[發明專利]一種吸附型頁巖氣解吸速率測定實驗裝置及方法

有效

• 申請號: 202011228828.4
• 申請日: 2020-11-06
• 公開（公告）號: CN112378812B
• 公開（公告）日: 2021-12-14
• 發明（設計）人: 任嵐;王振華;趙金洲;林然;于志豪;孫映
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: G01N7/04
• 分類號: G01N7/04
• 代理公司: 北京中索知識產權代理有限公司 11640
• 代理人: 唐亭

1.一種吸附型頁巖氣解吸速率測定實驗裝置，其特征在于，包括氣罐(1)、增壓泵(2)、巖心室(6)、氣體測定裝置(9)；所述氣罐(1)的上端分別與氣體測定裝置(9)的左右兩端、巖心室(6)的上端連通，其下端依次與增壓泵(2)、巖心室(6)的下端連通，所述巖心室(6)的上端還與氣體測定裝置(9)的左端連通，所述氣體測定裝置(9)包括透明的外殼、無阻滑片(13)，所述外殼具有光滑的內腔，所述內腔內壁上設有標定刻度(14)，所述無阻滑片(13)安裝在所述內腔內，所述巖心室(6)為內外雙層結構，其具有環空(5)，所述環空(5)內設有環形盤(10)，所述環形盤(10)上設有把手(11)。

2.根據權利要求1所述的一種吸附型頁巖氣解吸速率測定實驗裝置，其特征在于，所述環空(5)內設有加熱器(12)。

3.根據權利要求2所述的一種吸附型頁巖氣解吸速率測定實驗裝置，其特征在于，所述氣罐(1)上端與氣體測定裝置(9)右端之間第三閥門(4c)；所述巖心室(6)上端與氣罐(1)上端之間設有第一閥門(4a)；所述氣體測定裝置(9)左端與巖心室(6)上端之間設有第四閥門(4d)；所述巖心室(6)下端與增壓泵(2)之間均設有第二閥門(4b)。

4.根據權利要求3所述的一種吸附型頁巖氣解吸速率測定實驗裝置，其特征在于，所述巖心室(6)上設有溫度壓力表(7)，該裝置還包括計算機(8)，所述計算機(8)與溫度壓力表(7)電路連接。

5.一種采用權利要求4所述的一種吸附型頁巖氣解吸速率測定實驗裝置的實驗方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)檢查裝置中管路系統是否連接無誤，閥門的開閉狀態是否正確，無阻滑片位置是否處于零刻度，是否與軸向垂直，以及檢查裝置氣密性；

(2)首先打開第一閥門(4a)、第二閥門(4b)，同時關閉第三閥門(4c)、第四閥門(4d)；然后打開增壓泵(2)，調節至低流量使氣體循環通過巖心室(6)內的巖心，發生氣體吸附，根據巖心所處的不同環境確定氣固發生吸附時間，直至巖心充分吸附氣體，使巖心中氣體吸附解吸處于動態平衡；

(3)關閉增壓泵(2)，然后關閉閥門第一閥門(4a)、第二閥門(4b)，同時打開第三閥門(4c)、第四閥門(4d)，在計算機(8)上輸入模擬地層的溫度；再通過旋轉把手(11)，改變環空(5)的體積進而改變巖心室(6)內巖心承受的壓力，即用來模擬頁巖氣開采過程中地層壓力降低這一動態開采過程氣體吸附解吸規律；

(4)關閉增壓泵，然后關閉閥門第一閥門(4a)、第二閥門(4b)，同時打開第三閥門(4c)、第四閥門(4d)，在計算機上輸入模擬地層的壓力，通過加熱器(12)對環空(5)中的液體進行加熱，改變巖心室(6)內巖心所處環境的溫度，即用來模擬頁巖氣開采過程中不同儲層溫度對頁巖氣吸附解規律；

(5)記錄無阻滑片開始移動的時間即氣體開始發生吸附，間隔一段時間Δt后，記錄下無阻滑片的位置Δl_i，即得到一系列時間和滑片位移的離散數據點，然后根據以下公式進行計算頁巖氣解吸量：

式中：V為氣體解吸量，cm³/g；D為滑片直徑，cm；Δl_i為第i個時間點無阻滑片移動位移，cm；

(6)擬合上述步驟得出的氣體解吸量和時間的關系曲線，曲線斜率即吸附型頁巖氣發生解吸現象的解吸速率；

(7)通過改變不同模擬地層壓力和模擬地層溫度，得出不同條件下的吸附型頁巖氣解吸規律。