[發明專利]一種含氣量測試裝置及方法

在審

• 申請號: 202210534327.1
• 申請日: 2022-05-20
• 公開（公告）號: CN114858652A
• 公開（公告）日: 2022-08-05
• 發明（設計）人: 唐文威
• 申請（專利權）人: 唐文威
• 主分類號: G01N7/14
• 分類號: G01N7/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開一種含氣量測試裝置及方法，其中，一種含氣量測試裝置，包括：解吸模塊，解吸模塊為密封裝置，用于放置并加熱巖心樣品，使其釋放解吸氣；氣體緩沖模塊，由集氣罐及配套閥件組合，用于計算解吸罐空腔體積、調整解吸罐壓力、采樣；數據采集模塊，數據采集模塊與解吸模塊連接，用于測量解吸罐內溫度、壓力，計算解吸氣體體積數并存儲、傳輸數據；加熱控溫模塊，用于按照預設溫度加熱解吸模塊，并實現多路解吸設備同時加熱控溫；數據中轉接收模塊，用于從數據采集模塊獲取數據并計算巖心樣品現場解吸含氣量。本發明的含氣量測試裝置及方法，能夠在高精度測試的情況下快捷采集氣樣，并能滿足數十個巖心樣品同時進行含氣量測試的情況。

技術領域

本發明涉及天然氣勘探技術領域，特別涉及一種含氣量測試裝置及方法。

背景技術

頁巖氣是指賦存于以富有機質頁巖為主的儲集巖系中的非常規天然氣，它能以游離態存在于 天然裂縫和泥頁巖孔隙中，以吸附態存在于干酪根、黏土顆粒表面；煤層氣是指儲存在煤層 中以甲烷為主要成分的非常規天然氣，以吸附態存在于煤基質顆粒表面為主，部分以游離態 存在于煤孔隙中或溶解于煤層水中，一般通過對現場取心的頁巖氣或煤層氣巖心樣品進行裝 罐解吸，來獲取其含氣量。含氣量是評價煤層氣和頁巖氣資源的核心參數。

為了對巖心樣品的含氣量進行自動化測試，技術人員做出了大量工作。

例如，現有技術公開了一種含氣量測定方法，為排水集氣法，首先讓解吸氣積蓄在解吸罐內 達到一定時間或一定壓力，采用導管將解吸罐與充滿水的帶刻度玻璃管聯通，一個解吸罐對 應一個排水測定裝置，開啟解吸罐閥門后天然氣通過導管逐漸頂替玻璃管中的水，通過傳感 器自動記錄玻璃管內液面高度或排出水的質量來換算解吸罐排出的天然氣量作為樣品現場解 吸含氣量。但是，該方法的缺陷在于：針對每個樣品均需對應一個儲水容器進行測定，現在 部分技術產品可將數套上述儲水及測定容器集成至一個裝置內，但設備總體仍十分臃腫、繁 瑣。

又例如，現有技術還公開了另一種含氣量測定方法，為質量流量計法，利用導管將氣體質量 流量傳感器連接到解吸罐上，實時記錄氣體流量傳感器數據獲得氣體質量流量，累計并換算 得到樣品現場解吸含氣量。采用該方法采集氣樣容易干擾解吸氣測定，二現場解吸速率前期 快而后期極慢的特征(特別是煤層氣巖心樣品)，使得現有質量流量計的精度難以滿足測試 要求。

又例如，現有技術也公開了另一種含氣量測定裝置與方法，為脈沖式計量法，將脈沖式計量 泵連入樣品解吸裝置，同時樣品解吸裝置上連接有微型壓差傳感器，脈沖式計量泵和微型壓 差傳感器均與計算設備連接，對微型壓差傳感器設定一個閾值，隨著解吸進行，解吸罐內壓 力逐漸增加，微型壓差傳感器記錄的壓力會達到這個閾值，此時計算設備控制脈沖式計量泵 打開，將解吸罐內氣體排出，而排出的氣體體積由脈沖式計量泵中的電機轉數計算得出，隨 著氣體排出，微型壓差傳感器記錄的壓力會回落至閾值以下，此時計算設備控制脈沖式計量 泵關閉，解吸罐內氣體壓力又會逐漸上升，如此往復，最終累加得到最終的含氣量。該方法 雖然具有較高精度，但由于氣體計算過程摒棄了時間信息，因此無法根據解吸氣量數據推算 損失氣含量，而且利用該裝置和方法進行氣樣采集時，會干預整個系統的正常解吸，因此實 用性不強。

由此可見，目前需要一種精度高、擴展性強、采樣便捷的測定裝置和方法。

發明內容

通過溫度壓力傳感器獲取解吸罐內氣體狀態，結合安全閥控制氣體排出并保持解吸罐內氣體 壓力穩定在一定范圍內，根據解吸罐內溫壓狀態可計算累計解吸氣量，該裝置及計算方法保 證了現場解吸的高精度、易擴展、靈活小巧的特點，又能在不影響測定解吸氣量的情況下實 現氣樣采集。