[发明专利]一种吸附型页岩气解吸速率测定实验装置及方法

权利要求书

1.一种吸附型页岩气解吸速率测定实验装置，其特征在于，包括气罐(1)、增压泵(2)、岩心室(6)、气体测定装置(9)；所述气罐(1)的上端分别与气体测定装置(9)的左右两端、岩心室(6)的上端连通，其下端依次与增压泵(2)、岩心室(6)的下端连通，所述岩心室(6)的上端还与气体测定装置(9)的左端连通，所述气体测定装置(9)包括透明的外壳、无阻滑片(13)，所述外壳具有光滑的内腔，所述内腔内壁上设有标定刻度(14)，所述无阻滑片(13)安装在所述内腔内，所述岩心室(6)为内外双层结构，其具有环空(5)，所述环空(5)内设有环形盘(10)，所述环形盘(10)上设有把手(11)。

2.根据权利要求1所述的一种吸附型页岩气解吸速率测定实验装置，其特征在于，所述环空(5)内设有加热器(12)。

3.根据权利要求2所述的一种吸附型页岩气解吸速率测定实验装置，其特征在于，所述气罐(1)上端与气体测定装置(9)右端之间第三阀门(4c)；所述岩心室(6)上端与气罐(1)上端之间设有第一阀门(4a)；所述气体测定装置(9)左端与岩心室(6)上端之间设有第四阀门(4d)；所述岩心室(6)下端与增压泵(2)之间均设有第二阀门(4b)。

4.根据权利要求3所述的一种吸附型页岩气解吸速率测定实验装置，其特征在于，所述岩心室(6)上设有温度压力表(7)，该装置还包括计算机(8)，所述计算机(8)与温度压力表(7)电路连接。

5.一种采用权利要求4所述的一种吸附型页岩气解吸速率测定实验装置的实验方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)检查装置中管路系统是否连接无误，阀门的开闭状态是否正确，无阻滑片位置是否处于零刻度，是否与轴向垂直，以及检查装置气密性；

(2)首先打开第一阀门(4a)、第二阀门(4b)，同时关闭第三阀门(4c)、第四阀门(4d)；然后打开增压泵(2)，调节至低流量使气体循环通过岩心室(6)内的岩心，发生气体吸附，根据岩心所处的不同环境确定气固发生吸附时间，直至岩心充分吸附气体，使岩心中气体吸附解吸处于动态平衡；

(3)关闭增压泵(2)，然后关闭阀门第一阀门(4a)、第二阀门(4b)，同时打开第三阀门(4c)、第四阀门(4d)，在计算机(8)上输入模拟地层的温度；再通过旋转把手(11)，改变环空(5)的体积进而改变岩心室(6)内岩心承受的压力，即用来模拟页岩气开采过程中地层压力降低这一动态开采过程气体吸附解吸规律；

(4)关闭增压泵，然后关闭阀门第一阀门(4a)、第二阀门(4b)，同时打开第三阀门(4c)、第四阀门(4d)，在计算机上输入模拟地层的压力，通过加热器(12)对环空(5)中的液体进行加热，改变岩心室(6)内岩心所处环境的温度，即用来模拟页岩气开采过程中不同储层温度对页岩气吸附解规律；

(5)记录无阻滑片开始移动的时间即气体开始发生吸附，间隔一段时间Δt后，记录下无阻滑片的位置Δl_i，即得到一系列时间和滑片位移的离散数据点，然后根据以下公式进行计算页岩气解吸量：

式中：V为气体解吸量，cm³/g；D为滑片直径，cm；Δl_i为第i个时间点无阻滑片移动位移，cm；

(6)拟合上述步骤得出的气体解吸量和时间的关系曲线，曲线斜率即吸附型页岩气发生解吸现象的解吸速率；

(7)通过改变不同模拟地层压力和模拟地层温度，得出不同条件下的吸附型页岩气解吸规律。