[实用新型]一种多功能煤/页岩超高压气体吸附和渗流实验评价装置

说明书

技术领域

本实用新型属于煤页岩气吸附解析测定技术领域，尤其涉及一种多功能煤/页岩超高压气体吸附和渗流实验评价装置。

背景技术

煤/页岩具有一定的孔隙度，可以蕴藏一定量的石油或者天然气。这部分资源属于非常规油气藏，我国页岩气储量达到了31.5万亿方，到2020年，我国将新增煤层气探明地质储量1万亿立方米；煤层气(煤矿瓦斯)抽采量力争达到400亿立方米，开采潜力巨大。目前对于煤页岩气吸附曲线测定主要参考煤层气的等温吸附曲线的测定方法来进行实验，实验过程中将煤页岩研磨成60—80目的粉末来进行等温吸附实验。该方法破坏了原始岩心的孔隙结构，测得实验结果是否具有代表性还有待进一步探讨。而页岩吸附气量测定时多采用干燥岩心，因而该实验所涉及到的仪器，忽略了岩心含水量对页岩吸附气量的影响，未见到低于束缚水饱和度时的含水量对吸附量的影响实验结果。而相关研究表明，页岩中的含水量对页岩气的吸附能力有很大的影响，页岩中含水量越高，水占据的孔隙空间就越大，从而减少了游离态烃类气体的容留体积和矿物表面吸附气体的表面位置，因此含水量相对较高的样品，其气体吸附能力就较小。因此测量在不同的含水量条件下的页岩吸附气量意义重大。而由于页岩气吸附仪功能较为单一，往往测量不同物理参数需要不同的实验仪器，导致各项实验非常耗时，而且步骤冗杂。因此，实验仪器的多功能性可以在很大程度上提高实验效率，加快实验速度，并且可以避免由于反复拆卸而导致的对岩心结构的破坏。一种新吸附解吸实验装置及方法(申请号：CN 104390883 A)本实用新型提供了一种新型吸附解吸实验装置级试验方法，主要有参考室、样品缸、围压泵、高压驱替泵、真空泵、气罐组、恒温系统、各项压力表等组成，并且参考室、样品缸、压力传感器均置于恒温系统中。其中的样品缸主要由样品室、围压室、左右堵头、筒体、探头上的左右电极和围压室中侧电极组成。围压室通过高压管线与围压泵相连接，通过围压泵向围压室增加围压，能够模拟岩石样本在地层中的真实条件。气罐组连接恒温系统中的高压管线中，装入了脉冲发射器，亦可使通过岩心的气体模拟出真实的地下渗流条件。本实用新型原理可靠，装置结构简单，操作简单、安全。并且本实用新型的优势在于，在能够模拟真实地层环境的基础上，确定不同储层温度和压力条件，并且岩样对甲烷的吸附解吸规律，对页岩气赋存形态研究以及储量计算可以提供合理的实验数据。但在测试低于束缚水饱和度条件下含水饱和度影响时难度较大，不能保障含水饱和度的均匀，同时需要反复拆卸，容易破坏岩心，且一台设备仅能测试吸附量。高温高压吸附测试仪(CN202066774U)本实用新型高温高压吸附测试仪，用于煤层气、页岩气在不同压力条件下等温吸附量、解吸量测试。高温高压吸附测试仪，包括气体增压装置、吸附装置、温度控制装置、升降装置和数据采集系统；气动开关阀连接在氦气瓶，气动开关阀出口端连接安全阀、梭阀和高压驱替泵，高压驱替泵的出口并联有2～8个气动切换阀；每个气动切换阀连接一个参考罐和一个样品吸附罐；在参考罐和样品吸附罐的另一端分别连接有压力变送器。在恒温油槽的底部固定有制冷系统的蒸发器；在恒温油槽内固定有带孔隔板、电加热元件和温度控制仪。效果是：结构合理、紧凑，便于移动，使用方便，尤其适用于煤、页岩气解吸和吸附量的室内实验。该装置测定的吸附量破坏了岩心结构，且不能测试含水饱和度阶段对吸附量的影响等。

综上所述，现有用于测量煤/页岩气吸附量仪器在低于含水饱和度吸附量时很难测定饱和度的均匀程度对实验结果造成一定偏差；只能单一的进行吸附解吸的实验，需要不同试验设备测试岩心其他基础参数，反复装卸容易造成岩心结构的破坏。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种基于多功能煤/页岩超高压气体吸附解析实验装置的页岩气吸附方法，旨在解决现有用于测量页岩气吸附量的仪器功能单一，不能改变岩心的含水量，且反复拆卸对岩心孔隙结构的改变，从而使测得的数据与真实地层中的相应数据有较大偏差等问题。

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：

本实用新型的一种多功能煤/页岩超高压气体吸附解析实验装置，所述多功能煤/页岩超高压气体吸附和渗流实验评价装置设置有驱替泵，所述驱替泵通过高压管线与第一阀门、高压中间容器、第六压力表及第十三阀门相连，又与第二阀门、高压中间容器、第五压力表及第十二阀门相连。

进一步，设置真空泵，所述真空泵通过高压管线，与第十四阀门、高压中间容器、高压中间容器、脉冲发射器、第十阀门、排空阀及恒温系统相连。