[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

说明书

本发明公开了一种吸附型页岩气解吸速率测定实验装置及方法，包括气罐、增压泵、岩心室、气体测定装置；所述气罐的上端分别与气体测定装置的左右两端、岩心室的上端连通，其下端依次与增压泵、岩心室的下端连通，所述岩心室的上端还与气体测定装置的左端连通。本发明的有益效果：该发明装置能够模拟不同温度压力下的地层环境，准确控制温度压力参数，实时监测记录数据并进行实时计算，计算结果准确性高。

技术领域

本发明属于油气田开发研究技术领域，具体涉及一种吸附型页岩气解吸速率测定实验装置及方法。

背景技术

页岩气高效开发不仅是对能源的补充，更是天然气工业技术的进步，吸附型页岩储层中，气体在页岩孔隙中的赋存状态分为游离、溶解和吸附三种形态，吸附气以吸附形式吸附在基岩孔隙有机质表面，游离气存在于基质孔隙中和裂缝中，溶解气溶解于水、干酪根、沥青质、液态烃等中。自生自储是页岩气藏的特点之一，页岩储层中气体的运移是多尺度流动，运移时有游离和吸附两种状态，吸附型页岩气藏中降压开采过程中，气体的解吸规律不仅对页岩气的渗流规律有很大的影响，而且解吸规律同样会影响气藏产量的递减速率。吸附气在页岩储量中占有重要比例，同样吸附气的采出在页岩开发中具有很大的经济因素，和游离气的开采一样，有效开采吸附气对页岩气藏的高效开发、提高采收率具有重要意义。

目前对于气体解吸的实验装置、煤岩的气体吸附以及致密岩石的气体吸附已有不少研究，但关于吸附型页岩气藏吸附解吸速率的相关实验装置尚未进行研制，实验模拟条件中既能改变模拟温度又能改变模拟压力的研究较少以及吸附气发生解吸现象后气体的解吸体积或解吸量的准确测定受多种实验因素影响，对这些影响因素尚未进行探讨。通过调研一些专利涉及气体吸附相关知识，专利《致密岩石气体解吸速率测试装置》(CN103776713A)通过发明致密岩石气体解吸速率测试装置，通过计算排出液体体积计算岩石样品的解吸速率，但未考虑解吸气体排液时所需克服液体阻力，气体解吸后流出端存在压力影响吸附气解吸量测量精度。在专利《一种煤岩解吸附试验方法》(CN102879290B)中，发明一种煤岩解吸附方法，将煤岩颗粒放在不同温度、压力以及转速循环水下，分析液体影响下甲烷的解吸规律，通过调整管路上的回压阀实现压力变化，从而控制煤岩样品吸附解吸压力，该方法对压力的调节操作复杂以及对压力精确的控制难度较大。专利《一种岩石含气数据的测定方法及装置》(CN106290058B)中，在测定岩石的含气数据中，对吸附气进行解吸测定，其发明装置中通过将待测岩石自然解吸，监测解吸速率进而获取自然解吸所得解吸气体积，该装置中只能进行气体的解吸，不能实现气体在装置内的吸附现象。

因此，对吸附型页岩气解吸速率测定实验装置提出了新的要求，包括：1)页岩吸附气发生解吸后气体解吸量准确测定；2)能够实现准确控制模拟的地层温度和压力参数；3)解吸后的气体流动无阻力(阻力可忽略)；4)当页岩气开发压力降低时，可以快速调节压力降低，并且压力波动较小。

发明内容

为了克服现有技术中的缺点，本发明提供一种吸附型页岩气解吸速率测定实验装置及方法，该装置可以实现岩心样品的气体吸附模拟实验，吸附气的解吸速率测定以及通过计算机对其数据监测和采集，整套管路的气体循环；通过该装置，改变岩心所处的不同温度压力进行模拟不同条件下吸附气的解吸速率；该发明装置能够模拟不同温度压力下的地层环境，准确控制温度压力参数，实时监测记录数据并进行实时计算，计算结果准确性高。

本发明解决上述技术问题所提供的技术方案是：一种吸附型页岩气解吸速率测定实验装置，包括气罐、增压泵、岩心室、气体测定装置；所述气罐的上端分别与气体测定装置的左右两端、岩心室的上端连通，其下端依次与增压泵、岩心室的下端连通，所述岩心室的上端还与气体测定装置的左端连通。

进一步的技术方案是，所述气体测定装置包括透明的外壳、无阻滑片，所述外壳具有光滑的内腔，所述内腔内壁上设有标定刻度，所述无阻滑片安装在所述内腔内。

进一步的技术方案是，所述岩心室为内外双层结构，其具有环空，所述环空内设有环形盘，所述环形盘上设有把手。