[发明专利]现场测量收集页岩解吸气量及组分分析一体化的实验系统

说明书

一种现场测量收集页岩解吸气量及组分分析一体化的实验系统，包括玻璃解吸缸，玻璃解吸缸上设置有多种测量设备，通过岩心样品在不同温度下解吸过程中产生的气体排出玻璃解吸缸内氯化钠盐水通过旋转罗盘和出水导管排出，调节出水控制旋转罗盘控制出口流量大小；通过连接加热器控制解吸的温度并与温度计检测，模拟地层温度条件下的解吸过程；玻璃解吸缸内的装氯化钠溶液有效地降低解吸气体的溶解度；引流口内回注氯化钠溶液通过连接的回注导管连接玻璃解吸缸可以排出产生的解吸气体到出气导管内；红外气体分析仪用于快速检测解吸气体组分和含量，气体收集袋连接出气导管收集纯净的解吸气体，本发明具有快速性、全面性、精确性和一体化的特点。

技术领域

本发明属于石油天然气勘探开发技术，特别涉及一种现场测量收集页岩解吸气量及组分分析一体化的实验系统。

背景技术

近年来，随着油气勘查和开发技术的不断进步，我国页岩气等非常规天然气得到了快速发展，对常规油气进行了有效的补充，促进了当地经济和社会的发展。我国页岩气主要发育于四川盆地及其周边的海相地层中，开发区地形地貌以山区丘陵为主，交通不便。由于我国页岩气地质条件发育的复杂性和受到了多期构造影响，不同沉积背景不同构造单元中含气量和气体组分变化较大，不同地区的页岩气资源条件和丰度差别较大，页岩气中的气体组分也存在较大的差异，如四川盆地周边牛蹄塘组页岩气中含有大量的N₂气体，快速全面地评价页岩气含量及其组分对页岩气的资源潜力至关重要，现场解吸实验是快速及时地取得目的层段页岩含气情况最直接的方式。在页岩气探井或调查井施工过程中，页岩含气量的快速识别和组分评价是决定岩心样品采集密度、方式、调整钻井方案的重要依据，用于初步评价钻取层段的含气资源情况和勘探前景。

目前，页岩岩心样品含气性的测试主要采用实验室分析和现场分析。实验室分析主要采用把采集的样品送至实验室进行测试，实验内容包括等温吸附实验、储层物性分析、含水饱和度、气体组分等，分别计算采集页岩的吸附气量和游离气量，缺乏现场分析的直观性和时效性。现场分析实验主要把钻取的岩心放入钢制套管内进行含气量测试实验，把采集的气体样品再送至实验室内进行气体组分等项次的分析，存在着不能直观观察取样岩心解吸过程，收集的气体中常携带大量液体，不能实时开展气体组分和含量分析，缺乏时效性和全面性，影响着钻井取心方案和岩样含气潜力的直接评价。

发明内容

为了克服页岩含气性现场测试不能开展气体组分分析和含量、收集气体携带液体产生误差、真实含气性评价时效性较差的特征，以及解决岩样解吸过程不能直观观察和含气量测量存在误差局限性，本发明的目的是提供一种现场测量收集页岩解吸气量及组分分析一体化的实验系统，能够在现场钻取页岩岩心后，快速放入装置内可以直观地观测解吸过程，包括气量大小、解吸气体的逸出速率和强度，并通过控制温度变化模拟地层温度下的含气情况，能够快速测量页岩含气量，解吸气体可以在现场随时分析气体组分和含量，并能采集不含液体的纯净气体保存输运，实验装置简单易行，精确度高，具有全面性，可为现场钻井取心方案和含气评价提供依据，用于解决目前页岩含气性分析过程中时效性和全面性差、收集气体中携带液体、不能直观观测气体解吸逸散过程的问题。

为了达到上述目的，本发明的技术方案为：

现场测量收集页岩解吸气量及组分分析一体化的实验系统，包括高强度钢化玻璃解吸缸14，玻璃解吸缸14正上方设置有样品入口盖11，玻璃解吸缸14 的出水孔5连通出水流量控制旋转盘4，出水控制旋转盘4通过旋转螺母6连接在玻璃解吸缸14上，出水流量控制旋转盘4的出口连通带有阀门2的出水导管 1，玻璃解吸缸14内连接有加热器10以及温度计13；玻璃解吸缸14一侧通过注水管8连通引流口9，注水管8上设置有阀门7；玻璃解吸缸14上方一侧通过出气控制阀15连接出气导管16，出气导管16一支路通过通过检测控制阀18 连接红外气体分析仪19，红外气体分析仪19的输出端管路上连接排气控制阀 20；另一支路通过集气控制阀17连接气体收集袋21。

所述的玻璃解吸缸14纵向上有刻度(0-70cm)，且从上向下逐渐增大。