[发明专利]基于温压回溯原理的一体化全程气密含气量测量仪的应用

说明书

本发明公开了一种基于温压回溯原理的一体化全程气密含气量测量仪的应用，属于含气量测量领域，用于储层岩样中含气量的测量，测量仪包括：碎样系统，用于气密式破碎储层岩样，获得岩样储层的残余气量；加压系统，用于向碎样系统中注入高压甲烷气体，模拟储层压力；加热系统，包括加热元件，用于为碎样系统加热储层岩样，模拟储层温度；气体采集计量系统，用于采集并计量岩样碎样系统内储层岩样析出的气体；真空系统，用于对碎样系统进行气密性检测与抽真空。本发明通过温压回溯原理，整个测量过程严格密封且无需更换实验设备，既规避了利用理论回归获得损失气量的不确定性和人为干扰性，极大提高了实验精度，达到一体化全程解吸的目的。

技术领域

本发明涉及含气量测量领域，特别是涉及一种基于温压回溯原理的一体化全程气密含气量测量仪的应用。

背景技术

随着非常规油气领域的不断发展，页岩气已经成为全球的能源热点。泥页岩的含气量是页岩气资源存在及其是否具有经济开发价值的直接表现，关乎资源评价、有利选区、甜点分析、开发设计、产能预测以及经济评价等多个领域，同时也是计算页岩气资源量、储量、可采量以及产能的必要参数，因此，如何准确地获得页岩总含气量则成为目前页岩气研究及勘探工作的重中之重。

目前对页岩气含气量的实验测试方法主要包括等温吸附法和现场解吸法两种。等温吸附法主要测量页岩的最大吸附能力，现场解吸法是在钻井现场对钻井岩心内的岩心内的解吸气进行收集和计量，因此在目前被认为是测试页岩总含气量比较接近实际情况的方法。然而，在解吸操作之前和之后，一部分气体在提取岩心的过程中散失(损失气)，另一部分气体仍然储存在岩心当中无法被解吸出来(残余气)，这两部分气体仍然无法通过现场解吸法测得。虽然已经存在一些方法被建议与现场解吸法联合应用来对这两部分气体进行测量，如沿用煤层气损失气量—USBM法直线回归来计算损失气，在实验室粉碎样品以测量残余气，但整体来看，现有的页岩含气量测量方法及设备主要存在以下不足和问题：

1)市场现有的相关测试设备以沿用煤层含气量测试设备为主，虽有改进，但推广到页岩气、致密砂岩气等其他非常规天然气领域中时仍具有测量精度低，适用性较差等缺点。

2)目前损失气量的获得主要通过现场解吸所得解吸曲线的理论回归来实现，其结果大小存在受解吸加温速度、解吸时间跨度以及理论回归方法选取的影响，甚至在理论回归过程中出现零损失等偏离客观地质认识的现象，难以达到准确获得损失气量的目的，并最终导致含气量测量结果可信度低。

3)温度和压力是影响试样在地层条件下真实含气量的两个重要因素，而在现有的含气量测量过程中，仅实现了对地层温度的模拟而忽略了地层压力，势必会对测量结果产生较大影响，难以反映地层条件下试样的真实含气情况。

4)在现有的含气量测量过程中，解吸气量和残余气量的获得是分别通过不同的实验设备和方法完成的，是两个相互独立的过程，整个测量过程无法实现从损失气量到残余气量的连续获得，更是无法保证测量过程中的全程气密，也就意味着在测量过程中难以避免因实验设备置换而导致的空气混入或气体逸散，造成实验误差，并且实验误差的大小由测量过程的连续性决定，具有较强的不确定性。

5)市场上现有测试设备的构成以及操作较为繁琐，且不同测试阶段所需的实验设备也不相同，不同设备之间整合性较差，便携性较差，导致在设备的搬运及实验过程中耗费较大的人力、物力。

由此可见，虽然针对非常规天然气含气量测试的方法种类多样，但是在测量精度、实验设备及方法等方面仍存在缺陷与不便，特别是在损失气量的准确获得和实验设备的构成和实验方法上，需要有针对性地分析和考虑，以便进一步加以改进。总之，如何创设一种操作简便并且能够精确测量含气量的测量设备及测量方法，是当前非常规天然气领域的重要研究课题。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于温压回溯原理的一体化全程气密含气量测量仪的应用。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：