CN116519533A - 页岩岩屑含气量测定系统及方法 - Google Patents

Abstract

本申请适用于页岩勘探技术领域，提供了一种页岩岩屑含气量测定系统及方法，该系统包括：包括依次连通的气体配置单元、吸附解吸单元和气量测定单元；气体配置单元向吸附解吸单元传输吸附性气体和非吸附性气体，吸附性气体能够吸附在页岩岩屑的孔隙内，非吸附性气体用于驱替未被页岩岩屑吸附的吸附性气体；吸附解吸单元能够使页岩岩屑吸附吸附性气体，通过粉碎页岩岩屑，解吸页岩岩屑所吸附的吸附性气体，并将解吸产生的吸附性气体传输至气量测定单元；气量测定单元接收解吸产生的吸附性气体，测定并显示解吸产生的吸附性气体的气量，气量表征页岩岩屑的含气量。本申请通过精准测定页岩岩屑含气量，进而能够获得全井段乃至全区域页岩含气量数据。

Description

页岩岩屑含气量测定系统及方法

技术领域

本申请属于页岩勘探技术领域，尤其涉及一种页岩岩屑含气量测定系统及方法。

背景技术

随着天然气需求的日益增长，页岩气被认为是替代常规油气的重要能源。含气量作为页岩气资源评价和储量计算的关键参数之一，对其准确的测定是页岩气勘探开发中不可或缺的重要环节。

目前，测定页岩含气量主要有现场解吸测试、等温吸附实验以及测井解释预测等多种方式，其中，现场解吸测试因其可直接、快速获得页岩含气量而得到了广泛的应用。

页岩含气量可由解吸气量、残余气量以及损失气量三部分组成。解吸气量是对提取的页岩进行解吸获取的气量，残余气量是对解吸后的页岩进行粉碎、研磨获取的气量，损失气量则是通过对解吸数据进行拟合回归，推算出的在提取岩心过程中逸散的气量。

然而，现场解吸测试前需要提取页岩岩心，而提取岩心受到施工技术复杂，施工效率低下以及施工成本高等客观因素制约，导致仅能提取某一特定页岩层段的岩心，不能获取全井段乃至全区域的页岩含气量。同时，不同页岩层段受埋藏深度和地层压力的多重影响，提取岩心过程中所逸散的气量也差异较大，通过解吸数据拟合回归计算出的损失气量往往不能反映真实的逸散气量，使得测定的页岩含气量存在较大偏差。

因此，亟需一种能够获得全井段乃至全区域页岩含气量数据，并可精准测定页岩气含气量的方法。

发明内容

为克服相关技术中存在的问题，本申请实施例提供了一种页岩岩屑含气量测定系统及方法，通过精准测定页岩岩屑含气量，进而能够获得全井段乃至全区域页岩含气量数据。

本申请是通过如下技术方案实现的：

第一方面，本申请实施例提供了一种页岩岩屑含气量测定系统，包括：依次连通的气体配置单元、吸附解吸单元和气量测定单元；气体配置单元向吸附解吸单元传输吸附性气体和非吸附性气体，吸附性气体能够吸附在页岩岩屑的孔隙内，非吸附性气体无法吸附在页岩岩屑的空隙内，非吸附性气体用于驱替未被页岩岩屑吸附的吸附性气体；吸附解吸单元能够使页岩岩屑吸附吸附性气体，通过粉碎页岩岩屑，解吸页岩岩屑所吸附的吸附性气体，并将解吸产生的吸附性气体传输至气量测定单元；气量测定单元接收解吸产生的吸附性气体，测定并显示解吸产生的吸附性气体的气量，气量表征页岩岩屑的含气量。

在第一方面的一种可能的实现方式中，气体配置单元包括第一气罐和第二气罐，第一气罐存储吸附性气体，第二气罐存储非吸附性气体；第一气罐和第二气罐均与吸附解吸单元连通，第一气罐向吸附解吸单元传输吸附性气体，第二气罐向吸附解吸单元传输非吸附性气体。

在第一方面的一种可能的实现方式中，吸附解吸单元包括第三气罐和电磁粉碎装置，电磁粉碎装置包括料管；第三气罐设置于电磁粉碎装置空腔内，第一气罐和第二气罐均与第三气罐连通，第二气罐与第三气罐的连通处和第一气罐与第三气罐的连通处不在同一水平面，第三气罐与气量测定单元连通，第三气罐与外部空间连通；料管设置于第三气罐内，料管用于粉碎页岩岩屑。

在第一方面的一种可能的实现方式中，气量测定单元包括可调谐激光仪和显示设备；可调谐激光仪与显示设备电连接，可调谐激光仪与第三气罐连通；可调谐激光仪接收解吸产生的吸附性气体，测定解吸产生的吸附性气体的气量数据，将气量数据传输至显示设备；显示设备接收气量数据，将气量数据显示为气量。

在第一方面的一种可能的实现方式中，可调谐激光仪包括激光仪空腔和激光器；激光仪空腔能够存储第三气罐传输的解吸产生的吸附性气体，激光器为测定吸附性气体的气量数据的激光器。

在第一方面的一种可能的实现方式中，系统还包括气体调节单元；气体调节单元连通气体配置单元与所述吸附解吸单元，连通吸附解吸单元与气体测定单元，连通吸附解吸单元与外部空间；气体调节单元能够调节第一气罐向第三气罐传输气体的气体量和气体压强，调节第二气罐向第三气罐传输气体的气体量和气体压强，以及调节第三气罐向可调谐激光仪传输气体的气体量，以及调节第三气罐向外部空间传输气体的气体量。

在第一方面的一种可能的实现方式中，气体调节单元包括第一管路、第二管路、第三管路、第四管路、第一气泵、第二气泵、第三气泵、第一阀门、第二阀门、第三阀门和第四阀门；第一管路用于连通第一气罐与第三气罐，第二管路用于连通第二气罐和第三气罐，第三管路用于连通第三气罐和可调谐激光仪，第四管路用于连通第三气罐和外部空间；第一气泵设置于第一管路上，用于驱动第一气罐的吸附性气体进入第三气罐，使得第三气罐内的压力为预设压力；第二气泵设置于第二管路上，用于驱动第二气罐的非吸附性气体进入第三气罐，使得第三气罐内的压力为预设压力；第三气泵设置于第三管路上，用于驱动第三气罐的解吸产生的吸附性气体进入可调谐激光仪；第一阀门设置于第一管路上，用于控制第一气罐与第三气罐间气体传输的通断；第二阀门设置于第二管路上，用于控制第二气罐与第三气罐间气体传输的通断；第三阀门设置于第三管路上，用于控制第三气罐与可调谐激光仪间气体传输的通断；第四阀门设置于第三气罐上，用于控制第三气罐与外部空间气体传输的通断。

本申请实施例与现有技术相比存在的有益效果是：

本申请实施例提供的页岩岩屑含气量测定系统包括依次连通的气体配置单元、吸附解吸单元和气量测定单元。气体配置单元能够将吸附性气体和非吸附性气体传输至吸附解吸单元，在吸附解吸单元分别进行吸附作业和解吸作业：先使得页岩岩屑的空隙内充满吸附性气体，再使用非吸附性气体将吸附性气体驱替，使得吸附解吸单元内的吸附性气体只留存于页岩岩屑的孔隙中，再以粉碎的方式解吸页岩岩屑，获取全量的页岩岩屑孔隙中的吸附性气体，最后通过气体测定单元对页岩岩屑孔隙中的吸附性气体的气量进行测定，该气量能够准确表征页岩岩屑的含气量。

本申请实施例公开的页岩岩屑含气量测定系统针对页岩岩屑的吸附特性，通过对页岩岩屑的吸附和解吸，可准确地测定页岩岩屑的真实含气量。克服了现有技术通过对岩心进行现场解吸测定时，逸散气体无法估量以及拟合回归计算不够准确的弊端；同时，提取岩屑较提取岩心的施工难度和施工成本均大幅下降，提取岩屑不再受限于特定的页岩断层和页岩区域，可通过对全井段乃至全区域岩屑的提取全面、完整得对页岩区域进行页岩气勘探，从而准确地获得页岩气资源评价和储量计算等关键参数。

第二方面，本申请实施例提供了一种页岩岩屑含气量测定方法，应用于如第一方面任一项所述的页岩岩屑含气量测定系统，包括：气体吸附：控制气体配置单元向吸附解吸单元传输吸附性气体和非吸附性气体，使得页岩岩屑的孔隙吸附吸附性气体，并使非吸附性气体驱替未被页岩岩屑吸附的吸附性气体；气体解吸：控制吸附解吸单元粉碎页岩岩屑，解吸页岩岩屑所吸附的吸附性气体，并将解吸产生的吸附性气体传输至气量测定单元；气体测定：控制气量测定单元接收解吸产生的吸附性气体，测定并显示解吸产生的吸附性气体的气量，气量表征页岩岩屑的含气量。

在第二方面的一种可能的实现方式中，控制气体配置单元向吸附解吸单元传输吸附性气体和非吸附性气体，使得页岩岩屑的孔隙吸附吸附性气体，并使非吸附性气体驱替未被页岩岩屑吸附的吸附性气体，包括：放置页岩岩屑至第三气罐；控制第一阀门开启，控制第一气泵驱动第一气罐内的吸附性气体进入第三气罐，使得第三气罐内的压力达到预设第一压力值，控制第一阀门关闭，并保持预设时间，预设第一压力值为根据页岩岩屑的埋藏深度和地层压力所确定的压力值，预设时间为页岩岩屑能够充分吸附吸附性气体的时间；控制第二阀门开启，控制第二气泵驱动第二气罐内的非吸附性气体进入第三气罐，基于第二气泵的运行功率控制第四阀门的开度，保持预设第一压力值不变，使得非吸附性气体驱替第三气罐中未被页岩岩屑吸附的吸附性气体从第四阀门排出，控制第二阀门和第四阀门关闭。

在第二方面的一种可能的实现方式中，控制吸附解吸单元粉碎页岩岩屑，解吸页岩岩屑所吸附的吸附性气体，并将解吸产生的吸附性气体传输至气量测定单元，包括：控制电磁粉碎装置粉碎页岩岩屑为页岩颗粒，页岩颗粒的直径小于或等于200目；控制第三阀门开启，控制第三气泵驱动第三气罐内解吸产生的吸附性气体进入激光仪空腔，第三气罐内的压力为预设第二压力值后，控制第三阀门关闭，预设第二压力值表征第三气罐所残留的气体量。

本申请实施例与现有技术相比存在的有益效果是：

本申请实施例提供的页岩岩屑含气量测定方法，主要包括气体吸附、气体解吸和气体测定三个阶段。气体吸附使得页岩岩屑充分吸附吸附性气体，气体解吸精确地获得页岩岩屑所吸附的吸附性气体的气量，气体测定单元能够精准测定微量的吸附性气体的气量，并以数据的形式呈现。

本申请实施例公开的测定方法，用岩屑替代岩心进行页岩含气量的测定。首先，可以不受时间约束，不用必须在现场进行含气量的测定；其次，克服了岩心在进行现场解吸测定时，逸散气体无法估量以及拟合回归计算不够准确的弊端；再次，降低了提取的施工难度和施工成本，提高了施工效率，可实现对全井段乃至对全区域的岩屑提取，从而获得准确地页岩气的整体资源评价和储量计算等关键参数。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本说明书。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请一实施例提供的页岩岩屑含气量测定系统的结构示意图；

图2是本申请一实施例提供的页岩岩屑含气量测定系统的结构示意图；

图3是本申请一实施例提供的页岩岩屑含气量测定系统的结构示意图；

图4是本申请一实施例提供的页岩岩屑含气量测定方法的流程示意图。

图中：10气体配置单元、11第一气罐、12第二气罐、20吸附解吸单元、21第三气罐、22电磁粉碎装置、221、电磁粉碎装置空腔、222料管、30气量测定单元、31可调谐激光仪、311、激光仪空腔、312激光器、32显示终端、411第一管路、412第二管路、413第三管路、414第四管路、421第一气泵、422第二气泵、423第三气泵、431第一阀门、432第二阀门、433第三阀门、434第四阀门。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本申请。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。

应当理解，当在本申请说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

如在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的那样，术语“如果”可以依据上下文被解释为“当...时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。

另外，在本申请说明书和所附权利要求书的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。

为了使阅读者更好地理解，现对本发明中涉及到的名词进行解释，名词解释如下：

所谓岩心，是指在钻井过程中下取心筒取出的圆柱状岩石样品。

所谓岩屑，是指在钻井过程中被钻头破碎后，随钻井液返排上来的颗粒状的岩石样品。

所述吸附，是指页岩矿表层对气体吸着的现象。

所述解吸，是指被页岩矿表层吸附的气体被释放的现象。

现有技术现场解吸测试中，钻井获得的页岩岩心被提取后需第一时间放置进现场的解吸装置中进行解吸以获取解吸气量，避免页岩气逃逸；解吸完成后再将页岩岩心粉碎，并收集测定释放出的残余气量；而页岩岩心在钻井过程中逸散的损失气量一般通过对解吸数据进行拟合回归得到。

我国页岩储层普遍具有较深的埋藏深度和较高的地层压力，在页岩岩心向地面提取的过程中，随着岩心所受压力逐渐减弱，加剧了气量的逸散，已有测试结果表明页岩的损失气量在含气量中所占的比例可以达到80％以上。此外，气体的逸散导致钻井获得的岩心孔隙压力显著降低，在此孔隙压力下获得的解吸数据并不能代表原始地层状态下的解吸行为，进一步增加了损失气量预测的误差。

基于上述问题，本申请实施例提供了页岩岩屑含气量测定系统。为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明确，以下结合附图及实施例，对本申请进行详细说明。应当理解的是，以下所描述的具体实施例仅用于解释本申请，并不用于限定本申请。

以下结合图1对本申请的页岩岩屑含气量测定系统进行详细说明。

图1是本申请一实施例提供的页岩岩屑含气量测定系统的结构示意图，参照图1，对该系统详述如下：

页岩岩屑含气量测定系统可以包括：气体配置单元10、吸附解吸单元20以及气体测定单元30。其中，气体配置单元10、吸附解吸单元20以及气体测定单元30通过管路依次连通。

在一些实施例中，气体配置单元10向吸附解吸单元20传输吸附性气体和非吸附性气体。

解释性的，吸附性气体是指能够将页岩岩屑空隙内的空气排除，并吸附在页岩岩屑的空隙内的气体。吸附性气体包括有甲烷，乙烷，丁烷的烷类气体，以及二氧化碳等。

解释性的，非吸附性气体无法吸附在页岩岩屑的空隙内的气体，非吸附性气体多为惰性气体。其中，非吸附性气体还可用于驱替未被页岩岩屑吸附的吸附性气体。

在一些实施例中，吸附解吸单元20能够使页岩岩屑吸附吸附性气体，通过粉碎页岩岩屑，解吸页岩岩屑所吸附的吸附性气体，并将解吸产生的吸附性气体传输至气量测定单元30。

解释性的，吸附解吸单元20可以通过改变温度、压力等条件加速或模拟页岩岩屑对吸附性气体的吸附。

解释性的，吸附解吸单元20可以通过粉碎装置粉碎页岩岩屑，使得页岩岩屑释放所吸附的吸附性气体，达到解吸的目的。

解释性的，吸附解吸单元20还可以与气体测定单元30连通，将解吸产生的吸附性气体全部传输至气量测定单元30。

在一些实施例中，气量测定单元30能够接收吸附解吸单元20所传输的解吸产生的吸附性气体，并测定及显示吸产生的吸附性气体的气量。其中，测定的气量能够表征页岩岩屑的含气量。

以上为对页岩岩屑含气量测定系统的整体描述，以下为对页岩岩屑含气量测定系统的各组成单元进行详述，参照图2，详述如下：

图2是本申请一实施例提供的页岩岩屑含气量测定系统的结构示意图。

在一些实施例中，气体配置单元10可以至少包括第一气罐和第二气罐20，第一气罐11用于存储吸附性气体，第二气罐11用于存储非吸附性气体。

第一气罐11和第二气罐12均与吸附解吸单元20连通，第一气罐10向吸附解吸单元20传输吸附性气体，第二气罐12向吸附解吸单元20传输非吸附性气体。

解释性的，第一气罐11和第二气罐12均为密闭气罐，第一气罐11和第二气罐12可存储有高压气体。示例性的，选取的第一气罐11和第二气罐12可存储压力值为15Mpa的气体。

在一些实施例中，吸附解吸单元20可以包括第三气罐21和电磁粉碎装置22。其中，电磁粉碎装置22包括电磁粉碎装置空腔221和料管222。

可选的，第三气罐21设置于电磁粉碎装置空腔221内，料管222设置于第三气罐21内。料管222用于粉碎页岩岩屑。

可选的，第三气罐21分别与第一气罐11和第二气罐12连通，用于接收第一气罐11传输的吸附性气体，以及第二气罐12传输的非吸附性气体。

进一步的，第三气罐21与第一气罐11的连通处和第三气罐21与第二气罐21的连通处不在同一水平面。这样设置是为了达到非吸附性气体便于驱替未被吸附的吸附性气体的目的。

示例性的，若吸附性气体为甲烷，非吸附性气体为氩气，因吸附性气体的摩尔质量小于非吸附性气体的摩尔质量，则第三气罐21与第一气罐11的连通处高于第三气罐21与第二气罐21的连通处，如图2所示。

示例性的，若吸附性气体为丁烷，非吸附性气体为氦气，因吸附性气体的摩尔质量小雨非吸附性气体的摩尔质量，则第三气罐21与第一气罐11的连通处低于第三气罐21与第二气罐21的连通处。

可选的，第三气罐21与气量测定单元30连通，用于向气量测定单元30传输解吸的吸附性气体。

可选的，第三气罐21与外部空间连通，用于非吸附性气体驱替未被吸附的吸附性气体的排除。

解释性的，第三气罐21可通过调节第三气罐21的压力值和温度值，使页岩岩屑充分对吸附性气体进行吸附。

进一步的，第三气罐21为密闭高压气罐，示例性的，选取的第三气罐21内可存储压力值不低于30MPa的气体。

解释性的，本申请采用的是电磁粉碎装置，不是传统的物理粉碎装置，是为了在粉碎页岩岩屑时，不用打开第三气罐21，保证第三气罐21内的气体压力。示例性的，选取的电磁粉碎装置的功率为1200W，装料量为40～80g，粉碎时间＜2min，粉碎粒度≤200目。

在一些实施例中，气体测定单元30可以包括可调谐激光仪31和显示设备32。可调谐激光仪31与显示设备32电连接，可调谐激光仪31与第三气罐21管路连通。

可选的，可调谐激光仪31用于接收解吸产生的吸附性气体，测定解吸产生的吸附性气体的气量数据，并将气量数据传输至显示设备32。

解释性的，可调谐激光仪31采用吸收光谱技术，可实现解吸产生的吸附性气体的气量测定。示例性的，选取的可调谐激光仪31响应时间为0.1s，最低检出限为5ppm，测量误差≤±1％，检测气室选用长光程White气室，激光反射次数为17次，最大光程为18m。

进一步，可调谐激光仪31还可以包括激光仪内腔311和激光器312。

激光仪空腔311能够存储第三气罐21传输的解吸产生的吸附性气体。

激光器312为在可调谐激光仪31上专门加载的，测定吸附性气体的气量数据的激光器。

可选的，显示设备32用于接收可调谐激光仪31传输的气量数据，并将气量数据显示为气量。

需要说明的是，显示设备32可以是计算机、可穿戴设备、车载设备、平板电脑、笔记本电脑、上网本、个人数字助理(personal digital assistant，PDA)、增强现实(augmentedreality，AR)/虚拟现实(virtual reality，VR)设备、手机等终端设备，本申请实施例对显示设备32的具体类型不作任何限制。

一些实施例中，基于图1所示的实施例，页岩岩屑含气量测定系统还可以包括气体调节单元。

可选的，气体调节单元用于连通气体配置单元10与吸附解吸单元20，连通吸附解吸单元20与气体测定单元30，以及连通吸附解吸单元20与所述外部空间。

具体的，气体调节单元能够调节第一气罐11向第三气罐21传输气体的气体量和气体压强，调节第二气罐12向第三气罐21传输气体的气体量和气体压强，调节第三气罐21向激光仪内腔311传输气体的气体量，以及调节第三气罐21向外部空间传输气体的气体量。

在一些实施例中，参见图3，气体调节单元可以包括第一管路411、第二管路412、第三管路413、第四管路414、第一气泵421、第二气泵422、第三气泵423、第一阀门431、第二阀门432、第三阀门433和第四阀门434。

具体的，第一管路411用于连通第一气罐11与第三气罐21，第二管路412用于连通第二气罐12和第三气罐21，第三管路413用于连通第三气罐21和可激光仪内腔311，第四管路414用于连通第三气罐21和外部空间。

具体的，第一气泵421设置于第一管路411上，用于驱动第一气罐11的吸附性气体进入第三气罐21，使得第三气罐21内的压力为预设压力。

解释性的，预设压力为基于页岩岩屑的埋藏深度以及埋藏深度对应的地层压力确定。

解释性说明，在实际的钻井过程中，页岩岩屑是不断被返排的，一边钻进一边返排，因此，页岩岩屑的埋藏深度是可以知道的，一般从钻井现场取得的页岩岩屑按照埋葬深度，两米装成一包。与埋藏深度对应的地层压力也可根据现有技术探测或推算出来，本申请就不在详细展开。

具体的，第二气泵422设置于第二管路412上，用于驱动第二气罐12的非吸附性气体进入第三气罐21，使得第三气罐21内的压力为预设压力。

具体的，第三气泵423设置于第三管路413上，用于驱动第三气罐21的解吸产生的吸附性气体进入激光仪内腔311。

具体的，第一阀门431设置于第一管路411上，用于控制第一气罐11与第三气罐间21气体传输的通断。

具体的，第二阀门432设置于第二管路412上，用于控制第二气罐12与第三气罐间21气体传输的通断。

具体的，第三阀门433设置于第三管路413上，用于控制第三气罐21与激光仪内腔311间气体传输的通断。

具体的，第四阀门434设置于第三气罐21上，用于控制第三气罐21与外部空间气体传输的通断。

本申请实施例公开的页岩岩屑含气量测定系统针对页岩岩屑的吸附特性，通过对页岩岩屑的吸附和解吸，可准确地测定页岩岩屑的真实含气量。克服了现有技术通过对岩心进行现场解吸测定时，逸散气体无法估量以及拟合回归计算不够准确的弊端；同时，提取岩屑较提取岩心的施工难度和施工成本均大幅下降，提取岩屑不再受限于特定的页岩断层和页岩区域，可通过对全井段乃至全区域岩屑的提取全面、完整得对页岩区域进行页岩气勘探，从而准确地获得页岩气资源评价和储量计算等关键参数。

以上，是对本申请提供的页岩岩屑含气量测定系统的详细说明。本申请还公开了一种页岩岩屑含气量测定方法，应用于页岩岩屑含气量测定系统。

以下，参照图4，对页岩岩屑含气量测定方法进行详细说明。本方法可以通过执行步骤501至步骤503实现，详述如下：

在步骤501中，气体吸附：控制气体配置单元向吸附解吸单元传输吸附性气体和非吸附性气体，使得页岩岩屑的孔隙吸附吸附性气体，并使非吸附性气体驱替未被页岩岩屑吸附的吸附性气体。

在一些实施例中，可通过执行步骤5011至步骤5013实现步骤501，具体如下：

在步骤5011中，放置页岩岩屑至第三气罐。

在步骤5012中，控制第一阀门开启，控制第一气泵驱动第一气罐内的吸附性气体进入第三气罐，使得第三气罐内的压力达到预设第一压力值，控制第一阀门关闭，并保持预设时间。

解释性的，预设第一压力值为根据页岩岩屑的埋藏深度和地层压力所确定的压力值。

解释性的，预设时间为页岩岩屑能够充分吸附吸附性气体的时间。

在步骤5013中，控制第二阀门开启，控制第二气泵驱动第二气罐内的非吸附性气体进入第三气罐，基于第二气泵的运行功率控制第四阀门的开度，保持预设第一压力值不变，使得非吸附性气体驱替第三气罐中未被页岩岩屑吸附的吸附性气体从第四阀门排出，控制第二阀门和第四阀门关闭。

在步骤502中，气体解吸：控制吸附解吸单元粉碎页岩岩屑，解吸页岩岩屑所吸附的吸附性气体，并将解吸产生的吸附性气体传输至气量测定单元。

在一些实施例中，可通过执行步骤5021至步骤5022实现步骤502，具体如下：

在步骤5021中，控制电磁粉碎装置粉碎页岩岩屑为页岩颗粒，页岩颗粒的直径小于或等于200目。

在步骤5022中，控制第三阀门开启，控制第三气泵驱动第三气罐内解吸产生的吸附性气体进入激光仪空腔，第三气罐内的压力为预设第二压力值后，控制第三阀门关闭。

解释性的，第三气罐达到完全真空状态是不现实的，故设定了预设第二压力值，用预设第二压力值表征第三气罐所残留的气体量。当预设第二压力值小于某个值时，可近似第三气罐达到真空状态。

在步骤503中，气体测定：控制气量测定单元接收解吸产生的吸附性气体，测定并显示解吸产生的吸附性气体的气量。

在一些实施例中，可通过执行步骤5031至步骤5032实现步骤502，具体如下：

在步骤5031中，控制可调谐激光仪启动，激光器测定吸附性气体的气量数据，并将气量数据传输至显示设备。

在步骤5032中，显示设备接收气量数据，并将气量数据显示气量，该气量表征页岩岩屑的含气量。

上述页岩岩屑含气量测定方法，用岩屑替代岩心进行页岩含气量的测定。首先，可以不受时间约束，不用必须在现场进行含气量的测定；其次，克服了岩心在进行现场解吸测定时，逸散气体无法估量以及拟合回归计算不够准确的弊端；再次，降低了提取的施工难度和施工成本，提高了施工效率，可实现对全井段乃至对全区域的岩屑提取，从而获得准确地页岩气的整体资源评价和储量计算等关键参数。

应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种页岩岩屑含气量测定系统，其特征在于，包括依次连通的气体配置单元、吸附解吸单元和气量测定单元；

所述气体配置单元向所述吸附解吸单元传输吸附性气体和非吸附性气体，所述吸附性气体能够吸附在所述页岩岩屑的孔隙内，所述非吸附性气体无法吸附在所述页岩岩屑的空隙内，所述非吸附性气体用于驱替未被所述页岩岩屑吸附的所述吸附性气体；

所述吸附解吸单元能够使所述页岩岩屑吸附所述吸附性气体，通过粉碎所述页岩岩屑，解吸所述页岩岩屑所吸附的所述吸附性气体，并将解吸产生的吸附性气体传输至气量测定单元；

所述气量测定单元接收所述解吸产生的吸附性气体，测定并显示所述解吸产生的吸附性气体的气量，所述气量表征所述页岩岩屑的含气量。

2.如权利要求1所述的页岩岩屑含气量测定系统，其特征在于，所述气体配置单元包括第一气罐和第二气罐，所述第一气罐存储所述吸附性气体，所述第二气罐存储非吸附性气体；

所述第一气罐和所述第二气罐均与所述吸附解吸单元连通，所述第一气罐向所述吸附解吸单元传输所述吸附性气体，所述第二气罐向所述吸附解吸单元传输所述非吸附性气体。

3.如权利要求2所述的页岩岩屑含气量测定系统，其特征在于，所述吸附解吸单元包括第三气罐和电磁粉碎装置，所述电磁粉碎装置包括料管；

所述第三气罐设置于所述电磁粉碎装置空腔内，所述第一气罐和所述第二气罐均与所述第三气罐连通，所述第二气罐与所述第三气罐的连通处和所述第一气罐与所述第三气罐的连通处不在同一水平面，所述第三气罐与所述气量测定单元连通，所述第三气罐与外部空间连通；

所述料管设置于所述第三气罐内，所述料管用于粉碎所述页岩岩屑。

4.如权利要求3所述的页岩岩屑含气量测定系统，其特征在于，所述气量测定单元包括可调谐激光仪和显示设备；

所述可调谐激光仪与所述显示设备电连接，所述可调谐激光仪与所述第三气罐连通；

所述可调谐激光仪接收所述解吸产生的吸附性气体，测定所述解吸产生的吸附性气体的气量数据，将所述气量数据传输至所述显示设备；

显示设备接收所述气量数据，将所述气量数据显示为所述气量。

5.如权利要求4所述的页岩岩屑含气量测定系统，其特征在于，所述可调谐激光仪包括激光仪空腔和激光器；

所述激光仪空腔能够存储所述第三气罐传输的所述解吸产生的吸附性气体，所述激光器为测定所述吸附性气体的气量数据的激光器。

6.如权利要求4所述的页岩岩屑含气量测定系统，其特征在于，所述系统还包括气体调节单元；

所述气体调节单元连通所述气体配置单元与所述吸附解吸单元，连通所述吸附解吸单元与所述气体测定单元，连通所述吸附解吸单元与所述外部空间；

所述气体调节单元能够调节所述第一气罐向所述第三气罐传输气体的气体量和气体压强，调节所述第二气罐向所述第三气罐传输气体的气体量和气体压强，调节所述第三气罐向所述可调谐激光仪传输气体的气体量，以及调节所述第三气罐向所述外部空间传输气体的气体量。

7.如权利要求6所述的页岩岩屑含气量测定系统，其特征在于，所述气体调节单元包括第一管路、第二管路、第三管路、第四管路、第一气泵、第二气泵、第三气泵、第一阀门、第二阀门、第三阀门和第四阀门；

所述第一管路用于连通所述第一气罐与所述第三气罐，第二管路用于连通所述第二气罐和所述第三气罐，所述第三管路用于连通第三气罐和所述可调谐激光仪，所述第四管路用于连通所述第三气罐和所述外部空间；

所述第一气泵设置于所述第一管路上，用于驱动所述第一气罐的所述吸附性气体进入所述第三气罐，使得所述第三气罐内的压力为预设压力；

所述第二气泵设置于所述第二管路上，用于驱动所述第二气罐的所述非吸附性气体进入所述第三气罐，使得所述第三气罐内的压力为预设压力；

所述第三气泵设置于所述第三管路上，用于驱动所述第三气罐的所述解吸产生的吸附性气体进入所述可调谐激光仪；

所述第一阀门设置于所述第一管路上，用于控制所述第一气罐与所述第三气罐间气体传输的通断；

所述第二阀门设置于所述第二管路上，用于控制所述第二气罐与所述第三气罐间气体传输的通断；

所述第三阀门设置于所述第三管路上，用于控制所述第三气罐与所述可调谐激光仪间气体传输的通断；

所述第四阀门设置于所述第三气罐上，用于控制所述第三气罐与所述外部空间气体传输的通断。

8.一种页岩岩屑含气量测定方法，应用于权利要求1至7任一项所述的页岩岩屑含气量测定系统，其特征在于，包括：

气体吸附：控制气体配置单元向吸附解吸单元传输吸附性气体和非吸附性气体，使得页岩岩屑的孔隙吸附所述吸附性气体，并使所述非吸附性气体驱替未被所述页岩岩屑吸附的所述吸附性气体；

气体解吸：控制所述吸附解吸单元粉碎所述页岩岩屑，解吸所述页岩岩屑所吸附的所述吸附性气体，并将解吸产生的吸附性气体传输至气量测定单元；

气体测定：控制所述气量测定单元接收所述解吸产生的吸附性气体，测定并显示所述解吸产生的吸附性气体的气量，所述气量表征所述页岩岩屑的含气量。

9.如权利要求8所述的页岩岩屑含气量测定方法，其特征在于，所述控制气体配置单元向吸附解吸单元传输吸附性气体和非吸附性气体，使得页岩岩屑的孔隙吸附所述吸附性气体，并使所述非吸附性气体驱替未被所述页岩岩屑吸附的所述吸附性气体，包括：

放置页岩岩屑至第三气罐；

控制第一阀门开启，控制第一气泵驱动第一气罐内的吸附性气体进入所述第三气罐，使得所述第三气罐内的压力达到预设第一压力值，控制所述第一阀门关闭，并保持预设时间，所述预设第一压力值为根据所述页岩岩屑的埋藏深度和地层压力所确定的压力值，所述预设时间为所述页岩岩屑能够充分吸附所述吸附性气体的时间；

控制第二阀门开启，控制第二气泵驱动第二气罐内的非吸附性气体进入所述第三气罐，基于所述第二气泵的运行功率控制第四阀门的开度，保持所述预设第一压力值不变，使得所述非吸附性气体驱替所述第三气罐中未被所述页岩岩屑吸附的所述吸附性气体从所述第四阀门排出，控制所述第二阀门和所述第四阀门关闭。

10.如权利要求9所述的页岩岩屑含气量测定方法，其特征在于，包括：所述控制所述吸附解吸单元粉碎所述页岩岩屑，解吸所述页岩岩屑所吸附的所述吸附性气体，并将解吸产生的吸附性气体传输至气量测定单元，包括：

控制电磁粉碎装置粉碎所述页岩岩屑为页岩颗粒，所述页岩颗粒的直径小于或等于200目；

控制第三阀门开启，控制第三气泵驱动所述第三气罐内所述解吸产生的吸附性气体进入激光仪空腔，所述第三气罐内的压力为预设第二压力值后，控制所述第三阀门关闭，所述预设第二压力值表征所述第三气罐所残留的气体量。