页岩储层含气性评价装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种页岩储层含气性评价装置及方法，其中页岩储层含气性评价装置包括样品容纳组件、破碎组件、排气组件、气体收集组件和气相色谱仪，样品容纳组件包括密封罐和挡板，挡板活动设于密封罐，能够控制上容纳腔和下容纳腔连通或封闭；破碎组件设于下容纳腔的底部；排气组件包括密封盖、气体流量计，以及单向阀；气体收集组件的进气端与单向阀的出气端连通；气相色谱仪的进气端与气体流量计的出气端连通。如此设置，使得解吸气测量和残余气测量能够在一个容器内进行，无需转移，操作更简单。同时还解决了页岩样品在转移过程中会导致一部分解吸气逸散的问题，有助于提高测量精度，使页岩储层含气性评价结果更准确。使页岩储层含气性评价结果更准确。使页岩储层含气性评价结果更准确。

【技术实现步骤摘要】
页岩储层含气性评价装置及方法


[0001]本专利技术属于页岩气勘探检测
，具体涉及一种页岩储层含气性评价装置及方法。

技术介绍

[0002]非常规油气是指煤层气、页岩气等资源，随着常规油气资源的紧缺以及开采技术的提升，非常规油气的勘探和开采逐渐受到重视，其中页岩气已经成为全球的能源热点。页岩气存在于页岩储层内，在对页岩储层进行开采之前，需要先对页岩气井穿过的页岩储层的含气性进行评价，了解页岩气资源量、储量、可采量等参数，评估其是否具有经济开发价值。
[0003]页岩含气性是指页岩储层中的天然气含量，通常用单位体积页岩中的天然气量来表示，可以通过测量页岩样品的含气量来评价页岩储层的含气性。含气量可以通过现场对样品进行解吸实验来得到，根据解吸试验不同阶段得到的气量，将页岩含气量划分为解吸气量、残余气量及损失气量三个部分。解吸气量是页岩样品(页岩样品)在解吸罐中解吸得到的气体体积。损失气量是指钻头钻遇岩层到页岩样品装入解吸罐之前释放出的气体体积。残余气量测量的是解吸终止后残留在页岩样品中的气体体积。
[0004]页岩含气性的评价准确与否关键在于对解吸气量和残余气量的测量是否准确，现有技术中解吸气量和残余气量的测量在不同的罐体中分别进行，在样品转移过程中会导致一部分解吸气逸散，会对测量结果造成一定的影响。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种页岩储层含气性评价装置及方法，旨在解决现有技术中在测量残余气量时转移样品会使测量结果产生误差的问题，有助于提高测量结果的准确度，使得对页岩储层含气性的评价结果更为准确。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
[0007]在第一方面，本专利技术提供一种页岩储层含气性评价装置，包括：
[0008]样品容纳组件，包括密封罐、挡板，以及第一驱动机构，所述密封罐具有上下衔接的上容纳腔和下容纳腔，所述挡板活动设于所述密封罐，所述第一驱动机构连接所述挡板，以驱动所述挡板在封闭姿态和开启姿态间切换，当所述挡板处于所述封闭姿态时，所述挡板将所述上容纳腔和所述下容纳腔分隔开，当所述挡板处于所述开启姿态时，所述上容纳腔和所述下容纳腔在上下方向上相连通；
[0009]破碎组件，设于所述下容纳腔的底部；
[0010]排气组件，包括密封盖、气体流量计，以及单向阀，所述密封盖盖设于所述上容纳腔的顶部开口，并具有与所述上容纳腔连通的出气口，所述气体流量计的进气端与所述出气口连通，所述气体流量计的出气端与所述单向阀的进气端连通；
[0011]气体收集组件，所述气体收集组件的进气端与所述单向阀的出气端连通；以及
[0012]气相色谱仪，所述气相色谱仪的进气端与所述气体流量计的出气端连通。
[0013]在一种可能的实现方式中，所述密封罐的侧壁沿水平方向开设有避让口，所述挡板的一端滑动配合于所述避让口，另一端设有齿条；
[0014]所述第一驱动机构包括：
[0015]驱动电机，设于所述密封罐；以及
[0016]齿轮，设于所述驱动电机的电机轴，并与所述齿条啮合传动。
[0017]在一种可能的实现方式中，所述密封罐具有加热套，所述加热套沿所述上容纳腔和所述下容纳腔的周向设置。
[0018]在一种可能的实现方式中，所述破碎组件包括：
[0019]托盘，设于所述下容纳腔的底部；
[0020]第二驱动机构，设于所述密封罐，用于驱动所述托盘绕竖向的轴线旋转；以及
[0021]多个破碎球，可滚动地设于所述托盘上。
[0022]在一种可能的实现方式中，所述气体收集组件包括：
[0023]气体收集瓶；
[0024]进气管，一端与所述单向阀的出气端连通，另一端伸入所述气体收集瓶内；
[0025]排水管，一端与所述气体收集瓶的底部连通，另一端伸出至所述气体收集瓶外；
[0026]出水阀，设于所述排水管；
[0027]气压检测机构，包括设于所述气体收集瓶内的瓶内气压传感器，以及设于所述气体收集瓶外的大气气压传感器；以及
[0028]控制模块，所述控制模块与所述出水阀、所述瓶内气压传感器和所述大气气压传感器分别通讯连接。
[0029]与现有技术相比，本专利技术提供的页岩储层含气性评价装置的有益效果是：
[0030]本专利技术提供的页岩储层含气性评价装置包括样品容纳组件、破碎组件、排气组件、气体收集组件和气相色谱仪，使用时，将页岩样品放入样品容纳组件中解吸，解吸产生的气体经过密封盖、气体流量计、单向阀等零部件，进入气体收集组件中进行收集储存。气体收集组件能够收集页岩样品产生的解吸气和残余气用作其他试验，如气体同位素分析等。当解吸气量测量结束后，破碎组件能够将页岩样品粉碎，使页岩样品中残余的气体得到释放，从而进行残余气量的测量。在解吸气和残余气的测量期间，气相色谱仪能够对解吸气和残余气进行取样，通过分析其中氧气的占比对测量结果进行校正，有助于提高测量结果的可靠性和准确性。
[0031]本专利技术中样品容纳组件包括密封罐、挡板和第一驱动机构，挡板能够将密封罐的分隔为上容纳腔和下容纳腔，上容纳腔用于解吸气测量，下容纳腔用于残余气测量。如此设置，使得解吸气测量和残余气测量能够在一个容器内进行，无需转移，操作更简单。同时还解决了页岩样品在转移过程中会导致一部分解吸气逸散的问题，有助于提高测量精度。
[0032]本专利技术中下容纳腔的底部设有破碎组件，解吸结束后使挡板调整为开启姿态，页岩样品落入下容纳腔内，破碎组件将页岩样品粉碎，使残留在页岩样品中的气体得到释放。页岩样品粉碎时可以使挡板处于封闭姿态，防止粉碎产生的灰尘等扩散至气体管路中。
[0033]在第二方面，本专利技术提供一种页岩储层含气性评价方法，采用如上述任一实现方式所述的页岩储层含气量评价装置实现，包括以下步骤：
[0034]测量解吸气量，并根据解吸气量计算得到单位质量的页岩样品的解吸气含量V
d
；
[0035]测量残余气量，并根据残余气量计算得到单位质量的页岩样品的残余气含量V
r
；
[0036]计算损失气量，并根据损失气量计算得到单位质量的页岩样品的损失气含量V
l
；
[0037]计算单位质量的页岩样品的总含气量V，计算公式为：V＝V
d
+V
l
+V
r
。
[0038]在一种可能的实现方式中，测量解吸气量，并根据解吸气量计算得到单位质量的页岩样品的解吸气含量V
d
包括以下步骤：
[0039]使挡板处于封闭姿态，将需要测试的页岩样品放入上容纳腔内，使页岩样品产生的解吸气经过气体流量计进入气体收集组件；
[0040]通过气体流量计检测流经的解吸气的体积和通过的速率，当解吸气通过的速率低于0.5ml/h后，解吸气量测量结束；
[0041]在通过气体流量计检测流经的解吸气通过的速率期间，当通过气体流量计检本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.页岩储层含气性评价装置，其特征在于，包括：样品容纳组件，包括密封罐、挡板，以及第一驱动机构，所述密封罐具有上下衔接的上容纳腔和下容纳腔，所述挡板活动设于所述密封罐，所述第一驱动机构连接所述挡板，以驱动所述挡板在封闭姿态和开启姿态间切换，当所述挡板处于所述封闭姿态时，所述挡板将所述上容纳腔和所述下容纳腔分隔开，当所述挡板处于所述开启姿态时，所述上容纳腔和所述下容纳腔在上下方向上相连通；破碎组件，设于所述下容纳腔的底部；排气组件，包括密封盖、气体流量计，以及单向阀，所述密封盖盖设于所述上容纳腔的顶部开口，并具有与所述上容纳腔连通的出气口，所述气体流量计的进气端与所述出气口连通，所述气体流量计的出气端与所述单向阀的进气端连通；气体收集组件，所述气体收集组件的进气端与所述单向阀的出气端连通；以及气相色谱仪，所述气相色谱仪的进气端与所述气体流量计的出气端连通。2.根据权利要求1所述的页岩储层含气性评价装置，其特征在于，所述密封罐的侧壁沿水平方向开设有避让口，所述挡板的一端滑动配合于所述避让口，另一端设有齿条；所述第一驱动机构包括：驱动电机，设于所述密封罐；以及齿轮，设于所述驱动电机的电机轴，并与所述齿条啮合传动。3.根据权利要求1所述的页岩储层含气性评价装置，其特征在于，所述密封罐具有加热套，所述加热套沿所述上容纳腔和所述下容纳腔的周向设置。4.根据权利要求1所述的页岩储层含气性评价装置，其特征在于，所述破碎组件包括：托盘，设于所述下容纳腔的底部；第二驱动机构，设于所述密封罐，用于驱动所述托盘绕竖向的轴线旋转；以及多个破碎球，可滚动地设于所述托盘上。5.根据权利要求1所述的页岩储层含气性评价装置，其特征在于，所述气体收集组件包括：气体收集瓶；进气管，一端与所述单向阀的出气端连通，另一端伸入所述气体收集瓶内；排水管，一端与所述气体收集瓶的底部连通，另一端伸出至所述气体收集瓶外；出水阀，设于所述排水管；气压检测机构，包括设于所述气体收集瓶内的瓶内气压传感器，以及设于所述气体收集瓶外的大气气压传感器；以及控制模块，所述控制模块与所述出水阀、所述瓶内气压传感器和所述大气气压传感器分别通讯连接。6.页岩储层含气性评价方法，其特征在于，采用如权利要求1
‑
5任一项所述的页岩储层含气量评价装置实现，包括以下步骤：测量解吸气量，并根据解吸气量计算得到单位质量的页岩样品的解吸气含量V
d
；测量残余气量，并根据残余气量计算得到单位质量的页岩样品的残余气含量V
r
；计算损失气量，并根据损失气量计算得到单位质量的页岩样品的损失气含量V
l
；计算单位质量的页岩样品的总含气量V，计算公式为：V＝V
d
+V
l
+V
r
。
7.根据权利要求6所述的页岩储层含气性评价方法，其特征在于，测量解吸气量，并根据解吸气量计算得到单位质量的页岩样品的解吸气含量V
d
包括以下步骤：使挡板处于封闭姿态，将需要测试的页岩样品放入上容纳腔内，使页岩样品产生的解吸气经过气体流量计进入气体收集组件；通过气体流量计检测流经的解吸气的体积和通过的速率，当解吸气通过的速率低于0.5ml/h后，解吸气量测量结束；在通过气体流量计检测流经的解吸气通过的速率期间，当通过气体流量计检测到解吸气通过的速度是匀速时，启动气相色谱仪，使得一部分解吸气作为解吸样品气体进入气相色谱仪；通过气相色谱仪分析得到解吸样品气体的组分，得到O2占解吸样品气体含量的百分比系数根据和气体流量计所测得的解吸气的总体积量V
m1检测
，计算出解吸气中氧气的总体积计算公式为：通过空气中氮气和氧气的体积关系，将解吸气中混入的空气进...

【专利技术属性】
技术研发人员：党伟，章鑫，张金川，封宇博，薛燕凯，
申请(专利权)人：中国地质大学北京，
类型：发明
国别省市：