[发明专利]一种二氧化碳置换页岩甲烷的定量评价方法及其应用

权利要求书

1.一种二氧化碳置换页岩甲烷的定量评价方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)建立目标温度下甲烷的质量-核磁信号量标准曲线；

2)在所述目标温度下，向页岩样品通入甲烷，建立所述页岩样品在目标压力下的甲烷吸附平衡，获取甲烷的初始吸附核磁信号量；

3)在所述目标温度下，向所述页岩样品通入二氧化碳，建立所述页岩样品在预设压力下的甲烷-二氧化碳吸附平衡，获取甲烷的当前吸附核磁信号量；

4)根据所述甲烷的质量-核磁信号量标准曲线、甲烷的初始吸附核磁信号量和甲烷的当前吸附核磁信号量，获取甲烷的解吸附质量；

其中，所述二氧化碳选自气态二氧化碳，液态二氧化碳以及超临界二氧化碳中的一种；

步骤1)包括：

a.在所述目标温度下，向模拟岩心通入甲烷，建立所述模拟岩心在第一压力下的甲烷吸附平衡，获取甲烷的第一核磁信号量以及第一吸附质量，其中，所述第一核磁信号量和第一吸附质量组成第一数据集合；

b.重复步骤a共N次，其中N次的第一压力各不相同，得到N组第一数据集合；

c.根据所述N组第一数据集合建立所述甲烷的质量-核磁信号量标准曲线；

步骤2)中，所述获取甲烷的初始吸附核磁信号量包括：根据所述页岩样品在所述目标压力下的甲烷吸附平衡的T₂谱图，获取所述甲烷的初始吸附核磁信号量；

步骤3)中，所述获取甲烷的当前吸附核磁信号量包括：根据所述页岩样品在所述预设压力下的甲烷-二氧化碳吸附平衡的T₂谱图，获取所述甲烷的当前吸附核磁信号量；

步骤4)包括：根据所述甲烷的初始吸附核磁信号量和甲烷的质量-核磁信号量标准曲线，获取甲烷的初始吸附质量；

根据所述甲烷的当前吸附核磁信号量和甲烷的质量-核磁信号量标准曲线，获取甲烷的当前吸附质量；

所述甲烷的初始吸附质量与甲烷的当前吸附质量之差为所述甲烷的解吸附质量。

2.根据权利要求1所述的评价方法，其特征在于，步骤a中，所述获取甲烷的第一核磁信号量包括：根据所述模拟岩心在所述第一压力下的甲烷吸附平衡的T₂谱图，获取所述甲烷的第一核磁信号量。

3.根据权利要求1所述的评价方法，其特征在于，通过式1计算所述第一吸附质量，

其中，m为第一吸附质量，单位为g；p为第一压力，单位为MPa；M为甲烷的摩尔质量，单位为g/mol；T为目标温度，单位为K；R为理想气体常数；z为甲烷的压缩因子；V为通入甲烷的体积，单位为cm³。

4.根据权利要求1-3任一所述的评价方法，其特征在于，步骤2)之前，还包括将所述页岩样品在60℃以及相对湿度为40％的条件下烘干至恒重。

5.根据权利要求4所述的评价方法，其特征在于，所述页岩样品包括具有吸附孔的聚四氟乙烯人造岩心材料；所述吸附孔的直径为0.5-0.8cm。

6.根据权利要求5所述的评价方法，其特征在于，所述页岩样品为长25-35mm，直径为20-30mm的圆柱体。

7.权利要求1-6任一所述的二氧化碳置换页岩甲烷的定量评价方法在二氧化碳置换页岩甲烷领域中的应用。