[发明专利]基于动态平衡的页岩吸附解吸及降压开采模拟装置及方法

权利要求书

1.基于动态平衡的页岩吸附解吸及降压开采模拟装置，其特征在于，包括：

注气系统，用于提供纯气体或混合气体，包括多个连接至第一六通阀的高压气瓶，第一六通阀与标准室相连；

增压系统，用于增大标准室内气体压力，包括彼此相连的平流泵和中间容器，中间容器连接至所述第一六通阀；

吸附系统，包括并联的粉末状岩心样品室和块状岩心样品室，二者一端分别通过第二六通阀连接标准室，另一端通过第三六通阀连接起动态平衡作用的平衡室；

降压开采系统，通过第四六通阀与平衡室相连，包括回压阀和分别与所述回压阀相连的第一手摇泵、气体流量计；

集气系统，收集降压开采解吸出的气体，包括与气体流量计相连的储气室；

数据采集系统，实现试验数据实时精确自动采集。

2.根据权利要求1所述的基于动态平衡的页岩吸附解吸及降压开采模拟装置，其特征在于，所述注气系统包括CH₄高压气瓶、CO₂高压气瓶和He高压气瓶，三者分别通过管路连接至第一六通阀的不同接口，且所述管路上均设置减压阀。

3.根据权利要求1所述的基于动态平衡的页岩吸附解吸及降压开采模拟装置，其特征在于，所述第二六通阀、第三六通阀、第四六通阀均连接精密压力传感器。

4.根据权利要求1所述的基于动态平衡的页岩吸附解吸及降压开采模拟装置，其特征在于，所述吸附系统设于温度控制系统内部，实现不同温度条件的温度控制；所述温度控制系统包括恒温水箱。

5.根据权利要求1所述的基于动态平衡的页岩吸附解吸及降压开采模拟装置，其特征在于，所述手摇泵与回压阀之间通过管路相连，且所述管路上具有闸阀，闸阀与第一手摇泵之间设有精密压力传感器。

6.根据权利要求1所述的基于动态平衡的页岩吸附解吸及降压开采模拟装置，其特征在于，还包括抽真空系统，所述抽真空系统包括与第四六通阀相连的真空泵。

7.根据权利要求1所述的基于动态平衡的页岩吸附解吸及降压开采模拟装置，其特征在于，所述储气室一端连接精密压力传感器，且二者之间具有闸阀；储气室与气体流量计之间也设置闸阀。

8.根据权利要求1所述的基于动态平衡的页岩吸附解吸及降压开采模拟装置，其特征在于，所述块状岩心样品室通过管路连接围压系统，围压系统包括第二手摇泵，第二手摇泵与块状岩心样品室之间设有精密压力传感器和闸阀。

9.根据权利要求1-8任一所述的基于动态平衡的页岩吸附解吸及降压开采模拟装置的试验方法，其特征在于，包括：

(1)模拟地层条件下气体在页岩中的吸附过程：

打开恒温水箱调至设定温度，打开一个或多个高压气瓶，高压气体进入标准室中混合，观察精密压力传感器的压力数据，若压力值低于设定压力，打开增压系统，向中间容器内注水加压，观察精密压力传感器的压力数据至达到设定压力；连通标准室与粉末状岩心样品室或块状岩心样品室，进行等温吸附实验；

(2)模拟地层条件下气体在页岩中以不同压降速率进行的解吸过程：

打开恒温水箱调至设定温度，调节第一手摇泵至其精密压力传感器的压力与连接第二六通阀的精密压力传感器在吸附完成时的压力相等；将吸附结束的标准室与粉末状岩心样品室或块状岩心样品室与平衡室连通，调节第一手摇泵控制压降速度，并通过回压阀控制解吸压力，根据气体流量计实时监测解吸数据，完成解吸实验；

(3)模拟地层条件下页岩降压开采过程：

连通块状页岩吸附室，利用围压系统对其施加围压，通过恒温水箱调节实验温度，模拟页岩在井筒中的取心过程，并根据数据采集系统实现数据采集，完成页岩降压开采实验。

10.根据权利要求9所述的基于动态平衡的页岩吸附解吸及降压开采模拟装置的试验方法，其特征在于，通过页岩降压开采实验数据，根据不同压降速率计算损失气逸散时间，根据数据采集系统完成的数据采集将产出气量进行分段统计，分别得到损失气量、解吸气量，实现对页岩含气量的评价。