[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

本發明公開了一種吸附型頁巖氣解吸速率測定實驗裝置及方法，包括氣罐、增壓泵、巖心室、氣體測定裝置；所述氣罐的上端分別與氣體測定裝置的左右兩端、巖心室的上端連通，其下端依次與增壓泵、巖心室的下端連通，所述巖心室的上端還與氣體測定裝置的左端連通。本發明的有益效果：該發明裝置能夠模擬不同溫度壓力下的地層環境，準確控制溫度壓力參數，實時監測記錄數據并進行實時計算，計算結果準確性高。

技術領域

本發明屬于油氣田開發研究技術領域，具體涉及一種吸附型頁巖氣解吸速率測定實驗裝置及方法。

背景技術

頁巖氣高效開發不僅是對能源的補充，更是天然氣工業技術的進步，吸附型頁巖儲層中，氣體在頁巖孔隙中的賦存狀態分為游離、溶解和吸附三種形態，吸附氣以吸附形式吸附在基巖孔隙有機質表面，游離氣存在于基質孔隙中和裂縫中，溶解氣溶解于水、干酪根、瀝青質、液態烴等中。自生自儲是頁巖氣藏的特點之一，頁巖儲層中氣體的運移是多尺度流動，運移時有游離和吸附兩種狀態，吸附型頁巖氣藏中降壓開采過程中，氣體的解吸規律不僅對頁巖氣的滲流規律有很大的影響，而且解吸規律同樣會影響氣藏產量的遞減速率。吸附氣在頁巖儲量中占有重要比例，同樣吸附氣的采出在頁巖開發中具有很大的經濟因素，和游離氣的開采一樣，有效開采吸附氣對頁巖氣藏的高效開發、提高采收率具有重要意義。

目前對于氣體解吸的實驗裝置、煤巖的氣體吸附以及致密巖石的氣體吸附已有不少研究，但關于吸附型頁巖氣藏吸附解吸速率的相關實驗裝置尚未進行研制，實驗模擬條件中既能改變模擬溫度又能改變模擬壓力的研究較少以及吸附氣發生解吸現象后氣體的解吸體積或解吸量的準確測定受多種實驗因素影響，對這些影響因素尚未進行探討。通過調研一些專利涉及氣體吸附相關知識，專利《致密巖石氣體解吸速率測試裝置》(CN103776713A)通過發明致密巖石氣體解吸速率測試裝置，通過計算排出液體體積計算巖石樣品的解吸速率，但未考慮解吸氣體排液時所需克服液體阻力，氣體解吸后流出端存在壓力影響吸附氣解吸量測量精度。在專利《一種煤巖解吸附試驗方法》(CN102879290B)中，發明一種煤巖解吸附方法，將煤巖顆粒放在不同溫度、壓力以及轉速循環水下，分析液體影響下甲烷的解吸規律，通過調整管路上的回壓閥實現壓力變化，從而控制煤巖樣品吸附解吸壓力，該方法對壓力的調節操作復雜以及對壓力精確的控制難度較大。專利《一種巖石含氣數據的測定方法及裝置》(CN106290058B)中，在測定巖石的含氣數據中，對吸附氣進行解吸測定，其發明裝置中通過將待測巖石自然解吸，監測解吸速率進而獲取自然解吸所得解吸氣體積，該裝置中只能進行氣體的解吸，不能實現氣體在裝置內的吸附現象。

因此，對吸附型頁巖氣解吸速率測定實驗裝置提出了新的要求，包括：1)頁巖吸附氣發生解吸后氣體解吸量準確測定；2)能夠實現準確控制模擬的地層溫度和壓力參數；3)解吸后的氣體流動無阻力(阻力可忽略)；4)當頁巖氣開發壓力降低時，可以快速調節壓力降低，并且壓力波動較小。

發明內容

為了克服現有技術中的缺點，本發明提供一種吸附型頁巖氣解吸速率測定實驗裝置及方法，該裝置可以實現巖心樣品的氣體吸附模擬實驗，吸附氣的解吸速率測定以及通過計算機對其數據監測和采集，整套管路的氣體循環；通過該裝置，改變巖心所處的不同溫度壓力進行模擬不同條件下吸附氣的解吸速率；該發明裝置能夠模擬不同溫度壓力下的地層環境，準確控制溫度壓力參數，實時監測記錄數據并進行實時計算，計算結果準確性高。

本發明解決上述技術問題所提供的技術方案是：一種吸附型頁巖氣解吸速率測定實驗裝置，包括氣罐、增壓泵、巖心室、氣體測定裝置；所述氣罐的上端分別與氣體測定裝置的左右兩端、巖心室的上端連通，其下端依次與增壓泵、巖心室的下端連通，所述巖心室的上端還與氣體測定裝置的左端連通。

進一步的技術方案是，所述氣體測定裝置包括透明的外殼、無阻滑片，所述外殼具有光滑的內腔，所述內腔內壁上設有標定刻度，所述無阻滑片安裝在所述內腔內。

進一步的技術方案是，所述巖心室為內外雙層結構，其具有環空，所述環空內設有環形盤，所述環形盤上設有把手。