[发明专利]一种用于容量法高压吸附实验的体积参数确定方法及系统

说明书

本发明提供了一种用于容量法高压吸附实验的体积参数确定方法及系统，该方法先针对实验系统的相关结构进行测前核验，进而全面考虑实验需求分析待测压力，综合参考缸和样品缸的体积标定数据建立待测数据列表；在拆开部件排水烘干后重组实验系统，根据实验需求选取一系列测试压力，结合待测数据列表中参考缸和样品缸的体积数据，针对实验样品测定不同压力条件下的自由空间体积。采用上述方案，全面保障实验部件可靠性的同时，避免了现有实验参数标定手段无法应用于高埋深油气藏的局限，不仅适用于各种压力条件，还能灵活反映不同压力下气体分子进入微纳米孔隙的影响，显著提升了体积参数标定的可靠性，为容量法吸附解吸实验提供精确的数据依据。

技术领域

本发明涉及油气藏地质与开发领域技术领域，尤其涉及一种用于容量法高压吸附实验的体积参数确定方法及系统。

背景技术

在油气藏地质与开发领域中，含气量是获取煤层气/页岩气藏储量的重要参数，常用的含气量测定方法有保压取芯法、现场含气量测定法以及实验室测定法。其中，实验室测定法分别测定吸附气量和游离气量，具体地，采用吸附实验测试吸附气量大小，根据岩心实验获得的孔隙度、含气饱和度等参数计算游离气量，将二者之和作为含气量数据，由此可见，准确测试样品吸附解吸实验曲线，对于评价含气量大小以及解吸气产出特征十分重要。

现有应用中，通过容量法吸附解吸实验获取样品吸附解吸实验曲线数据，对于容量法吸附解吸实验，实验前需要测定自由空间大小，自由空间是进行吸附量计算的关键参数，直接关系到吸附量的准确程度。现有的GB/T35210.1-2017《页岩甲烷等温吸附测定方法第1部分：容积法》中提供采用氦气注入法测量自由空间的手段，其令参考缸初始压力设置为最高测试压力的1/2，压力平衡后根据波马定律计算自由空间大小，但是这种方法对于煤层气、常压页岩等常规稳压气藏较为适用，将上述实验操作应用于深层煤层或页岩气藏时，则会受高压因素的干扰，无法获取准确可靠的测试结果；因此，需要对自由空间体积需要建立新的测试方法，从而为准确测试高压吸附解吸曲线奠定基础。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种用于容量法高压吸附实验的体积参数确定方法，所述方法中建立的自由空间体积测试逻辑能够反映高压对器壁和气体运动的影响，测试结果也更为准确，尤其适用于我国深层页岩气容量法吸附解吸实验中样品自由空间体积的测定。在一个实施例中，所述方法包括：

测前配置及处理步骤：针对实验系统的相关结构进行测前核验，并基于全面实验需求的待测压力分析结果，综合参考缸和样品缸的体积标定数据建立待测数据列表；

烘干重构步骤：拆开实验系统进行排水后，将各部件行烘干，并重新连接构成实验系统；

目标体积测井步骤：根据实验需求从待测数据列表中选取相应的不同测试压力，引入对应的参考缸体积和样品缸体积，加入样品后，控制控制精密计量泵和相关阀门向参考缸注入氦气，按照各测试压力分别测定参考缸和样品缸的实验体积数据，并计算各测试压力对应的自由空间体积。

优选地，一个实施例中，在所述测前配置及处理步骤中，包括：

测前核验步骤：针对实验系统控制高精度计量泵清零，进而开启气源阀门(2)、第一连接阀门(4)和第二连接阀门(5)，关闭第一控制阀门(1)和第二控制阀门(3)，注入预设气体对实验系统试压，直至核验确定系统的气密性满足实验要求，对实验系统抽真空。

进一步地，一个实施例中，在所述测前配置及处理步骤中，还包括：

待测压力分析步骤：统计当前开发设计油气藏的当前油气藏地层信息，并基于统计结果设置相关扩展油气藏地层信息，分析所述当前油气藏地层信息以及扩展油气藏地层信息的地层压力数据，作为反映全面实验需求的待测压力数据。

一个实施例中，在所述测前配置及处理步骤中，进一步包括：

参考缸体积标定步骤：控制精密计量泵和相关阀门按照所述待测压力数据，分别测定稳压情况下各类型参考缸的体积数据；