[发明专利]一种基于压差法准确测量页岩含气量的装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及页岩储层领域，尤其涉及一种基于压差法准确测量页岩含气量的装置和方法。

背景技术

页岩气是一种存在于页岩中，自生自储的非常规天然气资源。评价页岩是否具有工业化储量，含气量是一个非常重要的参数。要有效地评价某地区是否具有工业化的前景，必须建立准确的含气量评价数据，这些含气量数据用于储层评价、资源评价和生产预测。因此，要了解页岩含气量，必须准确测试含气量，提供一种能够将准确测量页岩含气量的方法和装置设备。

目前，页岩气含气量的测量通常采用解吸集气，直接读取气体体积方法，此法得到的气体体积误差较大，可信度较低，饱受质疑。因此，如何准确测量页岩的真实含气量在勘探开发中就显得非常重要。

发明内容

有鉴于此，本发明的实施例提供了一种能准确测量不同温度解吸集气的体积，通过拟合损失对解吸集气体积进行较正的基于压差法准确测量页岩含气量的装置和方法。

本发明的实施例提供一种基于压差法准确测量页岩含气量的装置，包括一集气装置，所述集气装置的下端设有一压差传感器，所述压差传感器包括上采样头和下采样头，所述上采样头设在集气装置的上端，所述下采样头设在集气装置的下端，所述集气装置的上方侧面开有进水/气口和排气口，所述集气装置的下方侧面开有排水口，所述排气口和排水口通过电磁阀控制打开和闭合，打开排气口，闭合排水口，通过所述进水/气口向集气装置中注水，所述集气装置中的气体从排气口中排出，所述集气装置中水量逐渐增加至充满水，闭合排气口，打开排水口，所述进水/气口连通页岩气解吸装置，所述页岩气解吸装置产生的页岩气通过所述进水/气口收集在集气装置中，随着页岩气的收集，所述集气装置中的水从排水口排出，所述压差传感器的上采样头实时测量集气装置中气体的压强，所述压差传感器的下采样头实时测量集气装置中液体的压强，通过气体和液体的压强差得到液面的高度，进而得到集气装置中收集页岩气的体积。

进一步，所述压差传感器的量程为0-3Kpa，采用4-20毫安电流输出信号，采样率为200HZ。

进一步，所述集气装置的上端还设有一压力传感器，所述压力传感器实时测量页岩气解吸装置和集气装置连通空间的系统压力，用于拟合损失的页岩气，进而校正页岩气的体积。

进一步，所述压力传感器的量程为0-120KPa，采用4-20毫安电流输出信号，采样率为200HZ。

进一步，所述页岩气解吸装置中设有温度传感器，所述温度传感器实时测量页岩气解吸的温度，即得到不同温度，解吸页岩气的体积。

进一步，所述温度传感器的量程为0-120℃，采用4-20毫安电流输出信号，采样率为200HZ。

进一步，所述进水/气口、排气口和排水口均连接快速插拔接头，并通过所述快速插拔接头外接测量页岩含气量的仪器，所述进水/气口、排气口和排水口开有二分螺纹孔，所述进水/气口、排气口和排水口均通过二分螺纹孔连接快速插拔接头。

进一步，所述快速插拔接头为直角快速插拔接头，外径为6mm，所述快速插拔接头和二分螺纹孔间通过硅胶管连接，所述电磁阀设在硅胶管上，所述电磁阀为常闭式电磁阀。

一种基于压差法准确测量页岩含气量的方法，包括以下步骤：

S1.打开排气口，闭合排水口，通过所述进水/气口向集气装置中注水，所述集气装置中的气体从排气口中排出，集气装置中水量逐渐增加至充满水；

S2.闭合排气口，打开排水口，所述进水/气口连通页岩气解吸装置，开始页岩气解吸实验，温度传感器实时测量页岩气解吸的温度；页岩气解吸装置产生的页岩气通过所述进水/气口收集在集气装置中，随着页岩气的收集，所述集气装置中的水从排水口排出，压差传感器的上采样头实时测量集气装置中气体的压强，所述压差传感器的下采样头实时测量集气装置中液体的压强，压力传感器实时测量页岩气解吸装置和集气装置连通空间的系统压力；

S3.根据步骤S2得到的气体和液体的压强差得到液面的高度，进而计算集气装置中收集页岩气的体积，同时，根据压力传感器测量的系统压力对页岩气的损失进行拟合，进而得到不同温度，解吸页岩气的体积。

进一步，所述步骤S3中，集气装置中收集页岩气体积的计算公式如下：

V＝r²π(h-H)

式中：V为页岩气体积；r为集气装置内径的一半，h为集气装置的高度，H为液面高度，ΔP为气体和液体的压强差，ρ为水的密度。