量的方法是利用等溫吸附解吸實驗裝置，此方法是將鉆井過程中返上來的煤芯進行等溫吸附解吸，通過解吸所得的甲烷含量來評估頁巖氣儲層的含氣量。若是地下巖石在破碎過程中損失的氣量較多的話，頁巖氣現場解吸得到的氣量將是脫離實際。此方法在游離氣含量比較低的煤層如中高煤階煤層在一定程度上是有效的，但對于頁巖而言，雖然其整體含氣量低于中高階煤，但由于其游離氣含氣量普遍較高，在鉆頭鉆進過程中由于頁巖破碎所逸散的氣量相對較高，對于含氣性本來就較差的泥頁巖而言，該部分逸散氣量的準確測定顯得尤為重要。基于這種情況，若將鉆井過程中損失的氣量測出，再結合等溫吸附解吸法，將更加準確的評價泥頁巖儲層的含氣性。目前，尚未有類似的能夠測量在鉆井過程中由于頁巖破碎而導致的氣體散失量的裝置。由于泥頁巖裂縫不發育但大孔發育，頁巖本身的密閉程度較好，在鉆進過程中，只有巖體被破壞的部分的氣體散失，而其內部的氣體基本保存完好，為巖芯鉆取過程損失氣量模擬試驗方法提供了基礎條件。

發明內容

本發明為了解決現有技術中的不足之處，提供一種頁巖巖樣密封性檢測及取芯集氣模擬試驗方法，其是在鉆井過程中頁巖巖樣進行密封處理，先進行裂縫檢測認定致密頁巖氣層最中心的部位氣體沒有逸出的情況下，再用實驗室中模擬地下的物理條件下，對巖心進行再次鉆進，測出鉆進過程中由于巖石破碎而損失的氣量。

為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：一種頁巖巖樣密封性檢測及取芯集氣模擬試驗方法，包括以下步驟：

一、先在實際鉆井地點制備巖石柱，巖石柱采用致密頁巖氣層最中心的部位，在氣體沒有逸出的情況下，對巖石柱進行密封處理，運送到實驗室內；

二、將巖石柱放置到巖樣內部裂縫檢測裝置內進行裂縫檢測；

三、裂縫檢測合格后的巖石柱放置到巖石取芯集氣裝置內進行取芯集氣。

步驟二中的巖樣內部裂縫檢測裝置包括柜體，柜體內設置有巖樣容納艙、氣體檢測艙、電動四通閥、真空泵和鼓風機，巖樣容納艙呈前端敞口的圓筒形結構，巖樣容納艙前端通過螺釘固定連接在柜體的前側內壁上，氣體檢測艙設置在柜體內的底部并與巖樣容納艙通過密封管接頭相連，氣體檢測艙內安裝有甲烷探測儀和氣壓檢測儀，氣體檢測艙通過進排氣管路與電動四通閥的第一個接口相連，電動四通閥的第二個接口通過排氣管路與真空泵相連，電動四通閥的第三個接口通過進氣管路與鼓風機相連，電動四通閥第四個接口接空；

柜體前側外表面安裝有操作面板，操作面板上設有啟動按鈕和急停按鈕，柜體內底部安裝有控制柜，操作面板通過數據總線與控制柜相連，甲烷探測儀通過一號數據線與控制柜相連，氣壓檢測儀通過二號數據線與控制柜相連，電動四通閥通過三號數據線與控制柜相連，控制柜上外延出設備控制線，設備控制線分別與真空泵和鼓風機相連；