[发明专利]一种泥页岩高压气体等温吸附量测定方法及装置

权利要求书

1.一种泥页岩高压气体等温吸附量测定方法，其是采用泥页岩高压气体等温吸附量测定装置进行测定，具体包括如下步骤：

步骤1：将泥页岩样品置于样品室中，将参考室和样品室抽真空，置于恒定温度，向参考室输入参考气体以达到一定的压力，然后使参考室中的参考气体向样品室膨胀，测定平衡后的压力，按照式1计算样品室自由体积，将参考气体排空；

其中，V_r为参考室的体积，mL；

P_r1为输入参考气体之后参考室中的压力，MPa；

P_tv1为平衡后的压力，MPa；

V_tv1为样品室自由体积，mL；

步骤2：对泥页岩样品进行低温气体吸附，利用分子探针测定泥页岩样品小于测试气体的分子动力学直径的孔容，通过计算得到泥页岩样品相应的孔隙体积；其中，所述测试气体的分子动力学直径是指标准状态下的分子动力学直径或者对应于恒定温度和预定测试压力下的分子动力学直径；将泥页岩样品相应的孔隙体积从样品室自由体积中减去，得到校正后的样品室自由体积；

步骤3：向参考室中输入测试气体以达到预定测试压力，然后使参考室中的测试气体向样品室膨胀，测定平衡后的压力，计算得到测试气体总含量；

将测试气体总含量减去自由体积测试气体含量，求得测试气体吸附体积；

步骤4：增大预定测试压力，重复步骤3或者重复步骤2和3，实现不同压力点的测量；其中，在每个压力点，达到吸附平衡后，计算相对上一个压力点增加的吸附量，完成泥页岩高压气体等温吸附量的测定；

其中，所述泥页岩高压气体等温吸附量测定装置包括：第一气瓶、第二气瓶、参考室、样品室、第一压力表、第二压力表，其中：所述第一气瓶和所述第二气瓶分别与所述参考室连通；所述参考室与所述样品室连通；所述第一压力表与所述参考室连接；所述第二压力表与所述样品室连接。

2.根据权利要求1所述的测定方法，其中，所述样品室设有排空管路。

3.根据权利要求1所述的测定方法，其中，所述第一气瓶、所述第二气瓶与所述参考室的连通管路上分别设有阀门；

所述参考室与所述样品室的连通管路上设有阀门；

所述样品室的排空管路上设有阀门。

4.根据权利要求1所述的测定方法，其中，该测定方法还包括步骤5：改变恒定温度，重复步骤1-4，实现不同恒定温度下的测量，完成泥页岩高压气体等温吸附量的测定。

5.根据权利要求1-4任一项所述的测定方法，其中，所述参考气体为惰性气体。

6.根据权利要求5所述的测定方法，其中，所述参考气体为氦气。

7.根据权利要求1所述的测定方法，其中，所述测试气体包括有机气体、无机气体或者有机气体与无机气体的混合物。

8.根据权利要求7所述的测定方法，其中，所述有机气体包括甲烷和/或乙烷，所述无机气体包括二氧化碳，所述有机气体与无机气体的混合物为天然气。

9.根据权利要求1所述的测定方法，其中，在步骤2中，所述分子探针采用的气体包括二氧化碳、一氧化碳、氮气、氩气和氪气中的一种。

10.根据权利要求1或9所述的测定方法，其中，所述步骤2按照以下方式进行：

对泥页岩样品进行低温二氧化碳吸附，利用分子探针测定泥页岩样品中孔径小于特定温压条件下的测试气体的分子动力学直径的孔的孔容并通过式2计算得到孔隙体积，记为V_e；

V_e＝m_c·V_p 式2

其中，m_c为样品质量，g；

V_p为样品孔容，cm³/g。

11.根据权利要求1所述的测定方法，其中，所述步骤4按照以下方式进行：

增大预定测试压力，重复步骤3或者步骤2和3，实现不同压力点的测量；

在每个压力点，吸附平衡后，计算相对上一个压力点增加的吸附量，所述计算按照式3-式5进行：

V_tv(i+1)＝V_tvi- V_ei 式4

其中：

Δg_i为增加的吸附量，cm³/g样品；

V_r为参考室体积，mL；

V_tvi为校正前利用参考气体直接测得的样品室自由体积，即除样品颗粒之外的样品室体积，mL；

V_tv(i+1)为校正后的样品室自由体积，即除样品颗粒及样品相应的孔隙体积之外的样品室体积，mL；

V_ei为泥页岩样品相应的孔隙体积，cm³/g；

m_c为样品质量，g；

B_g为标准状态的地层校正因子，无量纲；

P_sc为标准状态的压力，1atm；

Z_sc为标准状态温度、压力下的气体压缩因子，量纲为一；

T_sc为标准状态的温度，25℃；

Z为气体压缩因子，量纲为一；

P为泥页岩等高压气体吸附量测定过程的每个压力点的压力，MPa；

T为泥页岩等高压气体吸附量测定过程的每个压力点对应的温度，℃；

B_gr(i+1)为第i+1个压力点对应的预定测试压力下的地层校正因子，无量纲；

B_gri为第i个压力点对应的预定测试压力下的地层校正因子，无量纲；

B_gtv(i+1)为第i+1个压力点对应的测试气体向样品室膨胀并达到平衡后的压力下的地层校正因子，无量纲；

B_gtvi为第i个压力点对应的测试气体向样品室膨胀并达到平衡后的压力下的地层校正因子，无量纲。