[發明專利]一種模擬低地溫異常儲層條件的頁巖氣或煤層氣解吸裝置

有效

• 申請號: 202210657464.4
• 申請日: 2022-06-10
• 公開（公告）號: CN115030690B
• 公開（公告）日: 2023-07-18
• 發明（設計）人: 李大華;鐘寧寧;馬勇;陸朝暉
• 申請（專利權）人: 重慶地質礦產研究院;中國石油大學（北京）
• 主分類號: E21B43/00
• 分類號: E21B43/00;E21B47/047;E21B47/06;E21B47/07
• 代理公司: 重慶萃智邦成專利代理事務所(普通合伙) 50231
• 代理人: 竺棟;文怡然

本發明涉及氣體體積解吸計量技術領域，公開了一種模擬低地溫異常儲層條件的頁巖氣或煤層氣解吸裝置。利用恒溫恒速制冷儀冷卻循環制冷管內的冷卻介質，實現低地溫異常儲層溫度模擬，解決了現有的解吸裝置對低于室溫的儲層溫度無法模擬的問題。并且集成了循環制冷管和熱電偶加熱兩種方式的恒溫解吸箱，實現了在全儲層溫度條件下的解吸測量，可以將溫度模擬范圍擴大到0～90℃，基本上實現了全溫度模擬范圍的覆蓋；還因解吸罐和循環制冷管和熱電偶浸泡在恒溫介質中，因恒溫介質具有溫度升降緩慢的特點，能夠模擬出低地溫異常儲層開發溫度逐步上升、壓力逐步下降的多場景演變過程，并準確動態測定頁巖氣或煤層氣解吸變化規律。

技術領域

本發明涉及氣體體積解吸計量技術領域，具體涉及一種模擬低地溫異常儲層條件的頁巖氣或煤層氣解吸裝置。

背景技術

頁巖氣和煤層氣都是非構造控制、大面積成藏的天然氣，我國頁巖氣或煤層氣資源潛力巨大。目前，頁巖氣或煤層氣的勘探開發尚處于初級階段，大多數頁巖氣或煤層氣儲層缺乏準確的含氣量數據。精準評價地層溫壓條件下頁巖氣/煤層氣含氣量將對我國非常規油氣勘探開發具有重要意義。現有技術中，解吸法是在模擬地層實際環境的條件下直接測定頁巖的含氣數量，較為可靠，因此解吸法被用作頁巖/煤層氣含氣量測定的最基本方法。

現場解吸是評價頁巖氣或煤層氣含氣性及可采性的關鍵技術手段。常規的現場解吸恒溫裝置采用水浴或紅外加熱方式，可以實現從室溫到90℃高溫(紅外加熱可以實現90℃以上高溫)的溫度區間變化。但是，現有的現場解吸恒溫裝置對于低于室溫的儲層溫度條件無法模擬。現今勘探實踐表明，低溫異常地區的頁巖氣或煤層氣資源量巨大，因此，亟待提供一種可準確模擬低地溫條件下的頁巖氣或煤層氣現場解吸裝置。

發明內容

本發明意在提供一種模擬低地溫異常儲層條件的頁巖氣或煤層氣解吸裝置，可用于準確模擬低地溫條件，以解決現有的解吸裝置不能現場模擬低地溫條件下頁巖氣或煤層氣解吸的問題。

為達到上述目的，本發明采用如下技術方案：一種模擬低地溫異常儲層條件的頁巖氣或煤層氣解吸裝置，包括恒溫解吸箱和氣體測量裝置，所述恒溫解吸箱包括解吸罐，所述恒溫解吸箱設置有連接解吸罐的排氣口，所述恒溫解吸箱內設有溫度傳感器，所述解吸罐設有氣體壓力傳感器，所述氣體壓力傳感器和所述溫度傳感器分別連接數據采集裝置；恒溫解吸箱內設有纏繞在解吸罐周圍的循環制冷管，所述循環制冷管與恒溫恒速制冷儀連通，所述解吸罐底部設有熱電偶；所述恒溫解吸箱與封閉的恒溫介質箱連通，所述恒溫介質箱內設有恒溫介質，所述解吸罐和循環制冷管和熱電偶浸泡在恒溫介質中；所述氣體測量裝置包括有氣體測量管，所述氣體測量管的進氣口與恒溫解吸箱上連接解吸罐的排氣口連接，所述氣體測量管的出氣口伸入恒溫介質箱的恒溫介質中。

本方案的原理及優點是：實際應用時，利用恒溫恒速制冷儀冷卻循環制冷管內的冷卻介質，實現低地溫異常儲層溫度模擬，解決了現有的解吸裝置對低于室溫的儲層溫度無法模擬的問題。并且集成了循環制冷管和熱電偶加熱兩種方式的恒溫解吸箱，實現了在全儲層溫度條件下的解吸測量，可以將溫度模擬范圍擴大到0～90℃，基本上實現了全溫度模擬范圍的覆蓋；還因解吸罐和循環制冷管和熱電偶浸泡在恒溫介質中，因恒溫介質具有溫度升降緩慢的特點，能夠模擬出低地溫異常儲層開發溫度逐步上升、壓力逐步下降的多場景演變過程，并準確動態測定頁巖氣或煤層氣解吸變化規律。

再者，由于恒溫解吸箱內設有溫度傳感器，解吸罐設有氣體壓力傳感器，可收集解吸罐氣體壓力信息和恒溫解吸箱內溫度信息，并將上述的氣體壓力信息和恒溫解吸箱內溫度信息以及預先測定的巖石樣品的體積信息代入理想氣體狀態方程，計算出巖石樣品的含氣量；另外，由于還設置了氣體測量裝置，氣體測量裝置包括有氣體測量管，所述氣體測量管的進氣口與恒溫解吸箱上連接解吸罐的排氣口連接，所述氣體測量管的出氣口伸入恒溫介質箱的恒溫介質中，因此，通過將解吸出的氣體收集到恒溫介質箱中，可以通過恒溫介質箱中液面的變化測量出氣體的體積，從而驗證測量出巖石樣品的含氣量。