CN108872529A - 用于测量页岩破裂甲烷散失的模拟实验装置及其方法 - Google Patents

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    • E21B43/25Methods for stimulating production
    • E21B43/26Methods for stimulating production by forming crevices or fractures

Abstract

本发明提供了一种用于测量页岩破裂甲烷散失的模拟实验装置及其方法,模拟实验装置包括页岩岩石样品、容器组件、加热部件、充气加压吸附组件、加压组件、甲烷散失量测定组件,在所述页岩岩石样品的上方贯穿所述压裂室的顶壁插装有能启闭的排气泄压管,所述排气泄压管的进气口伸入所述压裂室内,其出气口位于所述水箱内且高于所述水箱的初始水位线。本发明在使页岩完成吸附后,不需要再次移动样品,可以直接进行压裂破碎实验,避免实验过程中移动页岩样品,使得两个实验中间的步骤和可能存在的误差减少,达到页岩破裂过程中真实准确记录页岩散失的过程的效果。

Description

用于测量页岩破裂甲烷散失的模拟实验装置及其方法
技术领域
[0001] 本发明涉及油田开发研宄中页岩样品压裂装置领域,尤其涉及一种用于测量页岩 破裂过程中甲烷散失的模拟实验装置及实验方法。
背景技术
[0002] 随着石油地质学、非常规勘探开发等学科的发展,页岩气含气量的测定设备成为 越来越受到重视。目前,急需出现一种能够对于研究页岩在不同主轴压力下,释放页岩气含 量的变化进行准确、真实测量的页岩破裂甲烷散失模拟实验装置。这样能实现对比不同类 型样品,总结页岩破裂甲烷的散失及控制因素,其对指导矿业、油气勘探开发具有重要意 义。
[0003] 然而,现有的实验装置需要在页岩吸附气体后,再移动页岩进行压裂实验,这样就 导致实验步骤反腐,并且使得实验误差增大,无法保证真实准确记录页岩散失的过程的实 验效果。
发明内容
[0004] 本发明的目的是提供一种能够集吸附、压裂和页岩气散失评价功能为一体,避免 实验过程中移动页岩样品、减少误差,提高测量精准度的用于测量页岩破裂甲烷散失的模 拟实验装置。
[0005] 本发明的另一目的是提供一种测量页岩破裂甲烷散失的模拟实验方法。
[0006] 为达到上述目的,本发明提出一种用于测量页岩破裂甲烷散失的模拟实验装置, 包括:页岩岩石样品;容器组件,所述容器组件包括设置有初始水位线的水箱和设置在所述 水箱内的压裂室,所述页岩岩石样品悬挂于所述压裂室内;加热部件,所述加热部件设置于 所述压裂室底部且所述加热部件的加热表面朝向所述页岩岩石样品;充气加压吸附组件, 包括位于所述水箱外部的甲烷集气瓶,所述甲烷集气瓶通过穿过所述水箱的输气管与所述 压裂室相连通,在所述输气管上沿所述甲烷集气瓶至所述压裂室的气体流动方向依次设有 开关阀门、压力检测计和温度检测计;加压组件,设置在所述页岩岩石样品的两侧,用于对 所述页岩岩石样品施加压力;甲烷散失量测定组件,设置在所述水箱的旁侧,所述甲烷散失 量测定组件包括溢流管组和溢流液收集测量元件,所述溢流管组呈折弯状,所述溢流管组 的两端分别为引流口和溢流口,所述引流口与所述水箱的底部相接通,所述溢流口悬空向 下设置,且所述溢流管组的最高的折弯处与所述水箱的初始水位线相平齐,所述溢流液收 集测量元件包括重量测量仪和顶部开放的容器,所述容器放置在所述重量测量仪上且对位 于所述溢流口下方;在所述页岩岩石样品的上方贯穿所述压裂室的顶壁插装有能启闭的排 气泄压管,所述排气泄压管的进气口伸入所述压裂室内,其出气口位于所述水箱内且高于 所述水箱的初始水位线。
[0007] 如上所述的用于测量页岩破裂甲烷散失的模拟实验装置,其中,所述加压组件包 括对称设置在所述页岩岩石样品两侧的两加压板,两所述加压板能在外力的作用下沿横向 移动,各所述加压板背向所述页岩岩石样品的表面分别固定连接有加压杆,所述加压杆穿 出所述压裂室并伸出至所述水箱的外部,所述加压杆的伸出端与外部加压机构相连接。 [0008]如上所述的用于测量页岩破裂甲烷散失的模拟实验装置,其中,所述外部加压机 构为滚珠丝杠机构。
[0009]如上所述的用于测量页岩破裂甲烷散失的模拟实验装置,其中,所述溢流管组包 括依次连通的底部水平连通管、竖直连通管和顶部折弯导管,所述顶部折弯导管由相连通 的水平导管和下垂导管构成,所述水平导管与所述水箱的初始水位线相平齐,所述下垂导 管的下端口为所述溢流口。
[0010]如上所述的用于测量页岩破裂甲烷散失的模拟实验装置,其中,在所述排气泄压 管位于所述水箱内的管段上设有控制所述排气泄压管启闭的遥控开关阀门。
[0011]如上所述的用于测量页岩破裂甲烷散失的模拟实验装置,其中,所述排气泄压管 具有回转弯折部,所述回转弯折部的一部分延伸出所述水箱以外,在所述回转弯折部延伸 出所述水箱的部分上设有控制所述排气泄压管启闭的排气泄压管开关阀门。
[0012]如上所述的用于测量页岩破裂甲烷散失的模拟实验装置,其中,所述页岩岩石样 品通过与所述压裂室顶壁相接的链绳悬挂于所述压裂室内。
[0013]如上所述的用于测量页岩破裂甲烷散失的模拟实验装置,其中,所述水箱为透明 树脂材料的圆柱体水箱,所述压裂室呈立方体形,在所述压裂室的外表面覆设有保温层。 [0014]如上所述的用于测量页岩破裂甲烷散失的模拟实验装置,其中,所述加热部件为 扁平状加热板。
[0015]本发明还提供了一种测量页岩破裂甲烷散失的模拟实验方法,采用如上所述的模 拟实验装置,其中,所述模拟实验方法包括:
[0016]步骤A、筛选立方体状的页岩岩石样品,将筛选出的所述页岩岩石样品悬挂于压裂 室内,并使其位于所述加压组件之中;
[0017]步骤B、向所述水箱内注入蒸馏水至初始水位线,使得所述溢流管组恰好充满蒸馈 水,并记录重量测量仪的读数;
[0018]步骤C、开启所述加热部件向所述页岩岩石样品加热,直至温度检测计显示温度稳 定在预设实验温度值;
[0019]步骤D、开启所述甲烷集气瓶向所述压裂室充甲烷,直至所述压力检测计显示压力 超过预设实验压力值,关闭所述输气管上的开关阀门,静置30〜60分钟,所述页岩岩石样品 对甲烧的吸附完成;
[G020]步骤E、开启排气泄压管,使所述页岩岩石样品经加压后破裂过程中散失出的甲烷 气体通过排气泄压管导入所述水箱的上部储气空间,随着所述水箱的上部储气空间压力的 增大,压迫所述水箱中的蒸馏水的水平面下降,并使得部分蒸馏水通过所述溢流管组溢出, 溢出的蒸馏水滴入所述重量测量仪上的容器中,每秒记录一次重量测量仪的读数;
[0021]步骤F、通过所述加压组件对所述页岩岩石样品逐次加压,使得页岩岩石样品内的 甲烷气体继续散失并通过排气泄压管导入所述水箱的上部储气空间,并压迫所述水箱中的 蒸馏水的水平面持续下降,导致部分蒸馏水通过所述溢流管组溢出,每秒记录一次重量测 量仪的读数,从而分析页岩破裂甲烷散失的过程及控制因素。
[0022]与现有技术相比,本发明具有以下特点和优点:
[0023] 1、本发明吸附、压裂和甲烷散失评价功能为一体,在使页岩完成吸附后,不需要再 次移动样品,可以直接进行压裂破碎实验,避免实验过程中移动页岩样品,使得两个实验中 间的步骤和可能存在的误差减少,达到页岩破裂过程中真实准确记录页岩散失的过程的效 果。
[0024] 2、本发明具有快速、简便、准确的测定页岩破裂过程中模拟甲烷气体的散失量。
附图说明
[0025]在此描述的附图仅用于解释目的,而不意图以任何方式来限制本发明公开的范 围。另外,图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的,用于帮助对本发明的理解,并 不是具体限定本发明各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本发明的教导下,可 以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本发明。
[0026]图1为本发明用于测量页岩破裂甲烷散失的模拟实验装置实施例一的结构示意 图;
[0027]图2为本发明用于测量页岩破裂甲烷散失的模拟实验装置实施例二的结构示意 图。
[0028]附图标记说明:
[0029] 1-页岩岩石样品;2-水箱;21-初始水位线;3-压裂室;4-加热部件;5-充气加压吸 附组件;51-甲烷集气瓶;52-输气管;53-开关阀门;54-压力检测计;55-温度检测计;6-加压 组件;61-加压板;62-加压杆;7-甲烷散失量测定组件;71-溢流管组;711-底部水平连通管; 712-竖直连通管;713-顶部折弯导管;714-水平导管;715-下垂导管;72-溢流液收集测量元 件;73-引流口;74-溢流口;75-溢流管组的最高的折弯处;76-重量测量仪;77-容器;8-链 绳;9-排气泄压管;91-回转弯折部;10-遥控开关阀门;11-排气泄压管开关阀门。
具体实施方式
[0030] 结合附图和本发明具体实施方式的描述,能够更加清楚地了解本发明的细节。但 是,在此描述的本发明的具体实施方式,仅用于解释本发明的目的,而不能以任何方式理解 成是对本发明的限制。在本发明的教导下,技术人员可以构想基于本发明的任意可能的变 形,这些都应被视为属于本发明的范围。
[0031] 请参考图1,为本发明用于测量页岩破裂甲烷散失的模拟实验装置实施例一的结 构示意图。本发明用于测量页岩破裂甲烷散失的模拟实验装置包括页岩岩石样品1、由水箱 2和压裂室3构成的容器组件、用于加热页岩岩石样品1的加热部件4、用于使页岩岩石样品1 吸附甲烷的充气加压吸附组件5、用于向页岩岩石样品1施加外部压力的加压组件6和用于 测量页岩岩石样品1气体散失量的甲烷散失量测定组件7。其中:水箱2的上部设有初始水位 线21,也是水箱2中注入蒸馏水的最高水位线,在初始水位线以上至水箱2的顶壁之间的空 间为填充有气体的上部气体空间,以容纳页岩岩石样品1散失出来的气体。压裂室3放置于 水箱2内,且压裂室3位于初始水位线之下,以保证在初始时压裂室3完全浸泡在水箱2内的 蒸馏水中。页岩岩石样品1通过与压裂室3顶壁相接的两根链绳8悬挂于压裂室3内,通过调 整链绳8的长度可以使页岩岩石样品1恰好位于加压组件6的加压区域中,以保证在实验过 程中加压组件6能够向页岩岩石样品1施压。在本发明中,页岩岩石样品1的定位方式也不限 于通过链绳8,还可以采用连接杆结构等,只要能够保证页岩岩石样品1悬置于压裂室3的内 部空间中,并且便于加压即可。加热部件4放置于压裂室3底部且加热部件4的加热表面朝向 页岩岩石样品1,使得加热部件4能够快速、充分的加热页岩岩石样品1。充气加压吸附组件5 包括位于水箱2外部的充满甲烷的高压甲烷集气瓶51,所述甲烷集气瓶51的出口与输气管 52的一端相接,输气管52的另一端穿过水箱2并延伸至压裂室2内,使得甲烷集气瓶51通过 输气管52与压裂室2相连通,以将甲烷集气瓶51内的甲烷输送至压裂室2内,并由页岩岩石 样品1吸附。并且,在所述输气管52上沿所述甲烷集气瓶51至所述压裂室3的气体流动方向 依次设有开关阀门53、压力检测计54和温度检测计55,其中:开关阀门53用于开关输气管 52;压力检测计54用于检测压裂室2的压力值;温度检测计55用于检测压裂室2的温度值,并 与加热部件4 一起控制和调节压裂室3及页岩岩石样品1的温度。甲烷散失量测定组件7设置 在水箱2的旁侧,甲烷散失量测定组件7包括溢流管组71和溢流液收集测量元件72,其中:溢 流管组71呈折弯状,所述溢流管组71的两端分别为引流口73和溢流口 了4,引流口了3与水箱2 的底部相接通,溢流口 74悬空向下设置,且溢流管74组的最高的折弯处75与水箱2的初始水 位线相平齐,这样水箱2与溢流管组71之间形成了一组连通器,利用连通器原理使得在实验 开始时水箱2的液面与溢流管组71的最高的折弯处75中的液面相平齐,在水箱2的液面受压 下降时,水箱2中的液态水能够通过溢流管组71溢出。溢流液收集测量元件72包括重量测量 仪76和顶部开放的容器77,容器77放置在重量测量仪76上且对位于溢流口 74下方,使得从 溢流管组71溢出的蒸馏水落入下方的容器77内,进而通过重量测量仪76测量获得溢出蒸馏 水重量,从而推算出不同条件下页岩破裂时甲烷气体的散失量。在本实施例中,重量测量仪 76采用电子天平,以保证测量的准确度;加热部件4为扁平状加热板,以适应加压组件6的横 向移动并有利于对页岩岩石样品1进行加热。在页岩岩石样品1的上方贯穿压裂室3的顶壁 插装有能启闭的排气泄压管9,排气泄压管9的进气口伸入压裂室3内,其出气口位于水箱2 内且高于水箱2的初始水位线,通过排气泄压管9能够将页岩岩石样品1破裂散失的气体导 入水箱2的上部储气空间,进而增加水箱2内蒸馏水液面的压力,使得蒸馏水液面下降,蒸馏 水溢出。本发明通过对页岩岩石样品充气加温,使其完成气体吸附后,不需要再次移动样 品,通过加压组件对页岩岩石样品加压,就可直接进行压裂破碎实验,减少了实验中间的步 骤和移动而导致的误差,达到页岩破裂过程中真实准确记录页岩散失的过程的效果。
[0032]如图1所示,加压组件6设置在页岩岩石样品1的两侧,用于对页岩岩石样品1施加 压力,从而模拟施工作业使得页岩破裂释放气体,以实现在实验室条件下对页岩破裂过程 中甲烧散失的测量和计算。加压组件6包括对称设置在页岩岩石样品1两侧的两块加压板 61,两加压板61能在外力的作用下沿横向移动,起到加压页岩岩石样品1的作用。各加压板 61背向页岩岩石样品1的表面分别固定连接有加压杆62,加压杆62起到传递外部压力的作 用。加压杆62穿出压裂室3并伸出至水箱2的外部,加压杆62的伸出端与外部加压机构(图中 未示出)相连接。这样,外部加压机构向两根加压杆62同时施加相对的横向压力,推动两块 加压板61压紧页岩岩石样品1,当页岩岩石样品1受到一定外力作用时,开始破裂并随压力 的增加而逐渐散失岩岩石样品1内气体。其中,外部加压机构可以是丝杠机构,优选地为滚 珠丝杠机构,但本发明也不限于此,只要能够实现向加压组件6施加横向外力,促使加压板 61压迫页岩岩石样品1的现有结构均包含在本发明的涵盖范围之内。
[0033]如图1所示,溢流管组71包括依次连通的底部水平连通管711、竖直连通管712和顶 部折弯导管713,顶部折弯导管713由相连通的水平导管714和下垂导管715构成,水平导管 714与竖直连通管712相连通且水平导管714的高度位置与水箱2的初始水位线等高,使得水 箱2与溢流管组71形成一连通器。下垂导管715的下端口为溢流口 74,实验过程中所有溢出 的蒸馏水均通过溢流口 74落入下方的容器中进行测量。
[0034]如图1所示,在排气泄压管9位于水箱2内的管段上设有控制排气泄压管9启闭的遥 控开关阀门10,以便在实验过程中通过开启排气泄压管9以允许页岩岩石样品散失气体进 入水箱的上部储气空间。遥控开关阀门10的结构和工作原理为已有技术在此不再详细描 述。
[0035]如图2所示,为本发明用于测量页岩破裂甲烷散失的模拟实验装置实施例二的结 构示意图。本实施例二与实施例一结构基本相同,其区别仅在于排气泄压管9的结构。在本 实施例二中,排气泄压管9具有回转弯折部91,回转弯折部91的一部分延伸出水箱2以外,在 回转弯折部91延伸出水箱2的部分上设有控制排气泄压管9启闭的排气泄压管开关阀门11, 以便操作者在水箱外人工控制排气泄压管9的启闭。
[0036]在本发明中,水箱2为透明树脂材料的圆柱体水箱,以便于实验观察。压裂室3呈立 方体形,在压裂室3的外表面覆设有保温层(图中未示出),减少压裂室3在实验过程中热量 的散失。
[0037]本发明的测量页岩破裂甲烷散失的模拟实验方法,采用如上所述的模拟实验装 置,模拟实验方法包括:
[0038]步骤A、筛选立方体状的页岩岩石样品1,将筛选出的页岩岩石样品1悬挂于压裂室 3内,并使其位于所述加压组件之中;
[0039] 步骤B、向水箱2内注入蒸馏水至初始水位线,利用连通器原理,使得溢流管组71恰 好充满蒸馏水(即下垂导管715内恰好充满蒸馏水),并记录重量测量仪的读数;
[0040] 步骤C、开启加热部件4向页岩岩石样品1和压裂室3加热,直至温度检测计55显示 温度稳定在预设实验温度值,该预设实验温度范围为70°C-120°C,但本发明也不限于此,预 设实验温度可结合地质条件需要,依据页岩产区地层已有的地质条件来获取页岩原处环境 的温度来确定;
[0041] 步骤D、开启甲烷集气瓶51向压裂室3充甲烷,直至压力检测计54显示压力超过预 设实验压力值,优选地,预设实验压力范围为5MPa-6MPa,关闭所述输气管52上的开关阀门 53,静置30〜60分钟,所述页岩岩石样品1对甲烷的吸附完成;但本发明的预设实验压力范 围也不限于此,亦可根据页岩岩石样品的性质选择适宜的预设实验压力范围;
[0042]步骤E、开启排气泄压管9,使所述页岩岩石样品1经加压后破裂过程中散失出的甲 烷气体通过排气泄压管9导入所述水箱2的上部储气空间,随着所述水箱2的上部储气空间 压力的增大,压迫所述水箱2中的蒸馏水的水平面下降,并使得部分蒸馏水通过所述溢流管 组71溢出,溢出的蒸馏水滴入所述重量测量仪76上的容器77中,每秒记录一次重量测量仪 的读数;
[0043]步骤F、通过加压组件6对所述页岩岩石样品1逐次加压,优选地,以每次加压 0.5MPa,使得页岩岩石样品内的甲烷气体继续散失并通过排气泄压管9导入所述水箱2的上 部储气空间,并压迫所述水箱2中的蒸馏水的水平面持续下降,导致部分蒸馏水通过所述溢 流管组71溢出,每秒记录一次重量测量仪76的读数,建立重量测量读数与时间关系图,通过 称量溢出的液体的重量进而依据压力平衡求得气体体积,进而分析页岩破裂甲烷散失的过 程及控制因素。
[0044] 本发明页岩破裂甲烷散失模拟实验装置的原理是通过对页岩样品进行甲烷吸附 后,使其内部含气量接近地下时条件,再增加外部压力致页岩破裂,记录随着压力的增加, 甲烷的释放量(散失量),进而对比不同类型的页岩在破裂过程中甲烷的散失量,最终分析 页岩破裂过程中,甲烷散失的变化及控制因素。因此,要求样品必须在甲烷吸附实验结束 后,不移动样品,保证其接近地下原始条件,进行破裂模拟实验,检测在破裂过程中甲烷的 散失量,真实地还原地质地层破裂过程是研究的基本要求。
[0045] 本发明通过加热部件4和充气加压吸附组件5可实现页岩岩石样品1的气体吸附, 以模拟实际工程中页岩含有甲烷的情形,尽可能恢复到科学研究的实际地层环境,同时,在 不移动页岩岩石样品1,模拟页岩岩石样品1所处地质环境不变的情况下,通过排气泄压管9 和加压组件6进行页岩破裂实验,最后通过连通器原理利用甲烷散失量测定组件7完成模拟 甲烷散失量测定,可实现快速、简便、精确的测定页岩在破裂过程中模拟甲烷散失量测定的 效果。
[0046]针对上述各实施方式的详细解释,其目的仅在于对本发明进行解释,以便于能够 更好地理解本发明,但是,这些描述不能以任何理由解释成是对本发明的限制,特别是,在 不同的实施方式中描述的各个特征也可以相互任意组合,从而组成其他实施方式,除了有 明确相反的描述,这些特征应被理解为能够应用于任何一个实施方式中,而并不仅局限于 所描述的实施方式。

Claims (10)

1. 一种用于测量页岩破裂甲烷散失的模拟实验装置,其特征在于,所述用于测量页岩 破裂甲烷散失的模拟实验装置包括: 页岩岩石样品; 容器组件,所述容器组件包括设置有初始水位线的水箱和设置在所述水箱内的压裂 室,所述页岩岩石样品悬挂于所述压裂室内; 加热部件,所述加热部件设置于所述压裂室底部且所述加热部件的加热表面朝向所述 页岩岩石样品; 充气加压吸附组件,包括位于所述水箱外部的甲烷集气瓶,所述甲烷集气瓶通过穿过 所述水箱的输气管与所述压裂室相连通,在所述输气管上沿所述甲烷集气瓶至所述压裂室 的气体流动方向依次设有开关阀门、压力检测计和温度检测计; 加压组件,设置在所述页岩岩石样品的两侧,用于对所述页岩岩石样品施加压力; 甲烷散失量测定组件,设置在所述水箱的旁侧,所述甲烷散失量测定组件包括溢流管 组和溢流液收集测量元件,所述溢流管组呈折弯状,所述溢流管组的两端分别为引流口和 溢流口,所述引流口与所述水箱的底部相接通,所述溢流口悬空向下设置,且所述溢流管组 的最高的折弯处与所述水箱的初始水位线相平齐,所述溢流液收集测量元件包括重量测量 仪和顶部开放的容器,所述容器放置在所述重量测量仪上且对位于所述溢流口下方; 在所述页岩岩石样品的上方贯穿所述压裂室的顶壁插装有能启闭的排气泄压管,所述 排气泄压管的进气口伸入所述压裂室内,其出气口位于所述水箱内且高于所述水箱的初始 水位线。
2. 如权利要求1所述的用于测量页岩破裂甲烷散失的模拟实验装置,其特征在于,所述 加压组件包括对称设置在所述页岩岩石样品两侧的两加压板,两所述加压板能在外力的作 用下沿横向移动,各所述加压板背向所述页岩岩石样品的表面分别固定连接有加压杆,所 述加压杆穿出所述压裂室并伸出至所述水箱的外部,所述加压杆的伸出端与外部加压机构 相连接。
3. 如权利要求2所述的用于测量页岩破裂甲烷散失的模拟实验装置,其特征在于,所述 外部加压机构为滚珠丝杠机构。
4. 如权利要求1所述的用于测量页岩破裂甲烷散失的模拟实验装置,其特征在于,所述 溢流管组包括依次连通的底部水平连通管、竖直连通管和顶部折弯导管,所述顶部折弯导 管由相连通的水平导管和下垂导管构成,所述水平导管与所述水箱的初始水位线相平齐, 所述下垂导管的下端口为所述溢流口。
5. 如权利要求1至4中任一项所述的用于测量页岩破裂甲烷散失的模拟实验装置,其特 征在于,在所述排气泄压管位于所述水箱内的管段上设有控制所述排气泄压管启闭的遥控 开关阀门。
6. 如权利要求1至4中任一项所述的用于测量页岩破裂甲烷散失的模拟实验装置,其特 征在于,所述排气泄压管具有回转弯折部,所述回转弯折部的一部分延伸出所述水箱以外, 在所述回转弯折部延伸出所述水箱的部分上设有控制所述排气泄压管启闭的排气泄压管 开关阀门。
7.如权利要求1所述的用于测量页岩破裂甲烷散失的模拟实验装置,其特征在于,所述 页岩岩石样品通过与所述压裂室顶壁相接的链绳悬挂于所述压裂室内。
8.如权利要求1所述的用于测量页岩破裂甲烷散失的模拟实验装置,其特征在于,所述 水箱为透明树脂材料的圆柱体水箱,所述压裂室呈立方体形,在所述压裂室的外表面覆设 有保温层。
9.如权利要求1所述的用于测量页岩破裂甲烷散失的模拟实验装置,其特征在于,所述 加热部件为扁平状加热板。
10.—种测量页岩破裂甲烷散失的模拟实验方法,采用如权利要求1至9中任一项所述 的模拟实验装置,其特征在于,所述模拟实验方法包括: 步骤A、筛选立方体状的页岩岩石样品,将筛选出的所述页岩岩石样品悬挂于压裂室 内,并使其位于所述加压组件之中; 步骤B、向所述水箱内注入蒸馏水至初始水位线,使得所述溢流管组恰好充满蒸馏水, 并记录重量测量仪的读数; 步骤C、开启所述加热部件向所述页岩岩石样品加热,直至温度检测计显示温度稳定在 预设实验温度值; 步骤D、开启所述甲烷集气瓶向所述压裂室充甲烷,直至所述压力检测计显示压力超过 预设实验压力值,关闭所述输气管上的开关阀门,静置30〜60分钟,所述页岩岩石样品对甲 烷的吸附完成; 步骤E、开启排气泄压管,使所述页岩岩石样品经加压后破裂过程中散失出的甲烷气体 通过排气泄压管导入所述水箱的上部储气空间,随着所述水箱的上部储气空间压力的增 大,压迫所述水箱中的蒸馏水的水平面下降,并使得部分蒸馏水通过所述溢流管组溢出,溢 出的蒸馏水滴入所述重量测量仪上的容器中,每秒记录一次重量测量仪的读数; 步骤F、通过所述加压组件对所述页岩岩石样品逐次加压,使得页岩岩石样品内的甲烷 气体继续散失并通过排气泄压管导入所述水箱的上部储气空间,并压迫所述水箱中的蒸馏 水的水平面持续下降,导致部分蒸馏水通过所述溢流管组溢出,每秒记录一次重量测量仪 的读数,从而分析页岩破裂甲烷散失的过程及控制因素。
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