本发明专利技术提供了一种页岩保压取心游离气含量自动测试装置及应用，所述自动测试装置包括分离装置(1)和计量装置(2)；所述分离装置(1)包括中空筒形的外筒(11)；外筒内部的顶部设置中空的导气筒(12)，导气筒顶部封闭，底部设置开口(121)；外筒顶部设置进气口(111)、排气口(112)、注水口(113)和排水口(114)；进气口通过设置在外筒内的导流管(13)与导气筒内部空间相连通；排气口在导气筒顶部与导气筒内部相连通；注水口和外筒的内部空间相连通，排水口与外筒和导气筒之间形成的空间相连通；分离装置(1)由排气口并经由管路与计量装置(2)相连接。(1)由排气口并经由管路与计量装置(2)相连接。(1)由排气口并经由管路与计量装置(2)相连接。
【技术实现步骤摘要】
一种页岩保压取心游离气含量自动测试装置及应用
[0001]本专利技术属于地质勘探领域，具体的说，本专利技术涉及一种页岩保压取心游离气含量自动测试装置及应用。
技术介绍
[0002]我国的页岩气资源十分丰富，2019年累计探明地质储量超过17000亿，具有良好的勘探开发前景。目前，我国已实现了对页岩气的工业化开发，2018年页岩气产量突破100亿方，2019年产量超过150亿方，页岩气已成为我国天然气产量增长的重要领域，大力开发页岩气，对满足我国持续快速增长的能源需求和能源的清洁高效利用具有重要意义。
[0003]页岩含气量的确定对于页岩气储层评价和储量计算具有重要意义。目前测量页岩含气量的方法有两种，分别是联合多种实验测量理论含气量以及现场直接测量含气量，但是两种方法均存在不足。联合多种实验测量理论含气量是基于页岩气主要以吸附态和游离态赋存与孔隙和微裂缝中的认识，通过不同的实验方法分别计算吸附气和游离气含量，两者相加即为页岩总含气量。目前主要是采用等温吸附实验来确定页岩吸附气含量，通过孔隙度、含气饱和度等值来确定游离气量。由于实验条件的限制实验结果存在缺陷：(1)等温吸附实验目前无法模拟页岩所处的真实地层条件，不能准确得到页岩孔隙的真实吸附量；(2)孔隙度测量方法存在较大差异，无法确切得到真实地层孔隙度，真实吸附量测不准无法计算吸附气占用空间比例，多种因素导致无法得到准确游离气含量的计算。因此通过联合各种实验来确定页岩总含气量是石油行业中的一个研究热点和难点。
[0004]现场测量页岩含气量通常采用常规取心技术，将岩心取至地面后进行现场解析。但测量的仅仅是吸附气含量，常规取心过程中气体(甲烷)存在大量散失，损失气体含量(损失气量或游离气量)无法测试，通常运用数学方法对其进行恢复和计算，计算方法的差异使损失气量偏差较大，最终导致总含气量结果不准确。目前，为了减少气体在取心过程中的损失，工程作业人员研发了保压取心技术。该技术使气体在岩心取至地面的过程中不会散失，这对于直接、准确确定页岩游离气含量具有重要意义。因此，急需研发相配套的页岩游离气含量的测试装置。
技术实现思路
[0005]本专利技术的一个目的在于提供一种页岩保压取心游离气含量自动测试装置，特别是一种页岩保压取心游离气含量现场自动测试装置。
[0006]本专利技术的另一目的在于提供一种测量页岩游离气含量的方法，特别是一种现场测量页岩游离气含量的方法。
[0007]为达上述目的，一方面，本专利技术提供了一种页岩保压取心游离气含量自动测试装置，其中，所述自动测试装置包括分离装置1和计量装置2；
[0008]所述分离装置1包括中空筒形的外筒11；外筒内部的顶部设置中空的导气筒12，导气筒顶部封闭，底部设置开口121，以使得导气筒内部空间与外筒的内部空间相连通；外筒
顶部设置进气口111、排气口112、注水口113和排水口114；进气口通过设置在外筒内的导流管13与导气筒内部空间相连通，以使得在工作状态下，采集的气体(即进入导气筒内的游离气)完全通过进气口经由导流管进入导气筒内部，并将导气筒内的液体通过导气筒底部的开口排出；排气口在导气筒顶部与导气筒内部相连通；注水口和外筒的内部空间相连通，排水口与外筒和导气筒之间形成的空间相连通；
[0009]分离装置1由排气口并经由管路与计量装置2相连接。
[0010]导气筒12与外筒11可以以多种连接方式连接，譬如，可以通过支架将导气筒固定在外筒上，也可以将导气筒顶部直接固定连接在外筒顶部的内壁上；导气筒可以具有单独的顶壁，也可以与外筒共用顶壁，譬如，将上下贯通的中空筒形导气筒的一端固定连接在外筒顶部的内壁上。
[0011]当导气筒顶部直接固定连接在外筒顶部的内壁上时，可以通过粘结、焊接、螺纹连接甚至一体成型的方式进行固定连接。
[0012]导流管13在伸到导气筒12一端的出口与导气筒的底部开口不接触，以确保采集的气体进入导气筒内部，并将导气筒内的水经由导气筒底部开口排出到导气筒外部。
[0013]根据本专利技术一些具体实施方案，其中，导气筒和外筒之间形成环形空间116，注水口和排水口分别设置在于环形空间116对应的外筒顶壁117上，并分别和外筒的环形空间相连通。
[0014]根据本专利技术一些具体实施方案，其中，所述导流管13螺旋盘绕在导气筒12的外壁。
[0015]根据本专利技术一些具体实施方案，其中，导流管13螺旋盘绕的螺距为导气筒12高度的1/6
‑
1/2。
[0016]根据本专利技术一些具体实施方案，其中，导流管13螺旋盘绕的螺距为导气筒12高度的1/3。
[0017]根据本专利技术一些具体实施方案，其中，所述进气口111、排气口112、注水口113和排水口114处分别设置第一阀门1111、第二阀门1121、第三阀门1131、和第四阀门1141，用于控制所述进气口111、排气口112、注水口113和排水口114的开闭。
[0018]其中可以理解的是，所述的第一阀门1111、第二阀门1121、第三阀门1131、和第四阀门1141可以设置在进气口111、排气口112、注水口113和排水口114处的外筒11的外壁上；也可以设置在与所述的进气口111、排气口112、注水口113和排水口114直接连接的管路上。
[0019]当第一阀门1111、第二阀门1121、第三阀门1131、和第四阀门1141设置在管路上时，最好是设置在靠近进气口111、排气口112、注水口113和排水口114的位置，也可以根据需要设置在与所述的进气口111、排气口112、注水口113和排水口114直接连接的管路上的其他位置。
[0020]根据本专利技术一些具体实施方案，第二阀门1121为单向止回阀。
[0021]根据本专利技术一些具体实施方案，其中，所述外筒11底部设置排污口115。
[0022]根据本专利技术一些具体实施方案，其中，所述外筒11包括上半部分和下半部分，上半部分和下半部分通过固定装置15相密闭连接。
[0023]外筒11的上半部分和下半部分可以通过常规连接方式连接，譬如可以通过螺纹连接，也可以通过锁扣进行连接。
[0024]为了密封的考虑，还可在外筒11的上半部分和下半部分之间设置密封圈16。
[0025]根据本专利技术一些具体实施方案，其中，所述自动测试装置还包括减压装置3，所述减压装置设置在分离装置1和计量装置2之间的管路上。
[0026]根据本专利技术一些具体实施方案，其中，所述自动测试装置还包括干燥装置4，所述干燥装置设置在分离装置1和减压装置3之间的管路上。
[0027]根据本专利技术一些具体实施方案，其中，所述自动测试装置还包括用于连接取样的保压筒5和分离装置1的保压筒连接管路6，保压筒连接管路6的一端与保压筒连接，另一端与分离装置的进气口111连接；保压筒连接管路与保压筒连接处设置第五阀门61。
[0028]其中可以理解的是，所述第五阀门可以设置在保压筒连接管路上，也可以设置在保压筒上本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种页岩保压取心游离气含量自动测试装置，其中，所述自动测试装置包括分离装置(1)和计量装置(2)；所述分离装置(1)包括中空筒形的外筒(11)；外筒内部的顶部设置中空的导气筒(12)，导气筒顶部封闭，底部设置开口(121)，以使得导气筒内部空间与外筒的内部空间相连通；外筒顶部设置进气口(111)、排气口(112)、注水口(113)和排水口(114)；进气口通过设置在外筒内的导流管(13)与导气筒内部空间相连通，以使得在工作状态下，采集的气体完全通过进气口经由导流管进入导气筒内部，并将导气筒内的液体通过导气筒底部的开口排出；排气口在导气筒顶部与导气筒内部相连通；注水口和外筒的内部空间相连通，排水口与外筒和导气筒之间形成的空间相连通；分离装置(1)由排气口并经由管路与计量装置(2)相连接。2.根据权利要求1所述的自动测试装置，其中，所述导流管(13)螺旋盘绕在导气筒(12)的外壁，导流管(13)螺旋盘绕的螺距为导气筒(12)高度的1/6
‑
1/2。3.根据权利要求1～2任意一项所述的自动测试装置，其中，所述进气口(111)、排气口(112)、注水口(113)和排水口(114)处分别设置第一阀门(1111)、第二阀门(1121)、第三阀门(1131)、和第四阀门(1141)，用于控制所述进气口(111)、排气口(112)、注水口(113)和排水口(114)的开闭。4.根据权利要求1～3任意一项所述的自动测试装置，其中，所述外筒(11)底部设置排污口(115)。5.根据权利要求1～4任意一项所述的自动测试装置，其中，所述外筒(11)包括上半部分和下半部分，上半部分和下半部分通过固定装置(15)相密闭连接。6.根据权利要求1～5任意一项所述的自动测试装置，其中，所述自动测试装置还包括减压装置(3)，所述减压装置设置在分离装置(1)和计量装置(2)之间的管路上。7.根据权利要求6所述的自动测试装置，其中，所述自动测试装置还包括干燥装置(4)，所述干燥装置设置在分离装置(1)和减压装置(3)之间的管路上。8.根据权利要求1～7任意一项所述的自动测试装置，其中，所述自动测试装置还包括用于连接取样的保压筒(5)和分离装置(1)的保压筒连接管路(6)，保压筒连接管路(6)的一端与保压筒连接，另一端与分离装置的进气口(111)连接；保压筒连接管路与保压筒连接处设置第五阀门(61)。9.根据权利要求1～8任意一项所述的自动测试装置，其中，导气筒(12)的内直径为外筒(11)的内直径的1/3
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3/5；导气筒的高度为外筒高度的1/2
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4/5。10.根据权利要求1～9任意一项所述的自动测试装置，其中，导气筒(12)底部开口(121)的直...
【专利技术属性】
技术研发人员：周尚文，王红岩，焦鹏飞，杨明伟，张秉刚，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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