緻密巖石氣體解吸速率測試裝置製造方法

2023-09-17 06:11:20 1

緻密巖石氣體解吸速率測試裝置製造方法
【專利摘要】本發明提供了緻密巖石氣體解吸速率測試裝置，由氣體解吸裝置、氣體體積測量裝置及計算機組成；其中，氣體解吸裝置包括巖心夾持器、增壓泵以及壓力表；氣體體積測量裝置包括儲氣罐、橡皮軟管、質量計量儀、特殊液體、儲液罐以及薄膜，儲氣罐中存放特定液體，儲液罐中存放特定液體；隨著巖心夾持器產生環壓，巖石樣品中的氣體解吸，經過閥門排至儲氣罐，氣體會將儲氣罐中的特殊液體排至儲液罐中；質量計量儀計量排出的特殊液體的重量，經數據傳輸線實時傳送給計算機記錄實時排出的特殊液體的重量，已知特殊液體的密度，計算機自動計算出實時排出特殊液體的體積；根據實時排出的特殊液體的體積，計算機計算出巖石樣品的解吸速率。
【專利說明】緻密巖石氣體解吸速率測試裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及頁巖氣、煤層氣的勘探開發【技術領域】，特別是涉及頁巖氣、煤層氣的氣體解吸速率的測試領域，具體的講是一種用於頁巖氣、煤層氣的氣體解吸速率的測試裝置。
【背景技術】
[0002]頁巖氣、煤層氣是賦存在頁巖或煤層中的一種呈吸附、游離或溶解狀態的天然氣。在常規天然氣儲層中，一般主要為游離氣和溶解氣，基本沒有吸附氣，而在頁巖和煤層等非常規天然氣儲層中，吸附氣含量較高，吸附氣和游離氣的總量一般大於90%。吸附氣和游離氣含量的大小直接關係頁巖氣和煤層氣的開發前景，氣體解吸的速率與初期產量和後期的產氣衰減速率有直接關係，將影響評價某地區頁巖氣或煤層氣是否具有商業化前景，必須建立準確的解吸速率評價數據，這些頁巖氣的解吸速率數據用於氣藏模擬和生產預測。為此必須了解頁巖巖心或煤心的含氣量和解吸特性。因此，頁巖氣/煤層氣含氣量測試設備在頁巖氣和煤層氣勘探開發中就顯得格外重要。
[0003]目前，國內外尚未發明有緻密巖石氣體解吸速率測試裝置。

【發明內容】

[0004]本發明實施例提供一種緻密巖石氣體解吸速率測試裝置，由氣體解吸裝置101、氣體體積測量裝置102及計算機18組成，所述氣體解吸裝置101連接於所述氣體體積測量裝置102，所述氣體體積測量裝置102連接於所述計算機18 ;其中，所述氣體解吸裝置101包括巖心夾持器4、增壓泵19以及壓力表5，所述巖心夾持器4中存放巖石樣品6，所述巖心夾持器4通過所述增壓泵19對所述巖石樣品6施加地層環壓，所述壓力表5用來測試所述巖心夾持器4的環壓大小；所述氣體體積測量裝置102包括儲氣罐7、橡皮軟管14、質量計量儀13、特殊液體9，10、儲液罐8以及薄膜11、12，所述儲氣罐7中存放特定液體9，所述儲液罐8中存放特定液體10 ;隨著所述巖心夾持器4產生環壓，所述巖石樣品6中的氣體解吸，經過閥門I排至儲氣罐7，氣體會將儲氣罐7中的特殊液體9排至儲液罐8中；質量計量儀13計量排出的特殊液體9的重量，經數據傳輸線17實時傳送給計算機18記錄實時排出的特殊液體9的重量，已知特殊液體9的密度，所述計算機18自動計算出實時排出特殊液體9的體積；所述計算機根據不同時間間隔的實時排出的特殊液體的體積，計算出所述巖石樣品的解吸速率。所述緻密巖石氣體解吸速率測試裝置還包括氣體收集瓶16和氣泵15，所述收集瓶16通過閥門3連接於所述儲氣罐7，所述氣泵15通過閥門2連接至所述儲液罐8 ；當所述儲氣罐7中的特殊液體9全部排至所述儲液罐8中時，打開所述閥門2和所述閥門3，用所述氣泵15向所述儲液罐8中充氣，特殊液體10將排至所述儲氣罐7，而所述儲氣罐7中的氣體被排至所述收集瓶16中。
[0005]進一步地,在一實施例中,所述巖心樣品6為頁巖或煤心。
[0006]進一步地，在一實施例中，所述特定液體9、10為防凍液。
[0007]進一步地，在一實施例中，所述氣體解吸裝置101和所述氣體體積測量裝置102為多個，兩者一一對應，使得可以同時測量多個巖石樣品的解吸速率。
[0008]本發明實施例的用於測試頁巖氣/煤層氣的氣體解吸速率的測試裝置，不但可以利用質量計量儀測量儲氣罐排出的液體質量，通過已知液體的密度得到液體的體積實現氣體體積的測量，而且可以通過計算機記錄不同時間間隔的巖石樣品解吸出的氣體體積，以得到巖石氣體解吸的速率，從而為研究某個地區頁巖和煤層的儲氣能力及時提供基礎數據。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0010]圖1為本發明實施例的緻密巖石氣體解吸速率測試裝置的結構示意圖。
[0011]圖2為本發明的緻密巖石氣體解吸速率測試裝置的具體實施例的結構示意圖。
[0012]附圖標號:
[0013]1,2,3-閥門4-巖心夾持器5-壓力表6_巖石樣品7_儲氣罐8_儲液罐9,10-特殊液體11，12-薄膜13-質量計量儀14-橡膠軟管15-氣泵16-氣體收集瓶17-數據傳輸線18-計算機19-增壓泵
【具體實施方式】
[0014]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
[0015]圖1為本發明實施例的緻密巖石氣體解吸速率測試裝置的結構示意圖。如圖所示，本實施例的緻密巖石氣體解吸速率測試裝置包括氣體解吸裝置101、氣體體積測量裝置102及計算機18，所述氣體解吸裝置101連接於所述氣體體積測量裝置102，所述氣體體積測量裝置102連接於所述計算機18。
[0016]圖2為本發明的緻密巖石氣體解吸速率測試裝置的具體實施例的結構示意圖。如圖所示，所述氣體解吸裝置101包括巖心夾持器4、增壓泵19以及壓力表5，所述巖心夾持器4中存放巖石樣品6，所述巖心夾持器4通過所述增壓泵19對所述巖石樣品6施加地層環壓，所述壓力表5用來測試所述巖心夾持器4的環壓大小；所述氣體體積測量裝置102包括儲氣罐7、橡皮軟管14、質量計量儀13、特殊液體9，10、儲液罐8以及薄膜11、12，所述儲氣iil 7中存放特定液體9,所述儲液iip 8中存放特定液體10 ;隨著所述巖心夾持器4廣生環壓，所述巖石樣品6中的氣體解吸，經過閥門I排至儲氣罐7，氣體會將儲氣罐7中的特殊液體9排至儲液罐8中；質量計量儀13計量排出的特殊液體9的重量，經數據傳輸線17實時傳送給計算機18記錄實時排出的特殊液體9的重量，已知特殊液體9的密度，所述計算機18自動計算出實時排出特殊液體9的體積；所述計算機18根據不同時間間隔的實時排出的特殊液體9的體積，計算出所述巖石樣品6的解吸速率。[0017]在本實施例中，所述緻密巖石氣體解吸速率測試裝置還包括氣體收集瓶16和氣泵15，所述收集瓶16通過閥門3連接於所述儲氣罐7，所述氣泵15通過閥門2連接至所述儲液罐8 ;當所述儲氣罐7中的特殊液體9全部排至所述儲液罐8中時，打開所述閥門2和所述閥門3，用所述氣泵15向所述儲液罐8中充氣，特殊液體10將排至所述儲氣罐7，而所述儲氣罐7中的氣體被排至所述收集瓶16中。
[0018]在本實施例中,所述巖心樣品6為頁巖或煤心。
[0019]在本實施例中，所述特定液體9、10為防凍液。
[0020]在另一實施例中，所述氣體解吸裝置101和所述氣體體積測量裝置102可以為多個，兩者一一對應，使得可以同時測量多個巖石樣品的解吸速率。
[0021]利用本發明的緻密巖石氣體解吸速率測試裝置進行解吸速率測試的具體實施步驟為:
[0022]第一步，對氣體體積測量裝置102進行初始化:鬆開閥門1，斷開氣體解吸裝置101和氣體體積測量裝置102，使得儲氣罐7與大氣相連通。關上閥門3，打開閥門2，用氣泵15向儲液罐8中充入空氣，讓儲液罐8中的特殊液體10經橡膠軟管14排至儲氣罐7，而儲氣罐7全部讓特殊液體9充滿，儲氣罐7中的氣體經閥門I排出。薄膜11、12是為了隔絕氣體和液體。
[0023]第二步，安放樣品:將巖石樣品6放至巖心夾持器4內，利用增壓泵19將巖心夾持器4的環壓加至巖石樣品6所處地層的壓力(用壓力表5進行測量)，用閥門I將氣體解吸裝置101和氣體體積測量裝置102連接在一起。
[0024]第三步，體積測量:巖石樣品6中的氣體解吸後，經過閥門I排至儲氣罐7，氣體會將儲氣罐7中的特殊液體9排至儲液罐8中。質量計量儀13計量排出的特殊液體9的重量，經數據傳輸線17傳送至計算機18記錄排出的特殊液體9的重量，由於已知特殊液體9的密度，計算機18自動計算出排出特殊液體9的體積，該體積即為氣體的體積。
[0025]第四步，解吸速率計算:計算機18會記錄不同時間間隔的巖石樣品解吸出的氣體體積，利用某一時段獲取的氣體體積總量減去前一個時段得到的氣體總量，則可以得到在該某一時段中獲取的氣體體積。因此，採用這種方法，可以計算出巖石樣品6從解吸開始到解吸結束的各個階段的解吸氣體體積，從而可以得到巖石樣品6的氣體解吸的速率。
[0026]在本實施例中，如果當儲氣iip 7中的特殊液體9全部排至儲液iig 8中，而巖石樣品6含氣量測試尚未結束時，關閉閥門1，打開閥門2，3，用氣泵15向儲液罐8中充氣，特殊液體10將排至儲氣罐7，而儲氣罐7將被排至氣體收集瓶16中。當儲氣罐7被特殊液體9充滿，氣體全部被排至氣體收集瓶16時，關閉閥門2，3，打開閥門I繼續測試。如此反覆，直至巖石樣品6的氣體解吸速率測試結束為止。
[0027]本發明實施例的用於測試頁巖氣/煤層氣的氣體解吸速率的測試裝置，不但可以利用質量計量儀測量儲氣罐排出的液體質量，通過已知液體的密度得到液體的體積，從而實現氣體體積的測量，而且可以通過計算機記錄不同時間間隔的巖石樣品解吸出的氣體體積，以得到巖石氣體解吸的速率，從而為研究某個地區頁巖和煤層的儲氣能力及時提供基礎數據。
[0028]本發明中應用了具體實施例對本發明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用於幫助理解本發明的方法及其核心思想；同時，對於本領域的一般技術人員，依據本發明的思想，在【具體實施方式】及應用範圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內容不應理解為對本發明的限制。
【權利要求】
1.一種緻密巖石氣體解吸速率測試裝置，其特徵在於，所述解吸速率測試裝置由氣體解吸裝置(101 )、氣體體積測量裝置(102)及計算機(18)組成，所述氣體解吸裝置(101)連接於所述氣體體積測量裝置(102)，所述氣體體積測量裝置(102)連接於所述計算機(18)；其中， 所述氣體解吸裝置(101)包括巖心夾持器(4)、增壓泵(19)以及壓力表(5)，所述巖心夾持器(4)中存放巖石樣品(6)，所述巖心夾持器(4)通過所述增壓泵(19)對所述巖石樣品(6)施加地層環壓，所述壓力表(5)用來測試所述巖心夾持器(4)的環壓大小； 所述氣體體積測量裝置(102)包括儲氣罐(7)、橡皮軟管(14)、質量計量儀(13)、特殊液體(9，10 )、儲液罐(8 )以及薄膜(11、12 )，所述儲氣罐(7 )中存放特定液體(9 )，所述儲液罐(8)中存放特定液體(10)； 隨著所述巖心夾持器(4)產生環壓，所述巖石樣品(6)中的氣體解吸，經過閥門(I)排至儲氣罐(7)，氣體會將儲氣罐(7)中的特殊液體(9)排至儲液罐(8)中；質量計量儀(13)計量排出的特殊液體(9)的重量，經數據傳輸線(17)實時傳送給計算機(18)記錄實時排出的特殊液體(9)的重量，已知特殊液體(9)的密度，所述計算機(18)自動計算出實時排出特殊液體(9)的體積； 所述計算機(18)根據不同時間間隔的實時排出的特殊液體(9)的體積，計算出所述巖石樣品(6)的解吸速率； 所述氣體解吸速測試裝置還包括氣體收集瓶(16)和氣泵(15)，所述收集瓶(16)通過閥門(3 )連接於所述儲氣罐(7 )，所述氣泵(15 )通過閥門(2 )連接至所述儲液罐(8 ); 當所述儲氣罐(7)中的特殊液體(9)全部排至所述儲液罐(8)中時，打開所述閥門(2)和所述閥門(3)，用所述氣泵(15)向所述儲液罐(8)中充氣，特殊液體(10)將排至所述儲氣罐(7)，而所述儲氣罐(7)中的氣體被排至所述收集瓶(16)中。
2.根據權利要求1所述的緻密巖石氣體解吸速率測試裝置，其特徵在於，所述巖心樣品(6)為頁巖或煤心。
3.根據權利要求1所述的緻密巖石氣體解吸速率測試裝置，其特徵在於，所述特定液體(9、10)為防凍液。
4.如權利要求1至3中任一項所述的緻密巖石氣體解吸速率測試裝置，其特徵在於，所述氣體解吸裝置(101)和所述氣體體積測量裝置(102)為多個，兩者一一對應，使得可以同時測量多個巖石樣品的解吸速率。
【文檔編號】G01N5/00GK103776713SQ201410010190
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2014年1月9日 優先權日:2014年1月9日
【發明者】薛華慶, 閆剛, 王紅巖, 劉洪林 申請人:中國石油天然氣股份有限公司