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原文传递一种泥页岩高压气体等温吸附量测定方法及装置

专利名称：	一种泥页岩高压气体等温吸附量测定方法及装置
摘要：	本发明提供了一种泥页岩高压气体等温吸附量测定方法及装置。该测定装置包括：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。本发明还提供了利用上述测定装置的吸附量测定方法。本发明的技术方案适用气体于石油、地质、矿业领域在实验室进行岩石气体等温吸附量测定，具有以下优点：克服了高压条件下气体等温吸附测定实验中出现的“负吸附”现象；提高了高压条件下气体等温吸附量测定的精度；实现了泥页岩等低吸附量岩石的高压气体等温吸附量测定。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	北京;11
申请人：	中国石油天然气股份有限公司
发明人：	田华;邹才能;张水昌;柳少波;马行陟
专利状态：	有效
申请日期：	2018-11-14T00:00:00+0800
发布日期：	2019-05-03T00:00:00+0800
申请号：	CN201811351402.0
公开号：	CN109708993A
代理机构：	北京三友知识产权代理有限公司
代理人：	姚亮
分类号：	G01N7/04(2006.01);G;G01;G01N;G01N7
申请人地址：	100007 北京市东城区东直门北大街9号
主权项：	1.一种泥页岩高压气体等温吸附量测定装置，其包括：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所述的测定装置，其中，所述样品室设有排空管路。 3.根据权利要求1所述的测定装置，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。 4.一种泥页岩高压气体等温吸附量测定方法，其是采用权利要求1-3任一项所述的装置进行测定，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，Vr为参考室的体积，mL； Pr1为输入参考气体之后参考室中的压力，MPa； Ptv1为平衡后的压力，MPa； Vtv1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所述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。 5.根据权利要求4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。 6.根据权利要求4所述的测定方法，其中，在步骤1中，所述抽真空是抽至真空度为-1.0MPa。 7.根据权利要求4所述的测定方法，其中，所述步骤1按照以下方式进行：将泥页岩样品置于样品室中，将参考室和样品室置于恒定温度，向参考室输入参考气体，使其压力达到预定测定压力，使参考室中的参考气体向样品室膨胀，测定平衡后的压力，计算样品室自由体积，将参考气体排空。 8.根据权利要求4-7任一项所述的测定方法，其中，所述参考气体为惰性气体。 9.根据权利要求8所述的测定方法，其中，所述参考气体为氦气。 10.根据权利要求4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。 11.根据权利要求10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。 12.根据权利要求4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。 13.根据权利要求4或12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Ve； Ve＝mc·Vp 式2 其中，mc为样品质量，g； Vp为样品孔容，cm3/g。 14.根据权利要求4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： Vtv(i+1)＝Vtvi-Vei 式4 其中： Δgi为增加的吸附量，cm3/g样品； Vr为参考室体积，mL； Vtvi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； Vtv(i+1)为校正后的样品室自由体积，即除样品颗粒之外的样品室体积，mL； Vei为泥页岩样品相应的孔隙体积，cm3/g； mc为样品质量，g； Bg为标准状态的地层校正因子，无量纲； Psc为标准状态的压力，1atm； Zsc为标准状态温度、压力下的气体压缩因子，量纲为一； Tsc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，℃； Bgr(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； Bgri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； Bgtv(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； Bgtvi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。 15.根据权利要求4所述的测定方法，其中，所述步骤5按照以下方式进行：根据需要，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。
所属类别：	发明专利