CN104155207A - 含气量解吸测定装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种含气量解吸测定装置，包括：与解吸气源连接的第一电磁阀，与所述第一电磁阀连接的气水分离装置，与所述气水分离装置连接的第二电磁阀，与所述第二电磁阀连接的气体容器，所述气体容器的出口设有第三电磁阀，其中，所述气体容器设有压力测量装置，所述压力测量装置与数据处理系统连接，所述第一和第二电磁阀用于控制进气，所述第三电磁阀用于控制放气。根据本发明提供的方法和装置，能够直接、自动测量气体的体积，且能适应解吸量大小不等的岩石样品，采集周期短。根据本发明提供的装置，耗电量小，操作简便，体积适中，适合于野外现场使用。

Description

含气量解吸测定装置
技术领域
本发明涉及石油勘探领域，具体涉及一种非常规油气勘探中页岩气、煤层气等现场解吸量测定所用的装置。
背景技术
页岩气和煤层气是赋存在页岩或煤岩中的天然气。在页岩或煤层等非常规油气勘探中，页岩气和煤层气含量的大小直接关系页岩气和煤层气的开发前景，要有效地评价某地区页岩气或煤层气是否具有商业化前景，必须建立准确的含气量数据，这些含气量数据用于气藏模拟和生产预测。为此，必须了解页岩岩心或煤心的含气量和解吸特性。因此，页岩气/煤层气含气量测试设备对于页岩气和煤层气勘探开发非常重要。
以页岩气为例，目前用于页岩气现场解吸量测量的仪器有两类：一类是以质量流量计为计量方式的页岩气现场解吸量测定仪，这类仪器可以实现自动化计量，但是由于质流流量计量体积时要求气体组成单一或组成不变，测量不同的气体，需经过换算才得到气体流过流量计的真实体积，并且当气体中含有水蒸气时，其测量值将会发生较大偏离，对于页岩的现场解吸气测量，其组分随着解吸时间的推移也会发生变化，岩心出筒不可避免的要含有一定的水分，这也直接影响了测量结果。如果停电，他就无法采用手动计量。第二类方法是采用传统的排水集气法进行测量，读数时需要人工将盛水的容器移致计量玻璃管附近，用肉眼进行水位对齐后进行读数。一筒岩心出来后，一般要取3-4个样以上，由于现场解吸量的计量周期最短需要每2分种读一个数，夜间也必须随时有人进行读数，所以工作量很大，且未能实现自动化，同时当玻璃管充满气体后，则无法切换测量。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供了一种含气量的现场解吸测量装置及其测量方法，能够直接自动计量体积，能适应解吸量大小不等的岩石样品。
根据本发明的一个方面，提供了一种含气量解吸测定装置，包括：与解吸气源连接的第一电磁阀，与所述第一电磁阀连接的气水分离装置，与所述气水分离装置连接的第二电磁阀，与所述第二电磁阀连接的气体容器，所述气体容器的出口设有第三电磁阀，其中，所述气体容器设有压力测量装置，所述压力测量装置与数据处理系统连接，所述第一和第二电磁阀用于控制进气，所述第三电磁阀用于控制放气。
根据上述装置，能够直接、自动计量气体的体积，仪器准确度高，能适应解吸量大小不等的岩石样品。
在上述装置中，所述气体容器外设置有保温装置。通过设置保温装置，能够确保测量过程中气体容器的温度恒定，从而有利于避免温度的微小变化对测量的影响，从而有利于提高测量的精确性。
在上述装置的一个具体实施例中，所述气水分离装置为气水分离器。通过气水分离装置（如气水分离器）能够过滤解吸气体中的水蒸气，从而避免水蒸气对测量的影响。
本发明中，所述解吸气源包括非常规天燃气，如煤层气、页岩气等。
根据本发明的另一个方面，提供了一种利用上述装置测定含气量的方法，包括将解吸气体进行气水分离，然后通入气体容器，通过压力测量装置测定气体容器内的压力并将压力信号传送至数据处理系统。
根据上述方法，根据解吸气体进入气体容器后所述气体容器中的压力，通过玻义尔-玛律特定律计算出气体体积。由于解吸罐中的样品的量是定量的，从而可以得到样品中的含气量。根据本发明提供的方法，其采集周期短，可适用于不量解吸量的样品，计量的是气体的体积与气体分子质量无关，数据精确可靠。
在上述方法中，所述气体容器内的温度恒定。恒定的温度有利于提高测量的精确性，避免温度的变化对测量带来的不利因素。
根据本发明的另外一个方面，提供了一种含气量解吸测定装置，包括：分别与不同解吸气源连接的若干个第一电磁阀，与所述第一电磁阀连接的气水分离装置，与所述气水分离装置相连的第二电磁阀，与所述第二进气磁阀连接的气体容器，所述气体容器的出口设有第三电磁阀，其中，所述气体容器设有压力测量装置，所述压力测量装置与数据处理系统相连，所述第一和第二电磁阀用于控制进气，所述第三电磁阀用于控制放气。
在上述装置中，所述若干个进气磁阀分别于不同的解吸气源连接，通过定时切换进气磁阀，一台设备可检测若干个样品，提高了检测效率。
在上述装置中，所述气体容器外设置有保温装置。通过设置温度装置，可以确保测量过程中温度不变，有利于提高测量的精确性。
在上述装置的一个具体实施例中，所述气水分离装置为气水分离器。通过气水分离装置（如气水分离器）能够过滤解吸气体中的水蒸气，避免了水蒸气对测量的影响。
根据本发明的另外一个方面，提供了一种利用上述装置测量含气量的方法，包括依次打开所述的第一电磁阀，解吸气体进行气水分离，然后经第二电磁阀进入气体容器，通过压力测量装置测定气体容器内的压力并将压力信号传送至数据处理系统。
在上述方法的一个具体实施例中，所述气体容器内的温度恒定。
通过上述方法，可在较短的时间内测量若干个样品，有利于缩短检测时间，提高检测效率。
在本发明的一个具体实施例中，所述数据处理系统通过计算得出所述气体体积。在本发明中，所述数据处理系统还可记录测量时间等参数，可对来自同一样品的解吸气体的体积进行累计计算，进而得到样品的含气量。所述数据处理系统中的数据也可保存在存储设备，在其他设备中进行后续处理。
本发明中，所述解吸气体为各种非常规天燃气，如煤层气、页岩气等。
本发明是根据玻义尔-玛律特定律设计，采用包括具有固定容积的气体容器（如储气罐）和压力测量装置（如传感器），根据解吸气体进入气体容器后气体容器的压力变化，计算出气体体积，采集周期短，可适用于不量解吸量的样品，数据精确可靠。
根据本发明提供的方法和装置，能够直接、自动测量气体的体积，且能适应解吸量大小不等的岩石样品，采集周期短；能够避免水蒸气对测量代来的影响，数据精确可靠。根据本发明提供的装置，耗电量小，在没有电源的情况下，通过一个小型UPS就可为仪器供电；操作简便，体积适中，适合于野外现场使用。根据本发明提供的方法和装置，可同时测定多个样品，提高了测定效率，具有宽广的应用前景。
附图说明
图1显示了根据本发明的一个实施例的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，但并不构成对本发明的任何限制。
图1显示了根据本发明的一个实施例的示意图。图中，附图标记8.1-8.6为第一电磁阀，其分别与不同解吸气源连接。在一个具体的实施例中，解吸罐中的岩石样品作为解吸气源。所述第一电磁阀8.1-8.6为并联连接。与所述第一电磁阀8.1-8.6连接的气水分离装置1。在一个具体的实施例中，所述气水分离装置1为气水分离器。第二电磁阀2与所述气水分离装置1相连的。所述第二电磁阀2用于定时开启使气体进入容器。气体容器4与所述第二电磁阀2连接。在一个具体的实施例中，所述气体容器4的容积为4000ml。在另一个具体的实施例中，所述气体容器4外设置有保温装置5，如保温箱。所述气体容器的出口设有第三电磁阀6，所述第三电磁阀用于控制放气。所述气体容器4设有压力测量装置3，所述压力测量装置3与数据处理系统7相连。测量结束后，通过第三电磁阀6使气体容器与大气保持连通。
下面对本发明中的装置进行模拟实验。
将50mL空气由第一电磁阀8.1、气水分离器1和第二电磁阀2注入气体容器4后，关闭第二电磁阀2，此时气体容器4内的气体压力增加，通过压力测量装置3测定所述气体容器4内的压力，约10秒钟后，压力显示稳定，所述压力测量装置3将所述数值传送至数据处理系统7，由其计算得到的气体体积为50.04mL。打开第三电磁阀6放气。
由此表明，根据本发明提供的装置测量精度很高，本发明提供的方法可靠实用。
应当注意的是，以上所述的实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明的任何限制。通过参照典型实施例对本发明进行了描述，但应当理解为其中所用的词语为描述性和解释性词汇，而不是限定性词汇。可以按规定在本发明权利要求的范围内对本发明作出修改，以及在不背离本发明的范围和精神内对本发明进行修订。尽管其中描述的本发明涉及特定的方法、材料和实施例，但是并不意味着本发明限于其中公开的特定例，相反，本发明可扩展至其他所有具有相同功能的方法和应用。

Claims (10)

1.一种含气量解吸测定装置，包括：与解吸气源连接的第一电磁阀，与所述第一电磁阀连接的气水分离装置，与所述气水分离装置连接的第二电磁阀，与所述第二电磁阀连接的气体容器，所述气体容器的出口设有第三电磁阀，其中，所述气体容器设有压力测量装置，所述压力测量装置与数据处理系统连接，所述第一和第二电磁阀用于控制进气，所述第三电磁阀用于控制放气。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述气体容器外设置有保温装置。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述气水分离装置为气水分离器。
4.根据权利要求1～3中任意一项装置测定含气量的方法，包括将解吸气体进行气水分离，然后通入气体容器，通过压力测量装置测定气体容器内的压力并将压力信号传送至数据处理系统。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述气体容器内的温度恒定。
6.一种含气量解吸测定装置，包括：分别与不同解吸气源连接的若干个第一电磁阀，与所述第一电磁阀连接的气水分离装置，与所述气水分离装置相连的第二电磁阀，与所述第二进气磁阀连接的气体容器，所述气体容器的出口设有第三电磁阀，其中，所述气体容器设有压力测量装置，所述压力测量装置与数据处理系统相连，所述第一和第二电磁阀用于控制进气，所述第三电磁阀用于控制放气。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述气体容器外设置有保温装置。
8.根据权利要求6或7所述的装置，其特征在于，所述气水分离装置为气水分离器。
9.根据权利要求6～8中任意一项所述装置测量含气量的方法，包括依次打开所述的第一电磁阀，解吸气体进行气水分离，然后经第二电磁阀进入气体容器，通过压力测量装置测定气体容器内的压力并将压力信号传送至数据处理系统。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述气体容器内的温度恒定。
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