CN208780580U - 一种高温高压页岩气吸附实验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高温高压页岩气吸附实验装置，包括气源供给系统、高温恒温吸附系统、数据采集及分析系统、尾气处理系统，各个系统之间使用管道和高压阀门进行连接和控制；所述气源供给系统包括氮气气源、甲烷气源、真空泵以及增压泵，氮气气源与甲烷气源通过多向阀与增压泵连接，增压泵另一端连接真空泵；所述高温恒温吸附系统为一个高温恒温箱，箱中分别设置样品室和标准室；所述数据收集及分析系统包括压力测试表、信息采集器、计算机；所述尾气处理系统为一废弃气体回收罐。本实用新型克服了原有吸附实验装置在特殊条件下测试不足的缺点，提高了实验的精确性和适用性，为研究页岩气等非常规天然气的吸附机理提供了依据。

Description

一种高温高压页岩气吸附实验装置

技术领域

本实用新型涉及一种高温高压页岩气吸附实验装置，属于非常规油气资源开发技术领域。

背景技术

页岩气是一种以游离或吸附状态聚集在富含有机质的暗色泥页岩或高碳泥页岩中的自生自储天然气，是一种重要的非常规油气资源。页岩气的赋存机理相对于常规天然气而言较为复杂，页岩气的赋存方式多样，气体在储层中主要以吸附气和游离气的方式存在，其中吸附气所占比例较大。据报道，页岩中吸附气的储量约占页岩气总储量的20％～85％。含气性是决定页岩气有无经济开采价值的重要参数，页岩的吸附实验是测量页岩中吸附气含量的最常见手段，也是评价页岩气藏储层中吸附气含量的基础。但由于页岩中的矿物组成和流体组成极其复杂，矿物组成包括有机质、粘土矿物、石英等，流体组成包括CH₄、CO₂等气体及地层水，这些导致页岩中的吸附机理极其复杂，对页岩中吸附气含量的测定造成了较大的困难。目前所用的相关实验装置仍然存在一些问题，不仅操作流程繁琐，而且体积法测量高温高压条件下气体的吸附量还没有统一的仪器。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型提供了一种高温高压页岩气吸附实验装置，对常规的页岩气吸附实验装置及实验条件进行改进，其目的在于克服常温常压下页岩气吸附含量的不确定性，实现对高温高压环境下页岩气吸附含量的测定，提高实验数据的准确性，为确定页岩气储层中的吸附气含量，评价页岩气有无经济开采价值提供依据。

本实用新型的技术方案是：

一种高温高压页岩气吸附实验装置，其特征包括气源供给系统、恒温吸附系统、数据采集及分析系统、尾气处理系统；

所述气源供给系统包括氮气气源、甲烷气源、真空泵以及增压泵，所述氮气气源与甲烷气源通过多向阀与增压泵连接，增压泵另一端连接真空泵；

所述高温恒温吸附仪是在以往吸附仪的基础上改进而成，拥有高温恒温功能，包括两个工作室：样品室和标准室，样品室与标准室之间通过二个多向阀和一个单向阀连接；

所述数据采集及分析系统由二块压力测试表、信息采集器以及计算机组成，二块压力测试表连接到信息采集器，信息采集器连接到计算机，用于完成整个实验数据的收集工作；

所述尾气处理系统为一个尾气回收罐，用于收集实验过程产生中的尾气。

进一步的，气源供给系统通过一个多向阀和一个单向阀与高温恒温吸附系统相连。

进一步的，恒温吸附系统分别与数据采集及分析系统和尾气处理系统相连。

本实用新型的有益效果为：

1、通过计算机即控制气源控制系统和恒温吸附系统，调节实验条件，又连信息采集器，输出实验数据，使两部分数据同时记录，得到更精确的数据，为页岩气的开发提供依据；

2、同时通过数据分析，能够更形象地反应高温高压下页岩气吸附的机理和规律。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施方式的技术方案，下面将对实施方式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实用新型的某些实施例，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它相关的附图。

图1本实用新型的实验装置连接结构示意图。

图中所示：

1、真空泵，2、氮气气源，3、甲烷气源，4、多向阀，5单向阀，6、标准室，7、样品室，8、压力测试表，9、信息采集器，10、计算机，11、尾气回收罐，12、增压泵，13、管道，14、恒温箱。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，高温高压页岩气吸附实验装置，包括气源供给系统、高温恒温吸附系统、数据采集及分析系统、尾气处理系统；

数据采集及分析系统中启动计算机10中测试程序，先进行零点校正、系统自检；再取出标准室6和样品室7，确保清洁后将标准室6装回系统，将干燥后的页岩样品装入样品室7摇匀后装回，打开气源供给系统中的氮气气源2，关闭真空泵1和甲烷气源3，氮气通过增压泵12、多向阀4、单向阀5、管道13直接进入样品室7，此时可以通过计算机10标定样品室7页岩样品的自由空间体积；在每次吸附测试开始前，样品室7需要除气抽真空，此时关闭气源供给系统中的氮气气源2和甲烷气源3，打开真空泵1；在页岩样品除气完成之后，关闭气源供给系统中的真空泵1和氮气气源2，打开甲烷气源3，甲烷气通过增压泵12、多向阀4、单向阀5、管道13先流入标准室6，经过在标准室6加热之后，再通过多向阀和单向阀泵入样品室7，此时对页岩样品开始吸附测试，高温恒温吸附系统中的恒温箱14可以保证整个过程热量尽量不会散失；在测试过程中，数据采集及分析系统中的信息采集器9可以将压力测试表8记录下的压力数据传递给计算机10，当计算机10显示甲烷气体的压力和组分恒定，记录中该时刻的时间、压力、温度等数据；在实验过程中，未被页岩岩样吸附的过量的甲烷气体会沿着装有单向阀的管道流入尾气处理系统中的尾气回收罐11，避免散失到空气中污染环境；最后重复实验步骤，从低压到高压测试多个压力点下的吸附情况，根据行业标准SY/T6132-2013进行数据处理。

以上所述，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已通过实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (3)

1.一种高温高压页岩气吸附实验装置，其特征在于，包括气源供给系统、高温恒温吸附系统、数据采集及分析系统、尾气处理系统；

所述气源供给系统包括氮气气源、甲烷气源、真空泵以及增压泵，所述氮气气源与甲烷气源通过多向阀与增压泵连接，增压泵另一端连接真空泵，气源供给系统通过一个多向阀和一个单向阀与高温恒温吸附系统连接；

所述高温恒温吸附仪包括两个工作室：样品室和标准室，样品室与标准室之间通过二个多向阀和一个单向阀连接，高温恒温吸附系统与数据采集及分析系统和尾气处理系统相连；

所述数据采集及分析系统由二块压力测试表、信息采集器以及计算机组成，二块压力测试表连接到信息采集器，信息采集器连接到计算机，用于完成整个实验数据的收集工作；

所述尾气处理系统为一个尾气回收罐，通过一个单向阀与高温恒温吸附系统连接，用于收集实验过程产生中的尾气。

2.根据权利要求1所述的一种高温高压页岩气吸附实验装置，其特征在于，仪器中包括氮气气源和真空泵，样品室中有自由空间体积，实验前可用高压氮气进行标定，并在每次吸附测试之前，对样品室抽真空进行除气处理。

3.根据权利要求1所述的一种高温高压页岩气吸附实验装置，其特征在于，样品室与标准室处于封闭的高温恒温箱中，保证实验过程中的温度保持不变。