泥页岩地层含气量测定装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种泥页岩地层含气量测定装置和方法，该装置包括样品罐、气体体积测量容器、集气瓶、真空泵和天然气瓶；样品罐设置有第一压力传感器和第一温度传感器；气体体积测量容器内设置气体体积测量室，气体体积测量容器设置有第二压力传感器和体积测量传感组件；样品罐通过第一管线与气体体积测量容器连通，气体体积测量容器依次通过第二管线以及第三管线与真空泵连通，气体体积测量容器依次通过第二管线以及第四管线与集气瓶连通，天然气瓶通过第五管线与气体体积测量容器连通。可测量泥页岩含气量，有效规避了对实验样品的严苛要求，以及损失时间模糊带来的不确定性，无需其他参数标定，结果更为可靠。结果更为可靠。结果更为可靠。

【技术实现步骤摘要】
泥页岩地层含气量测定装置和方法


[0001]本专利技术涉及岩屑含气量测定
，特别涉及一种泥页岩地层含气量测定装置和方法。

技术介绍

[0002]泥页岩含气量评价实验方法主要有岩芯解吸法和等温吸附法。岩芯现场解吸法的页岩含气量由损失气量、解吸气量和残余气量组成，其中解吸气量可通过实验直接测得，残余气量通过研磨样品到一定目数后测得，但是损失气量通常借用煤层气建立的USBM法、Smith Williams法、多项式曲线拟合方法计算获得，其基本原理皆为“岩芯解吸初期解吸量与时间平方根成正比”，损失气量恢复依赖于损失时间，且以上恢复方法都是外推法，缺少物理
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化学理论基础。等温吸附法以兰格缪尔等温吸附为理论依据，在恒温条件下，测试不同压力下气体的吸附量，由压力和吸附量绘制出的关系曲线就是吸附等温线，建立吸附气含量与压力、湿度的关系模型，求取岩样对于气体的等温吸附方程，但该实验方法获得的并不是泥页岩的实际吸附量，而且该方法不能评价泥页岩中的游离气量(尹腾宇，2012；沈博健，2018)。
[0003]淮银超(2017)以实验室测得的游离气与吸附气量为依据，开展吸附气、游离气的影响因素和与之对应的测井参数分析，优选与吸附气、游离气相关性好的测井资料建立相应的测井含气量评价模型。夏宏泉(2019)以兰格缪尔等温吸附为理论依据，利用等温吸附实验数据和大量测井数据，通过优选拟合回归的方法计算页岩含气量关键参数，建立了基于常规测井资料的页岩含气量计算模型。测井法吸附气量计算需要搭建测井曲线与TOC的关系，游离气量计算需要搭建测井曲线与孔隙度、含气饱和度的关系，都需要用到大量实测数据进行修正或者标定。
[0004]黄何鑫(2015，申请号201510699029.8)通过吸附含气量以及孔隙体积含气量来恢复泥页岩的原始含气量。吸附含气量恢复以吸附势、色散作用势能理论以及气体状态方程为理论基础，结合岩芯柱体甲烷等温吸附曲线、气体组分的测试数据，页岩孔隙度与含水饱和度，通过气体在地层温度及95℃解吸过程间的吸附含气量变化得到。孔隙体积含气量恢复采用孔隙度、含水饱和度的测试数据通过状态方程得到。该方法避免了经验公式的不确定性，且可得到气体组分，但其复杂数学模型依然用到了甲烷等温吸附实验，其吸附含气量评价代表岩石最大吸附量。
[0005]现场岩芯解吸法受钻井取芯及其他工程条件限制明显，其中恢复损失气量常用的USBM法、Smith Williams法、多项式曲线拟合法皆需要对损失时间进行准确判断，且解吸样品要求为岩芯；等温吸附法获得的是页岩的最大吸附含气量，只能对样品吸附能力进行评价，无法获得样品游离气量；测井解释法往往缺乏大量实测数据标定，结果可靠性较差；数值模拟结合实验测试的方法，用到了兰格缪尔吸附理论，计算的吸附气量理论值往往大于实际值。

技术实现思路

[0006]基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种泥页岩地层含气量测定装置和方法。
[0007]一种泥页岩地层含气量测定装置，包括：样品罐、气体体积测量容器、集气瓶、真空泵和天然气瓶；
[0008]所述样品罐设置有第一压力传感器和第一温度传感器，所述第一压力传感器用于检测所述样品罐内的压强，所述第一温度传感器用于检测所述样品罐内的温度；
[0009]所述气体体积测量容器内设置气体体积测量室，所述气体体积测量容器设置有第二压力传感器和体积测量传感组件，所述第二压力传感器用于检测所述气体体积测量室的压强，所述体积测量传感组件用于检测所述气体体积测量室的体积；
[0010]所述样品罐通过第一管线与所述气体体积测量容器连通，所述气体体积测量容器依次通过第二管线以及第三管线与所述真空泵连通，所述气体体积测量容器依次通过第二管线以及第四管线与所述集气瓶连通，所述天然气瓶通过第五管线与所述气体体积测量容器连通。
[0011]在其中一个实施例中，所述第一管线上设置有第一控制阀，所述第一控制阀为防水透气阀。
[0012]在其中一个实施例中，所述第二管线、所述第三管线和所述第四管线分别被设置为：
[0013]所述第二管线上设置有第二控制阀；
[0014]和/或
[0015]所述第三管线上设置有第三控制阀；
[0016]和/或
[0017]所述第四管线上设置有第四控制阀。
[0018]在其中一个实施例中，所述体积测量传感组件包括位移调节器和位移传感器，所述位移调节器与所述气体体积测量容器连接，所述位移调节器用于在所述气体体积测量容器内运动，以调节所述气体体积测量室的体积，所述位移传感器用于检测所述位移调节器的位移距离。
[0019]在其中一个实施例中，还包括恒温容器，所述恒温容器内设置恒温腔，所述恒温腔用于容置所述样品罐。
[0020]在其中一个实施例中，所述样品罐开设有螺帽孔，所述螺帽孔内螺接一密封垫螺帽。
[0021]在其中一个实施例中，所述第五管线上设置有第五控制阀。
[0022]一种泥页岩地层含气量测定方法，采用上述任一实施例中所述的泥页岩地层含气量测定装置实现，其特征在于，包括：
[0023]步骤一，将钻井岩屑冲洗干净，将钻井岩屑装满所述样品罐，并压实，向所述样品罐内装满预设饱和度的盐水；
[0024]步骤二，开启所述真空泵，对所述样品罐以及所述气体体积测量容器抽真空，以使得所述样品罐以及所述气体体积测量容器内的压强达到第一预设压强，随后，停止对所述样品罐以及所述气体体积测量容器抽真空，关闭所述样品罐与所述气体体积测量容器之间的连通，关闭所述集气瓶与所述气体体积测量容器之间的连通；
[0025]步骤三，每间隔第一预设时间，记录一次所述第一压力传感器的压力值和所述第一温度传感器的温度值，直到所述第一压力传感器的压力值在第二预设时间内的波动小于第一预设值时，记录此时所述第一压力传感器的压强值为第一压强值P1，导通所述样品罐与所述气体体积测量容器之间的连通，调节所述体积测量传感组件，直到所述气体体积测量室内的压强达到第二预设压强，关闭所述样品罐与所述气体体积测量容器之间的连通，记录此时所述体积测量传感组件检测到的所述气体体积测量室的体积值为第一体积值V1，导通所述集气瓶与所述气体体积测量容器之间的连通，直到所述气体体积测量室的体积值为0，关闭所述集气瓶与所述气体体积测量容器之间的连通；
[0026]步骤四，卸下所述集气瓶，更换空的集气瓶，对卸下的所述集气瓶内的组份进行测量；
[0027]重复步骤三至步骤四，重复预设次数后，执行步骤五；
[0028]步骤五，将所述样品罐内的盐水倒出，计量倒出的盐水的体积值，记录倒出的盐水的体积值为盐水体积值V
水
；
[0029]步骤六，执行步骤二，随后导通所述天然气瓶与所述气体体积测量容器之间的连通，以使得所述天然气瓶向所述气体体积测量容器供气，直到所述体积测量传感组件检测到的所述气体体积测量室的体积值为最大体积值V
max
，记录此时所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种泥页岩地层含气量测定装置，其特征在于，包括：样品罐、气体体积测量容器、集气瓶、真空泵和天然气瓶；所述样品罐设置有第一压力传感器和第一温度传感器，所述第一压力传感器用于检测所述样品罐内的压强，所述第一温度传感器用于检测所述样品罐内的温度；所述气体体积测量容器内设置气体体积测量室，所述气体体积测量容器设置有第二压力传感器和体积测量传感组件，所述第二压力传感器用于检测所述气体体积测量室的压强，所述体积测量传感组件用于检测所述气体体积测量室的体积；所述样品罐通过第一管线与所述气体体积测量容器连通，所述气体体积测量容器依次通过第二管线以及第三管线与所述真空泵连通，所述气体体积测量容器依次通过第二管线以及第四管线与所述集气瓶连通，所述天然气瓶通过第五管线与所述气体体积测量容器连通。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一管线上设置有第一控制阀，所述第一控制阀为防水透气阀。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第二管线、所述第三管线和所述第四管线分别被设置为：所述第二管线上设置有第二控制阀；和/或所述第三管线上设置有第三控制阀；和/或所述第四管线上设置有第四控制阀。4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述体积测量传感组件包括位移调节器和位移传感器，所述位移调节器与所述气体体积测量容器连接，所述位移调节器用于在所述气体体积测量容器内运动，以调节所述气体体积测量室的体积，所述位移传感器用于检测所述位移调节器的位移距离。5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括恒温容器，所述恒温容器内设置恒温腔，所述恒温腔用于容置所述样品罐。6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述样品罐开设有螺帽孔，所述螺帽孔内螺接一密封垫螺帽。7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第五管线上设置有第五控制阀。8.一种泥页岩地层含气量测定方法，采用权利要求1
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7任一项中所述的泥页岩地层含气量测定装置实现，其特征在于，包括：步骤一，将钻井岩屑冲洗干净，将钻井岩屑装满所述样品罐，并压实，向所述样品罐内装满预设饱和度的盐水；步骤二，开启所述真空泵，对所述样品罐以及所述气体体积测量容器抽真空，以使得所述样品罐以及所述气体体积测量容器内的压强达到第一预设压强，随后，停止对所述样品罐以及所述气体体积测量容器抽真空，关闭所述样品罐与所述气体体积测量容器之间的连通，关闭所述集气瓶与所述气体体积测量容器之间的连通；步骤三，每间隔第一预设时间，记录一次所述第一压力传感器的压力值和所述第一温度传感器的温度值，直到所述第一压力传感器的压力值在第二预设时间内的波动小于第一
预设值时，记录此时所述第一压力传感器的压强值为第一压强值P1，导通所述样品罐与所述气体体积测量容器之间的连通，调节所述体积测量传感组件，直到所述气体体积测量室内的压强达到第二预设压强，关闭所述样品罐与所述气体体积测量容器之间的连通，记录此时所述体积测量传感组件检测到的所述气体体积测量室的体积值为第一体积值V1，导通所...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨俊，吴小奇，邓模，王彦青，周凌方，陈迎宾，徐康，徐士林，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院，
类型：发明
国别省市：