[發明專利]一種頁巖儲層含氣量測試裝置及方法

有效

• 申請號: 202010652285.2
• 申請日: 2020-07-08
• 公開（公告）號: CN111948092B
• 公開（公告）日: 2023-05-02
• 發明（設計）人: 程亮;劉德華;孫敬;關富佳
• 申請（專利權）人: 長江大學
• 主分類號: G01N7/04
• 分類號: G01N7/04;G01N33/24
• 代理公司: 武漢智嘉聯合知識產權代理事務所(普通合伙) 42231
• 代理人: 易賢衛

1.一種頁巖儲層含氣量測試方法，其特征在于，頁巖儲層含氣量測試裝置包括：巖心筒、定容缸、第一連接管、氣瓶、增壓泵、第二連接管、真空泵、第三連接管以及溫度調節機構，

所述巖心筒具有一密閉的巖心腔；

所述定容缸具有一密閉的定容腔；

所述第一連接管的第一端與所述巖心腔連通，所述第一連接管的第二端與所述定容腔連通，所述第一連接管上依次設置有第一壓力傳感器、第一氣閥及第二壓力傳感器，所述第一壓力傳感器用于檢測所述定容腔內的氣體壓力，所述第二壓力傳感器用于檢測所述巖心腔內的氣體壓力；

所述氣瓶具有一密閉的儲氣腔；

所述增壓泵的進口與所述儲氣腔連通；

所述第二連接管的一端與所述增壓泵的出口連通，所述第二連接管的另一端與所述第一連接管的第三端連通，所述第二連接管上設置有第二氣閥；

所述第三連接管的一端與所述真空泵的出口連通，所述第三連接管的另一端與所述巖心腔連通，所述第三連接管上設置有第三氣閥；

所述溫度調節機構用于控制所述巖心腔、所述定容腔及所述第一連接管內物質的溫度；

頁巖儲層含氣量測試方法包括如下步驟：

S1、獲取對頁巖儲層采樣后得到的巖心樣品，在預設溫度下烘干所述巖心樣品；

S2、將預設體積的水加入到所述巖心樣品中以使所述巖心樣品的含水飽和度達到所述頁巖儲層在地層狀態的含水飽和度；

S3、將所述巖心樣品裝入所述巖心筒內，通過所述溫度調節機構使所述巖心筒、所述定容缸及所述第一連接管的溫度保持在所述頁巖儲層在地層狀態的溫度；

S4、關閉所述第二氣閥，開啟所述第一氣閥、所述第三氣閥及所述真空泵，以通過所述真空泵對所述巖心腔、所述定容腔及所述第一連接管進行抽真空處理；

S5、關閉所述第一氣閥、所述第三氣閥及所述真空泵，開啟所述第二氣閥及所述增壓泵，以將所述氣瓶內的甲烷氣體通入所述定容缸內，并使所述定容缸內的甲烷氣體的壓力達到所述頁巖儲層在地層狀態的壓力，通過所述第一壓力傳感器檢測所述定容缸內的甲烷氣體壓力；

S6、關閉所述第二氣閥及所述增壓泵，開啟所述第一氣閥，以使所述定容缸內的甲烷氣體進入所述巖心筒中并被所述巖心筒內的巖心樣品吸附，通過所述第一壓力傳感器或所述第二壓力傳感器持續獲取所述第一連接管內的氣體壓力，直到所述第一連接管內的氣體壓力保持恒定，獲取所述第一連接管內氣體壓力保持恒定后的氣體壓力，再通過所述第一連接管內的氣體壓力保持恒定時的氣體壓力值，得到所述巖心樣品的進氣量；

所述步驟S6中，所述巖心樣品的進氣量為：

=??--+，

，

其中，為巖心樣品的進氣量，為步驟S6中第一連接管內氣體壓力保持恒定后甲烷氣體體積，為巖心筒的體積，為定容缸的體積，為巖心樣品的體積，為步驟S5中定容缸內的甲烷氣體壓力，為步驟S6中第一連接管內氣體壓力保持恒定后的氣體壓力，為甲烷氣體在下的壓縮系數，為甲烷氣體在下的壓縮系數;

S7、通過所述巖心樣品的進氣量得到所述頁巖儲層的含氣量;

所述步驟S7中，所述頁巖儲層的含氣量為：

其中，為頁巖儲層的含氣量，為巖心樣品的進氣量，為頁巖儲層的體積，為巖心樣品的體積。

2.如權利要求1所述的頁巖儲層含氣量測試方法，其特征在于，所述溫度調節機構為恒溫油浴鍋，所述恒溫油浴鍋具有一加熱腔，所述巖心筒、所述定容缸及所述第一連接管均位于所述加熱腔內。

3.如權利要求1所述的頁巖儲層含氣量測試方法，其特征在于，頁巖儲層含氣量測試裝置還包括排氣管，所述排氣管與所述第一連接管的第四端連通，所述排氣管上設置有第四氣閥。

4.如權利要求1所述的頁巖儲層含氣量測試方法，其特征在于，所述巖心樣品是通過鉆井取心或井壁取心方法獲得的。

5.如權利要求1所述的頁巖儲層含氣量測試方法，其特征在于，所述預設溫度為60℃。

6.如權利要求1所述的頁巖儲層含氣量測試方法，其特征在于，所述步驟S2中，加入到所述巖心樣品內的水的體積是根據所述巖心樣品的孔隙度、所述巖心樣品的體積及所述頁巖儲層在地層狀態的含水飽和度獲取的。