[发明专利]一种置换及吸附解析模拟测试系统及方法

说明书

一种置换及吸附解析模拟测试系统，包括第一气瓶和第二气瓶，第一气瓶和第二气瓶的出口均连接至岩心室的输入端，并在连接管路上设置有标定管、真空泵和活塞容器，岩心室的输出端连接至气体样品收集器，并在连接管路上设置有真空泵、标定管和回压控制系统，其中，活塞容器设置有油浴装置、注入泵和压力传感器，岩心室位于恒温箱内，连接有围压泵，岩心室的输入、输出端分别设置有压力传感器，本发明还提供了其模拟测试方法，可模拟并测试不同状态的CO₂在不同温度、压力条件下对页岩气的置换效果，同时可利用该实验装置进行页岩岩心对页岩气或CO₂的吸附、解析实验，研究页岩岩心在不同温度、压力条件下的气体吸附、解析规律。

技术领域

本发明属于CO₂开发页岩气技术领域，特别涉及一种置换及吸附解析模拟测试系统及方法。

背景技术

作为一种新的页岩气开发技术——CO₂置换页岩气，是目前世界上页岩气开发研究热点之一。CO₂置换页岩气主要是利用CO₂与页岩的吸附强度高于CH₄，CO₂能置换吸附在页岩上的CH₄，在提高产量和生产速率的同时，不会使页岩层产生粘土膨胀、水锁等效应，实现CO₂部分埋存，在技术上和经济上均具有较大优势，将成为未来页岩气高效开发的新技术。

然而，目前关于CO₂置换甲烷的测试研究大多是针对煤岩的，针对页岩的研究很少，对于专门模拟测试CO₂置换页岩气的系统与设备，现在市场上还没有成熟的产品销售。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种置换及吸附解析模拟测试系统及方法，可以模拟并测试不同状态的CO₂在不同温度、压力条件下对页岩气的置换效果。同时还可以利用该实验装置进行页岩岩心对页岩气或CO₂的吸附、解析实验，研究页岩岩心在不同温度、压力条件下的气体吸附、解析规律。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种置换及吸附解析模拟测试系统，包括第一气瓶1和第二气瓶7，所述第一气瓶1和第二气瓶7的出口均连接至岩心室24的输入端，并在连接管路上设置有第一标定管14、第一真空泵17和第一活塞容器19，岩心室24的输出端连接至气体样品收集器43，并在连接管路上设置有第二真空泵30、第二标定管32和回压控制系统44，其中：

所述第一气瓶1依次连接第一阀2、第一过滤器3、第一流量计4、第二阀5和第一单向阀6，第一单向阀6的出口连接第五阀13和第六阀15。

所述第二气瓶7依次连接第二阀8、第二过滤器9、第二流量计10、第四阀11和第二单向阀12，第二单向阀12的出口连接第五阀13和第六阀15。

所述第一标定管14用于标定第一活塞容器19的体积，以及从第二阀5和第四阀11至第八阀22之间的管路体积，第一标定管14的入口连接第一单向阀6和第二单向阀12的出口，且在连接管路上设置有第五阀13，出口连接第六阀15。

所述第一真空泵17连接至第一活塞容器19且连接管路上设置有第七阀16和第一压力传感器18。

所述第一活塞容器19位于油浴装置20中并连接有第一注入泵21，第一活塞容器19连接在第六阀15与第八阀22之间，且连接管路上设置有第一压力传感器18。

所述岩心室24位于恒温箱25内，连接有围压泵26，岩心室24的输入端依次连接第二压力传感器23和第八阀22，输出端依次连接第三压力传感器27和第九阀28。

所述第二真空泵30连接至岩心室24的出口且连接管路上依次连接有第十阀29、第九阀28和第三压力传感器27。