[發(fā)明專利]一種二氧化碳置換頁巖甲烷的定量評價(jià)方法及其應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711415019.2
• 申請日: 2017-12-22
• 公開（公告）號: CN109959672B
• 公開（公告）日: 2021-06-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王飛;呂欣潤
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油大學(xué)（北京）
• 主分類號: G01N24/08
• 分類號: G01N24/08
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11205
• 代理人: 劉丹;黃健

1.一種二氧化碳置換頁巖甲烷的定量評價(jià)方法，其特征在于，包括如下步驟：

1)建立目標(biāo)溫度下甲烷的質(zhì)量-核磁信號量標(biāo)準(zhǔn)曲線；

2)在所述目標(biāo)溫度下，向頁巖樣品通入甲烷，建立所述頁巖樣品在目標(biāo)壓力下的甲烷吸附平衡，獲取甲烷的初始吸附核磁信號量；

3)在所述目標(biāo)溫度下，向所述頁巖樣品通入二氧化碳，建立所述頁巖樣品在預(yù)設(shè)壓力下的甲烷-二氧化碳吸附平衡，獲取甲烷的當(dāng)前吸附核磁信號量；

4)根據(jù)所述甲烷的質(zhì)量-核磁信號量標(biāo)準(zhǔn)曲線、甲烷的初始吸附核磁信號量和甲烷的當(dāng)前吸附核磁信號量，獲取甲烷的解吸附質(zhì)量；

其中，所述二氧化碳選自氣態(tài)二氧化碳，液態(tài)二氧化碳以及超臨界二氧化碳中的一種；

步驟1)包括：

a.在所述目標(biāo)溫度下，向模擬巖心通入甲烷，建立所述模擬巖心在第一壓力下的甲烷吸附平衡，獲取甲烷的第一核磁信號量以及第一吸附質(zhì)量，其中，所述第一核磁信號量和第一吸附質(zhì)量組成第一數(shù)據(jù)集合；

b.重復(fù)步驟a共N次，其中N次的第一壓力各不相同，得到N組第一數(shù)據(jù)集合；

c.根據(jù)所述N組第一數(shù)據(jù)集合建立所述甲烷的質(zhì)量-核磁信號量標(biāo)準(zhǔn)曲線；

步驟2)中，所述獲取甲烷的初始吸附核磁信號量包括：根據(jù)所述頁巖樣品在所述目標(biāo)壓力下的甲烷吸附平衡的T₂譜圖，獲取所述甲烷的初始吸附核磁信號量；

步驟3)中，所述獲取甲烷的當(dāng)前吸附核磁信號量包括：根據(jù)所述頁巖樣品在所述預(yù)設(shè)壓力下的甲烷-二氧化碳吸附平衡的T₂譜圖，獲取所述甲烷的當(dāng)前吸附核磁信號量；

步驟4)包括：根據(jù)所述甲烷的初始吸附核磁信號量和甲烷的質(zhì)量-核磁信號量標(biāo)準(zhǔn)曲線，獲取甲烷的初始吸附質(zhì)量；

根據(jù)所述甲烷的當(dāng)前吸附核磁信號量和甲烷的質(zhì)量-核磁信號量標(biāo)準(zhǔn)曲線，獲取甲烷的當(dāng)前吸附質(zhì)量；

所述甲烷的初始吸附質(zhì)量與甲烷的當(dāng)前吸附質(zhì)量之差為所述甲烷的解吸附質(zhì)量。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的評價(jià)方法，其特征在于，步驟a中，所述獲取甲烷的第一核磁信號量包括：根據(jù)所述模擬巖心在所述第一壓力下的甲烷吸附平衡的T₂譜圖，獲取所述甲烷的第一核磁信號量。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的評價(jià)方法，其特征在于，通過式1計(jì)算所述第一吸附質(zhì)量，

其中，m為第一吸附質(zhì)量，單位為g；p為第一壓力，單位為MPa；M為甲烷的摩爾質(zhì)量，單位為g/mol；T為目標(biāo)溫度，單位為K；R為理想氣體常數(shù)；z為甲烷的壓縮因子；V為通入甲烷的體積，單位為cm³。

4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述的評價(jià)方法，其特征在于，步驟2)之前，還包括將所述頁巖樣品在60℃以及相對濕度為40％的條件下烘干至恒重。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的評價(jià)方法，其特征在于，所述頁巖樣品包括具有吸附孔的聚四氟乙烯人造巖心材料；所述吸附孔的直徑為0.5-0.8cm。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的評價(jià)方法，其特征在于，所述頁巖樣品為長25-35mm，直徑為20-30mm的圓柱體。

7.權(quán)利要求1-6任一所述的二氧化碳置換頁巖甲烷的定量評價(jià)方法在二氧化碳置換頁巖甲烷領(lǐng)域中的應(yīng)用。