[发明专利]一种气体在岩石孔隙中的吸附解吸实验装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于石油天然气勘探开发实验或研究气体在岩石孔隙中受岩石围压、孔隙压和温度影响的气体在岩石孔隙中的吸附解吸实验装置及方法。

背景技术

自然界自然形成的和人造的很多岩石是不致密的，是一种多孔的固体，也是一种吸附剂，可以吸附某种或多种气体，气体在岩石中的吸附解吸特征一直是石油勘探开发等中必不可少的研究参数。前人研究表明：气体在岩石孔隙中的吸附解吸受岩石围压、孔隙压、温度等的影响。为了能够很好地研究气体在岩石孔隙中受岩石围压、孔隙压、温度影响的吸附解吸特征，有必要研制出一套气体在岩石孔隙中受岩石围压、孔隙压和温度影响的吸附解吸实验装置。目前这种实验装置还未见报道。

发明内容

本发明的目的是：为了快捷、方便、测量精度高的研究气体在岩石孔隙中受岩石围压、孔隙压和温度影响的吸附解吸状况，特提供一种气体在岩石孔隙中的吸附解吸实验装置及方法。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种气体在岩石孔隙中的吸附解吸实验装置，是由气瓶、岩心流动实验装置、加压气瓶、岩心夹持器、废气处理池、排液集气池组成，其结构特征是：先设置1～5个气瓶、气瓶出口管线上均安装有减压阀和压力表，再用六通阀合并连接到一条总管线；总管线连接在岩心流动实验装置上，岩心流动实验装置设置有围压表、孔隙压表和温度调节器，侧面安装有加压气瓶，加压气瓶出口管线安有加压气瓶减压阀；岩心流动实验装置有两条出口管线，一条为总管线接孔隙压表后依次安装针型阀、稳流阀、稳压阀，再连接转子流量计及岩心夹持器入口阀门，然后接在岩心夹持器上，另一条管线为加压气瓶接围压表后直接连接在岩心夹持器上；岩心夹持器出口管线分成两条管线，一条管线连接废气处理池阀门后依次安装有针型阀、稳流阀、稳压阀，再连接转子流量计，管线再接入废气处理池；另一条管线安有排液集气池阀门，再接入排液集气池，并设置集气瓶。

一种气体在岩石孔隙中的吸附解吸实验方法：先将所有阀门关闭，将待测岩心装入岩心夹持器中，将待测气体注入气瓶，调节温度调节器使温度在-25℃～200℃之间，调节加压气瓶上减压阀使围压表示数在0.1Mpa～25Mpa之间；然后打开岩心夹持器入口阀门和废气处理池阀门，再打开减压阀，此时气体进入管线，调节针型阀、稳流阀、稳压阀，观察两个转子流量计，一直调节到两个转子流量计读数相同；再观察孔隙压表读数，与设定值相比较，若读数偏大或偏小，调节针型阀、稳流阀、稳压阀，观察两个转子流量计，一直调节到两个转子流量计读数相同，再观察孔隙压表读数，直到孔隙压表读数为设定值0.1Mpa～25Mpa；再关闭废气处理池阀门，岩心吸附气体24h后，先关闭岩心夹持器入口阀门和减压阀，然后打开排液集气池阀门，用集气瓶收集岩心解析气体，解吸24h～240h，当集气瓶中气体体积不再增大时，记录解吸气体体积；最后将集气瓶中气体摇匀，用气体取样器取集气瓶中少量气体，用气相色谱仪对气体的组成和含量进行分析。

本发明与现有技术比较，具有以下有益效果：(1)通过针型阀、稳流阀、稳压阀、精密压力表和转子流量计的调节和控制，使待测气体的流速更稳定，更精确；(2)在一个实验装置中，能同时研究气体在岩石孔隙中受岩石围压、孔隙压和温度影响的吸附解吸特征；(3)本实验装置结构简单，成本不高，实验方法操作方便、准确、快速，可用于石油天然气勘探开发实验和研究。

附图说明

附图为本发明气体在岩石孔隙中的吸附解吸实验装置的结构示意图。

图中：1、2、3、4、5气瓶，6减压阀，7压力表，8岩心流动实验装置，9孔隙压表，10围压表，11温度调节器，12加压气瓶减压阀，13加压气瓶，14针型阀，15稳流阀，16稳压阀，17转子流量计，18岩心夹持器入口阀门，19岩心夹持器，20废气处理池阀门，21废气处理池，22排液集气池阀门，23排液集气池，24集气瓶。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。

按照附图所示，本实验装置由供气系统即气瓶1、2、3、4、5输出待测气体，进入岩心流动实验装置8、计量调节系统和岩心夹持器19。先将岩心装入岩心夹持器19中，分别调节岩心流动实验装置8上的温度调节器11和加压气瓶减压阀12，使岩心温度和围压符合实验要求。