CN108181200B - 泥页岩等温吸附实验曲线校正方法及装置 - Google Patents

泥页岩等温吸附实验曲线校正方法及装置 Download PDF

Info

Publication number
CN108181200B
CN108181200B CN201711471344.0A CN201711471344A CN108181200B CN 108181200 B CN108181200 B CN 108181200B CN 201711471344 A CN201711471344 A CN 201711471344A CN 108181200 B CN108181200 B CN 108181200B
Authority
CN
China
Prior art keywords
adsorption
volume
langmuir
pressure
methane
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201711471344.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108181200A (zh
Inventor
方帆
孙冲
朱忠云
庄丽
张倩倩
喻燕平
方子和
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China Petroleum and Chemical Corp
Exploration and Development Research Institute of Sinopec Jianghan Oilfield Co
Original Assignee
China Petroleum and Chemical Corp
Exploration and Development Research Institute of Sinopec Jianghan Oilfield Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China Petroleum and Chemical Corp, Exploration and Development Research Institute of Sinopec Jianghan Oilfield Co filed Critical China Petroleum and Chemical Corp
Priority to CN201711471344.0A priority Critical patent/CN108181200B/zh
Publication of CN108181200A publication Critical patent/CN108181200A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108181200B publication Critical patent/CN108181200B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N7/00—Analysing materials by measuring the pressure or volume of a gas or vapour
    • G01N7/02—Analysing materials by measuring the pressure or volume of a gas or vapour by absorption, adsorption, or combustion of components and measurement of the change in pressure or volume of the remainder
    • G01N7/04—Analysing materials by measuring the pressure or volume of a gas or vapour by absorption, adsorption, or combustion of components and measurement of the change in pressure or volume of the remainder by absorption or adsorption alone

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)

Abstract

本发明提供了一种泥页岩等温吸附实验曲线校正方法及装置，涉及页岩气勘探开发技术领域。所述泥页岩等温吸附实验曲线校正方法包括：基于甲烷吸附相体积对自由空间体积的充填影响，获取各个压力点下的甲烷气体的过剩吸附量；基于所述各个压力点下的甲烷气体的过剩吸附量，获取所述各个压力点下的甲烷气体的绝对吸附量；根据所述甲烷气体的气体压力与所述绝对吸附量，拟合计算获取所述自由空间体积、Langmuir体积以及Langmuir压力。本发明没有采用氦气来测样品的自由空间体积，而是通过考虑甲烷吸附相体积对自由空间体积的影响，对过剩吸附量进行校正，并区分过剩吸附量与绝对吸附量，能够得到更为准确的泥页岩等温吸附实验曲线。

Description

泥页岩等温吸附实验曲线校正方法及装置
技术领域
本发明涉及页岩气勘探开发技术领域，具体而言，涉及一种泥页岩等温吸附实验曲线校正方法及装置。
背景技术
近年来，随着非常规页岩气藏的勘探开发，页岩气储层中甲烷吸附气含量和储层能力评价成为一项必要的测试项目，其中方法之一是等温吸附测试。
然而，对于页岩来说，现有测量获取的众多甲烷吸附曲线出现异常，常常出现吸附曲线下拐，即在中高压段出现“倒吸附”或“负吸附”现象，这偏离了Langmuir理论曲线。主要原因是自由空间体积测量方法存在问题和没有区分过剩吸附与绝对吸附。目前页岩中甲烷等温吸附实验都需要先采用氦气来测量样品罐中的自由空间体积，然后才能计算出不同实验压力下页岩中甲烷的吸附量，该方法获得的自由空间体积通常偏大。因此，现有的泥页岩等温吸附实验不能正确的得到泥页岩吸附气量。
发明内容
本发明的目的在于提供一种泥页岩等温吸附实验曲线校正方法及装置，其能够有效改善上述问题。
本发明的实施例是这样实现的：
第一方面，本发明实施例提供了一种泥页岩等温吸附实验曲线校正方法，所述方法包括：基于甲烷吸附相体积对自由空间体积的充填影响，获取各个压力点下的甲烷气体的过剩吸附量；基于所述各个压力点下的甲烷气体的过剩吸附量，获取所述各个压力点下的甲烷气体的绝对吸附量；根据所述甲烷气体的气体压力与所述绝对吸附量，拟合计算获取所述自由空间体积、Langmuir体积以及Langmuir压力。
第二方面，本发明实施例还提供了一种泥页岩等温吸附实验曲线校正装置，其包括测量模块，用于基于甲烷吸附相体积对自由空间体积的充填影响，获取各个压力点下的甲烷气体的过剩吸附量；转换模块，用于基于所述各个压力点下的甲烷气体的过剩吸附量，获取所述各个压力点下的甲烷气体的绝对吸附量；拟合计算模块，用于根据所述甲烷气体的气体压力与所述绝对吸附量，拟合计算获取所述自由空间体积、Langmuir体积以及Langmuir压力。
本发明实施例提供的泥页岩等温吸附实验曲线校正方法及装置，首先基于甲烷吸附相体积对自由空间体积的充填影响，获取各个压力点下的甲烷气体的过剩吸附量；然后基于上一步获取的所述各个压力点下的甲烷气体的过剩吸附量，对所述过剩吸附量进行转换，获取所述各个压力点下的甲烷气体的绝对吸附量；最后，根据实验测得的所述甲烷气体的气体压力与上一步转换得到的所述绝对吸附量，通过拟合计算获取所述自由空间体积、Langmuir体积以及Langmuir压力，即获取准确的等温吸附实验结果数据。和现有技术相比，本发明提供了一种更为准确的泥页岩等温吸附实验曲线校正方法及装置，在现有技术中计算时均是将自由空间体积当作常量，而本发明实施例通过在计算时考虑甲烷吸附相体积对自由空间体积的充填影响，能够对实验测得的甲烷气体的过剩吸附量进行校正；另外，现有的页岩等温吸附实验都是借鉴煤层气实验的方法和设备，在计算时不区分过剩吸附量和绝对吸附量，而本发明实施例通过对高压段的过剩吸附量和绝对吸附量进行区分，并将过剩吸附量转换为绝对吸附量，可以避免现有的页岩等温吸附曲线中高压段经常出现下拐的问题，能够获得更为准确的泥页岩等温吸附实验曲线，为页岩中甲烷吸附气含量与储层能力评价提供了更为准确的实验结果数据。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为一种可应用于本发明实施例中的电子设备的结构框图；
图2为本发明第一实施例提供的泥页岩等温吸附实验曲线校正方法的流程框图；
图3为本发明第一实施例中步骤S200的子步骤流程框图；
图4为本发明第一实施例中步骤S210的子步骤流程框图；
图5为本发明第一实施例中步骤S220的子步骤流程框图；
图6为本发明第一实施例中步骤S520的子步骤流程框图；
图7为本发明第一实施例提供的页岩等温吸附曲线对比图；
图8为本发明第二实施例提供的泥页岩等温吸附实验曲线校正装置的结构框图；
图9为本发明第二实施例提供的测量模块的结构框图；
图10为本发明第二实施例提供的转换模块的结构框图；
图11为本发明第二实施例提供的拟合计算模块的结构框图；
图12为本发明第二实施例提供的拟合计算单元的结构框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清晰、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
图1示出了一种可应用于本申请实施例中的电子设备100的结构框图。如图1所示，电子设备100可以包括存储器110、存储控制器120、处理器130、显示屏幕140和泥页岩等温吸附实验曲线校正装置。例如，该电子设备100可以为个人电脑(personal computer，PC)、平板电脑、智能手机、个人数字助理(personal digital assistant，PDA)等。
存储器110、存储控制器120、处理器130、显示屏幕140各元件之间直接或间接地电连接，以实现数据的传输或交互。例如，这些元件之间可以通过一条或多条通讯总线或信号总线实现电连接。所述泥页岩等温吸附实验曲线校正方法分别包括至少一个可以以软件或固件(firmware)的形式存储于存储器110中的软件功能模块，例如所述泥页岩等温吸附实验曲线校正装置包括的软件功能模块或计算机程序。
存储器110可以存储各种软件程序以及模块，如本申请实施例提供的泥页岩等温吸附实验曲线校正方法及装置对应的程序指令/模块。处理器130通过运行存储在存储器110中的软件程序以及模块，从而执行各种功能应用以及数据处理，即实现本申请实施例中的泥页岩等温吸附实验曲线校正方法。存储器110可以包括但不限于随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，只读存储器(Read Only Memory，ROM)，可编程只读存储器(Programmable Read-Only Memory，PROM)，可擦除只读存储器(Erasable ProgrammableRead-Only Memory，EPROM)，电可擦除只读存储器(Electric Erasable ProgrammableRead-Only Memory，EEPROM)等。
处理器130可以是一种集成电路芯片，具有信号处理能力。上述处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、网络处理器(NetworkProcessor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现成可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。其可以实现或者执行本申请实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
本发明实施例中所应用的电子设备100为实现泥页岩等温吸附实验曲线校正，还应具备自显示功能，其中的显示屏幕140可以在所述电子设备100与用户之间提供一个交互界面(例如用户操作界面)或用于显示图像数据给用户参考。例如，可以显示泥页岩等温吸附实验曲线校正装置获取的泥页岩等温吸附实验曲线以及拟合计算相关的数据。
第一实施例
请参照图2，本实施例提供了一种泥页岩等温吸附实验曲线校正方法，应用于泥页岩等温吸附实验曲线校正装置，所述方法包括：
步骤S200：基于甲烷吸附相体积对自由空间体积的充填影响，获取各个压力点下的甲烷气体的过剩吸附量；
本实施例中，所述各个压力点下的甲烷气体的过剩吸附量，是与充装有泥页岩样品的样品罐的自由空间体积相关的表达式。本方案的发明人在实验研究中发现，由于甲烷气吸附在泥页岩孔隙及其表面，吸附相充填了部分孔隙空间，即游离气的自由空间体积减少了，减少了的这部分体积在计算时要扣除；而以前在使用现有的计算方法时，均是将自由空间体积当成常量，而本方案则经过实验发现，随着压力升高，自由空间体积是不断减小的，因此，在计算时，自由空间体积不能够作为常量对待。在本实施例中，通过考虑甲烷吸附相体积对自由空间体积的充填影响，即能够获取各个压力点下的甲烷气体的过剩吸附量的准确值。
步骤S210：基于所述各个压力点下的甲烷气体的过剩吸附量，获取所述各个压力点下的甲烷气体的绝对吸附量；
本实施例中，通过将甲烷气体的过剩吸附量转换为绝对吸附量，可以得到各压力点下甲烷气体的绝对吸附量。本方案的发明人在实验研究中发现，对于煤层气可以不对过剩吸附量和绝对吸附量进行区分，而对于本实施例中的页岩气来说，则需要区分过剩吸附量和绝对吸附量。
在化石能源领域，等温吸附实验较早应用于煤层气，随后扩展至页岩气领域。目前页岩等温吸附实验方法和设备都是借鉴煤层气实验方法和设备。发明人在对页岩和煤层的等温吸附进行分别实验研究发现：页岩储层中的甲烷气常处于高压超临界状态，煤层中的甲烷气通常处于中低压超临界状态；实验中页岩等温吸附测试压力远远高于煤层测试压力，页岩等温吸附实验压力通常高达30MPa，而煤层等温吸附实验压力通常不到10MPa，页岩等温吸附曲线有高压段而煤层等温吸附曲线没有出现高压段；而在页岩等温吸附曲线中，高压段常常出现下拐现象。
经过上述的研究发现，发明人通过对绝对吸附量和过剩吸附量的研究区分，弄清了二元Langmuir方程的应用范围和局限性，即低压时无需区分绝对吸附量和过剩吸附量，而高压时必须对绝对吸附量和过剩吸附量的区分加以考虑。也就是说，过去的煤层气等温吸附实验中，对气体的绝对吸附量和过剩吸附量可以不考虑差异，但是在本实施例中的页岩等温吸附实验中，则需要考虑高压段对绝对吸附量和过剩吸附量进行区分，避免等温吸附实验曲线在高压段出现下拐的现象，以获取正确的泥页岩等温吸附实验曲线。发明人在研究中同时也发现，页岩等温吸附是过剩吸附量曲线，其下拐是正常现象。
步骤S220：根据所述甲烷气体的气体压力与所述绝对吸附量，拟合计算获取所述自由空间体积、Langmuir体积以及Langmuir压力。
本实施例中，通过将所述甲烷气体的气体压力以及经过上一步转换计算得到的所述绝对吸附量代入Langmuir模型，即可获得一个三元Langmuir模型，最终通过数值拟合，采用迭代技术或matlab软件程序进行计算，即可得到所述自由空间体积、Langmuir体积以及Langmuir压力的准确数值，即获得了泥页岩等温吸附实验的准确实验结果数据。
请参照图3，本实施例中，进一步的，所述步骤S200可以包括如下子步骤：
步骤S300：将泥页岩样品的自由空间体积设为待测参数V0；
基于目前普遍采用氦气来替代甲烷测样品中甲烷的自由空间体积存在不合理的问题，本实施例中，没有采用氦气来测充装泥页岩样品的样品罐自由空间体积的具体数值，而是将充装泥页岩样品的样品罐自由空间体积设为未知量V0。
发明人在实验研究中发现，现有的实验中利用氦气来测量甲烷自由空间体积的测量方法存在瑕疵。由于氦气为惰性气体，且分子直径较小，因此现有技术中通常利用氦气进行自由空间体积的标定。然而，氦气在页岩中的吸附量并非绝对为零，仍有少量氦气被吸附，导致氦气标定所得自由体积大于实际值。另外，氦气分子直径为0.26nm，甲烷的分子直径分别为0.38nm；实验所用的泥页岩样品中小于甲烷气体分子直径的部分孔隙，氦气分子能够充填而甲烷气体无法充填。因此，氦气标定所得的自由体积大于甲烷所能充填的自由体积，而自由空间体积对吸附量的计算有重要影响，自由空间体积微小的变化可以引起等温吸附曲线形态极大的改变，计算表明自由空间体积不到1％的改变有时可以引起Langmuir体积几倍或几十倍的变化。但是，甲烷的自由体积又不能用甲烷来测试，既然这个体积不易获取，本实施例中就选择设泥页岩样品的自由空间体积为待定参数V0。
步骤S310：将所述泥页岩样品进行甲烷等温吸附实验，获得各个实验压力点下的甲烷气体的过剩吸附量；
泥页岩样品进行甲烷等温吸附实验，可得到各实验压力点下的甲烷气体的过剩吸附量。本实施例中，各实验压力点下的甲烷气体的过剩吸附量不再是明确的数值，而是一个含有V0的表达式。含有V0的表达式，由气体状态方程PV0＝nZRT，可得n＝PV0/ZRT，气体摩尔数n与自由空间体积V0有关。
步骤S320：基于甲烷吸附相体积对所述自由空间体积V0的充填影响，对所述各个实验压力点下的甲烷气体的过剩吸附量进行校正，获取校正后的各个压力点下的甲烷气体的过剩吸附量V过剩。
本实施例中，因为甲烷气吸附在泥页岩孔隙及其表面，吸附相充填了部分孔隙空间，即游离气的自由空间体积减少了，减少了的这部分体积计算时要扣除，在进行吸附量计算时，不再认为自由空间体积为恒量，即认为随着吸附量的增加，自由空间体积是不断减小的。计算时考虑甲烷吸附相体积对自由空间体积的充填影响，得到校正后各压力点下的甲烷气体的过剩吸附量。
请参照图4，本实施例中，进一步的，所述步骤S210可以包括如下子步骤：
步骤S400：获取所述各个压力点下的甲烷游离相密度ρg以及甲烷吸附相密度ρa；
步骤S410：将所述各个压力点下的甲烷气体的过剩吸附量V过剩代入公式V过剩＝V绝对[1-(ρg/ρa)]，获取所述各个压力点下的甲烷气体的绝对吸附量V绝对。
本实施例中，V过剩表示过剩吸附量，单位为ml/g；V绝对表示绝对吸附量，单位为ml/g；ρg表示甲烷游离相密度，单位为g/ml；ρa表示甲烷吸附相密度，单位为g/ml。
对于泥页岩来说，实验压力比较高，中高压时，ρg比较大，ρg与ρa的比值不可忽略，必需区分过剩吸附与绝对吸附的差异，因此本实施例中需要将过剩吸附量转换为绝对吸附量，得到各压力点下甲烷气体的绝对吸附量。
请参照图5，本实施例中，进一步的，所述步骤S220可以包括如下子步骤：
步骤S500：获取所述甲烷气体的气体压力P；
步骤S510：将所述绝对吸附量V绝对代入Langmuir模型，获得三元Langmuir模型V绝对＝f(V0)＝VLP/(PL+P)；
本实施例中，f(V0)为一个含有V0的表达式，其值等于V绝对；P为气体压力，单位为MPa，VL为Langmuir体积，单位为ml/g，PL为Langmuir压力，单位为MPa。其中，自由空间体积V0、Langmuir体积VL和Langmuir压力PL为未知量。
步骤S520：基于所述三元Langmuir模型，拟合计算获取所述自由空间体积V0、Langmuir体积VL以及Langmuir压力PL。
本实施例中，将绝对吸附量(含有V0的表达式)代入Langmuir模型，可获得一个新的三元Langmuir模型，然后通过拟合计算可以得到自由空间体积V0、Langmuir体积VL和Langmuir压力PL。
请参照图6，本实施例中，进一步的，所述步骤S520具体可以是如下步骤：
步骤S600：基于所述三元Langmuir模型，通过最小二乘法和迭代技术拟合计算获取所述自由空间体积V0、Langmuir体积VL以及Langmuir压力PL。
本实施例中，可以采用最小二乘法和迭代技术或matlab软件等拟合计算得到自由空间体积V0、Langmuir体积VL和Langmuir压力PL。
请参照图7，图7为通过本实施例提供的泥页岩等温吸附实验曲线校正方法获得的等温吸附曲线，与通过现有技术获得的等温吸附曲线的对比图。
本实施例中，可以通过容积法进行等温吸附实验。
本实施例提供的泥页岩等温吸附实验曲线校正方法，通过在计算时考虑甲烷吸附相体积对自由空间体积的充填影响，并通过对高压段的过剩吸附量和绝对吸附量进行区分，可以有效解决目前页岩气行业中泥页岩等温吸附大面积出现实验曲线下拐的问题，能够获得更为准确的泥页岩等温吸附实验曲线，为页岩中甲烷吸附气含量与储层能力评价提供了更为准确的实验结果数据。
第二实施例
请参照图8，本实施例提供了一种泥页岩等温吸附实验曲线校正装置800，其包括：
测量模块810，用于基于甲烷吸附相体积对自由空间体积的充填影响，获取各个压力点下的甲烷气体的过剩吸附量；
转换模块820，用于基于所述各个压力点下的甲烷气体的过剩吸附量，获取所述各个压力点下的甲烷气体的绝对吸附量；
拟合计算模块830，用于根据所述甲烷气体的气体压力与所述绝对吸附量，拟合计算获取所述自由空间体积、Langmuir体积以及Langmuir压力。
请参照图9，本实施例中，具体的，测量模块810可以包含如下单元：
设定单元811，用于将泥页岩样品的自由空间体积设为待测参数V0；
测量单元812，用于将所述泥页岩样品进行甲烷等温吸附实验，获得各个实验压力点下的甲烷气体的过剩吸附量；
校正单元813，用于基于甲烷吸附相体积对所述自由空间体积V0的充填影响，对所述各个实验压力点下的甲烷气体的过剩吸附量进行校正，获取校正后的各个压力点下的甲烷气体的过剩吸附量V过剩。
请参照图10，本实施例中，具体的，转换模块820可以包含如下单元：
相密度获取单元821，用于获取所述各个压力点下的甲烷游离相密度ρg以及甲烷吸附相密度ρa；
转换单元822，用于将所述各个压力点下的甲烷气体的过剩吸附量V过剩代入公式V过剩＝V绝对[1-(ρg/ρa)]，获取所述各个压力点下的甲烷气体的绝对吸附量V绝对。
请参照图11，本实施例中，具体的，拟合计算模块830可以包含如下单元：
压力获取单元831，用于获取所述甲烷气体的气体压力P；
代入单元832，用于将所述绝对吸附量V绝对代入Langmuir模型，获得三元Langmuir模型V绝对＝f(V0)＝VLP/(PL+P)；
拟合计算单元833，用于基于所述三元Langmuir模型，拟合计算获取所述自由空间体积V0、Langmuir体积VL以及Langmuir压力PL。
请参照图12，本实施例中，具体的，拟合计算单元833还可以包含如下子单元：
拟合计算子单元834，用于基于所述三元Langmuir模型，通过最小二乘法和迭代技术拟合计算获取所述自由空间体积V0、Langmuir体积VL以及Langmuir压力PL。
综上所述，本发明实施例提供的泥页岩等温吸附实验曲线校正方法及装置，首先基于甲烷吸附相体积对自由空间体积的充填影响，获取各个压力点下的甲烷气体的过剩吸附量；然后基于上一步获取的所述各个压力点下的甲烷气体的过剩吸附量，对所述过剩吸附量进行转换，获取所述各个压力点下的甲烷气体的绝对吸附量；最后，根据实验测得的所述甲烷气体的气体压力与上一步转换得到的所述绝对吸附量，通过拟合计算获取所述自由空间体积、Langmuir体积以及Langmuir压力，即获取准确的等温吸附实验结果数据。和现有技术相比，本发明提供了一种更为准确的泥页岩等温吸附实验曲线校正方法及装置，在现有技术中计算时均是将自由空间体积当作常量，而本发明实施例通过在计算时考虑甲烷吸附相体积对自由空间体积的充填影响，能够对实验测得的甲烷气体的过剩吸附量进行校正；另外，现有的页岩等温吸附实验都是借鉴煤层气实验的方法和设备，在计算时不区分过剩吸附量和绝对吸附量，而本发明实施例通过对高压段的过剩吸附量和绝对吸附量进行区分，并将过剩吸附量转换为绝对吸附量，可以避免现有的页岩等温吸附曲线中高压段经常出现下拐的问题，能够获得更为准确的泥页岩等温吸附实验曲线，为页岩中甲烷吸附气含量与储层能力评价提供了更为准确的实验结果数据。以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种泥页岩等温吸附实验曲线校正方法，其特征在于，所述方法包括：
将泥页岩样品的自由空间体积设为待定参数V0；
将所述泥页岩样品进行甲烷等温吸附实验，获得各个实验压力点下的甲烷气体的过剩吸附量；
基于甲烷吸附相体积对所述自由空间体积V0的充填影响，对所述各个实验压力点下的甲烷气体的过剩吸附量进行校正，获取校正后的各个压力点下的甲烷气体的过剩吸附量；
基于所述各个压力点下的甲烷气体的过剩吸附量，获取所述各个压力点下的甲烷气体的绝对吸附量，所述过剩吸附量和所述绝对吸附量为与所述自由空间体积相关的表达式；
根据所述甲烷气体的气体压力与所述绝对吸附量，建立三元Langmuir模型，拟合计算获取所述自由空间体积、Langmuir体积以及Langmuir压力。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述各个压力点下的甲烷气体的过剩吸附量，获取所述各个压力点下的甲烷气体的绝对吸附量，包括：
获取所述各个压力点下的甲烷游离相密度ρg以及甲烷吸附相密度ρa；
将所述各个压力点下的甲烷气体的过剩吸附量V过剩代入公式V过剩＝V绝对[1-(ρg/ρa)]，获取所述各个压力点下的甲烷气体的绝对吸附量V绝对。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述甲烷气体的气体压力与所述绝对吸附量，拟合计算获取所述自由空间体积、Langmuir体积以及Langmuir压力，包括：
获取所述甲烷气体的气体压力P；
将所述绝对吸附量V绝对代入Langmuir模型，获得三元Langmuir模型V绝对＝f(V0)＝VLP/(PL+P)；
基于所述三元Langmuir模型，拟合计算获取所述自由空间体积V0、Langmuir体积VL以及Langmuir压力PL。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，基于所述三元Langmuir模型，拟合计算获取所述自由空间体积V0、Langmuir体积VL以及Langmuir压力PL，包括：
基于所述三元Langmuir模型，通过最小二乘法和迭代技术拟合计算获取所述自由空间体积V0、Langmuir体积VL以及Langmuir压力PL。
5.一种泥页岩等温吸附实验曲线校正装置，其特征在于，包括：
测量模块，用于基于甲烷吸附相体积对自由空间体积的充填影响，获取各个压力点下的甲烷气体的过剩吸附量；
转换模块，用于基于所述各个压力点下的甲烷气体的过剩吸附量，获取所述各个压力点下的甲烷气体的绝对吸附量；
拟合计算模块，用于根据所述甲烷气体的气体压力与所述绝对吸附量，拟合计算获取所述自由空间体积、Langmuir体积以及Langmuir压力。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述测量模块包括：
设定单元，用于将泥页岩样品的自由空间体积设为待测参数V0；
测量单元，用于将所述泥页岩样品进行甲烷等温吸附实验，获得各个实验压力点下的甲烷气体的过剩吸附量；
校正单元，用于基于甲烷吸附相体积对所述自由空间体积V0的充填影响，对所述各个实验压力点下的甲烷气体的过剩吸附量进行校正，获取校正后的各个压力点下的甲烷气体的过剩吸附量V过剩。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述转换模块包括：
相密度获取单元，用于获取所述各个压力点下的甲烷游离相密度ρg以及甲烷吸附相密度ρa；
转换单元，用于将所述各个压力点下的甲烷气体的过剩吸附量V过剩代入公式V过剩＝V绝对[1-(ρg/ρa)]，获取所述各个压力点下的甲烷气体的绝对吸附量V绝对。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述拟合计算模块包括：
压力获取单元，用于获取所述甲烷气体的气体压力P；
代入单元，用于将所述绝对吸附量V绝对代入Langmuir模型，获得三元Langmuir模型V绝对＝f(V0)＝VLP/(PL+P)；
拟合计算单元，用于基于所述三元Langmuir模型，拟合计算获取所述自由空间体积V0、Langmuir体积VL以及Langmuir压力PL。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述拟合计算单元包括：
拟合计算子单元，用于基于所述三元Langmuir模型，通过最小二乘法和迭代技术拟合计算获取所述自由空间体积V0、Langmuir体积VL以及Langmuir压力PL。
CN201711471344.0A 2017-12-27 2017-12-27 泥页岩等温吸附实验曲线校正方法及装置 Active CN108181200B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711471344.0A CN108181200B (zh) 2017-12-27 2017-12-27 泥页岩等温吸附实验曲线校正方法及装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711471344.0A CN108181200B (zh) 2017-12-27 2017-12-27 泥页岩等温吸附实验曲线校正方法及装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108181200A CN108181200A (zh) 2018-06-19
CN108181200B true CN108181200B (zh) 2021-03-23

Family

ID=62548916

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711471344.0A Active CN108181200B (zh) 2017-12-27 2017-12-27 泥页岩等温吸附实验曲线校正方法及装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108181200B (zh)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109085083B (zh) * 2018-07-18 2020-07-14 中国地质大学（北京） 甲烷游吸比的获取方法、系统及终端设备
CN109781580B (zh) * 2019-03-06 2021-10-29 西南石油大学 一种评价页岩气井氧化改造促进吸附气解吸效果的方法
CN111948093A (zh) * 2019-05-15 2020-11-17 中国石油天然气股份有限公司 页岩实时产气速率测量方法及装置
CN110220817A (zh) * 2019-07-08 2019-09-10 河南理工大学 容量法等温吸附实验中吸附量的自由体积校正方法
CN110364227A (zh) * 2019-07-18 2019-10-22 中国石油大学(华东) 一种基于变密度的泥页岩超临界甲烷等温吸附模型
CN110849766B (zh) * 2019-10-18 2022-03-01 中国石油天然气集团有限公司 一种对低压下页岩等温吸附实验吸附气含量的校正方法
CN111208037B (zh) * 2020-02-21 2021-06-29 武汉古生代检测科技有限公司 一种岩样绝对吸附量测定方法及测量岩样等温吸附曲线的方法
CN112051182B (zh) * 2020-09-07 2022-01-28 西南石油大学 一种快速预测不同深度页岩储层吸附甲烷能力的方法
CN112229754B (zh) * 2020-09-29 2022-01-28 西南石油大学 一种迭代平均法计算甲烷在页岩中吸附量的方法
CN112381270B (zh) * 2020-10-30 2022-03-29 华南理工大学 基于甲烷吸附等温线的MOFs材料缺陷预测方法
CN115165700B (zh) * 2022-06-17 2023-08-25 中国石油大学(北京) 全岩心尺度二氧化碳吸附封存量的实验装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106092820A (zh) * 2016-06-24 2016-11-09 中国石油天然气股份有限公司 一种基于密度的泥页岩气体吸附气量校正方法及装置
CN106153495A (zh) * 2016-08-31 2016-11-23 中国石油天然气股份有限公司 岩石气体吸附相体积测量方法及装置
CN106198297A (zh) * 2016-06-24 2016-12-07 西南石油大学 一种精确计算甲烷在页岩上真实吸附量的方法
CN106644819A (zh) * 2016-11-21 2017-05-10 中国石油天然气股份有限公司 一种大样量页岩等温吸附及解吸装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6860147B2 (en) * 2002-09-30 2005-03-01 Alberta Research Council Inc. Process for predicting porosity and permeability of a coal bed
JP6406698B2 (ja) * 2014-10-21 2018-10-17 国立研究開発法人産業技術総合研究所 吸着特性測定装置
US10145810B2 (en) * 2015-03-30 2018-12-04 Chevron U.S.A. Inc. Using NMR response dependence on gas pressure to evaluate shale gas storage
CN104713802B (zh) * 2015-04-01 2018-12-04 中国石油化工股份有限公司江汉油田分公司勘探开发研究院 一种页岩气藏含气量测试方法
CN106290057B (zh) * 2016-07-26 2018-12-04 中国石油大学(北京) 页岩吸附气量的测定方法
CN106018167B (zh) * 2016-07-27 2018-12-14 中国石油大学(华东) 一种对等温吸附实验中吸附质气体的过剩吸附量进行校正的方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106092820A (zh) * 2016-06-24 2016-11-09 中国石油天然气股份有限公司 一种基于密度的泥页岩气体吸附气量校正方法及装置
CN106198297A (zh) * 2016-06-24 2016-12-07 西南石油大学 一种精确计算甲烷在页岩上真实吸附量的方法
CN106153495A (zh) * 2016-08-31 2016-11-23 中国石油天然气股份有限公司 岩石气体吸附相体积测量方法及装置
CN106644819A (zh) * 2016-11-21 2017-05-10 中国石油天然气股份有限公司 一种大样量页岩等温吸附及解吸装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"Dynamic nature of supercritical CO2 adsorption on coals";Ekrem Ozdemir;《Adsorption》;20160913;全文 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN108181200A (zh) 2018-06-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108181200B (zh) 泥页岩等温吸附实验曲线校正方法及装置
EP3569988B1 (en) Instrument calibration device and calibration method using same
CN102096057B (zh) 一种电容测量电路的校准方法及装置
CN104713606B (zh) 多组分气体的流量测量方法及装置
CN111625953B (zh) 气体高压等温吸附曲线预测方法、系统、存储介质、终端
CN109060899A (zh) 电化学传感器测量结果的补偿方法、装置和设备
CN105258846A (zh) 一种压力传感器校准的方法和装置
CN110220945B (zh) 半导体气体传感器的全量程温度补偿方法
CN106703797B (zh) 一种获取气藏的动态储量及水体大小的方法及装置
DE102014101855A1 (de) Messvorrichtung zur Detektion von Materialpegel und Temperatur
TWI567595B (zh) 量產時校正電容筆壓力階度曲線以符合微軟®視窗 10®標準的方法
CN105571666B (zh) 流量补偿方法及补偿装置、流量传感器
TW201736814A (zh) 壓力測量方法以及壓力測量裝置
CN111721466A (zh) 一种修正压力传感器零点漂移的方法和系统
US7490025B2 (en) Integrated circuit with self-proofreading function, measuring device using the same and method for self-recording parameter
CN115977586A (zh) 一种海上气井产能评价新方法
CN112067496A (zh) 确定变温变压条件下瓦斯解吸曲线的方法
CN113270054A (zh) 显示设备的画质检测、画质检测报告生成方法及装置设备
CN105865973A (zh) 一种流体密度测量装置
CN109085083B (zh) 甲烷游吸比的获取方法、系统及终端设备
CN110778306A (zh) 一种气井产能方程异常的修正方法
CN110805425B (zh) 原油压缩系数计算方法、装置、设备及可读存储介质
WO2023137848A1 (zh) 半导体结构的检测方法、装置、设备及存储介质
CN112324420B (zh) 井控地质储量的预测方法及系统
CN110455694A (zh) 一种岩样渗透率测定方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
TA01 Transfer of patent application right
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20200414

Address after: 100020 No. 22 North Main Street, Chaoyang District, Beijing, Chaoyangmen

Applicant after: China Petroleum & Chemical Corp.

Applicant after: EXPLORATION AND DEVELOPMENT RESEARCH INSTITUTE OF SINOPEC JIANGHAN OILFIELD Co.

Address before: 430000 18 University Garden Road, East Lake hi tech Development Zone, Wuhan, Hubei (China Science and Technology Park)

Applicant before: EXPLORATION AND DEVELOPMENT RESEARCH INSTITUTE OF SINOPEC JIANGHAN OILFIELD Co.

GR01 Patent grant
GR01 Patent grant