[发明专利]页岩气振动解吸测试评价装置及方法

说明书

本发明提供一种页岩气振动解吸测试评价装置及方法，属于页岩气勘探开发测试及增产处理技术领域，并应用此法通过对近井、储层地带的振动处理促进页岩气的解吸附，形成一种通过解吸提高页岩气采收率的方法。本发明装置包括提供待测试气体的注气系统、增压系统、吸附解吸系统、振动系统、恒温系统以及数据收集系统。本发明实现了研究同一频率不同振幅下或同一振幅不同频率下页岩的解吸过程，满足了使用需求；实现不同压力点下的连续解吸实验，同时解吸集气装置与样品室直接连接，保证了不同解吸压力下解吸气体测量的准确性；实现不同温度不同压力下的常规页岩吸附解吸实验，通过更换高压气瓶可以进行多种气体在页岩上的吸附解吸性能评价实验。

技术领域

本发明涉及页岩气勘探开发测试及增产处理技术领域，具体涉及一种可快速准确地测量页岩在不同的振动条件下解吸状况的页岩气振动解吸测试评价装置及方法。

背景技术

页岩气是一种非常规天然气，我国页岩气资源丰富，是世界上第三个实现页岩气经济开发的国家。一般地，页岩气储层具有低孔隙度、低渗透率的特点，开发难度大。页岩气在页岩中有三种赋存方式：存在于较大孔隙和裂缝中的游离气，在小孔隙表面以吸附状态存在的吸附气，以及溶解在有机质中的溶解气。其中，吸附气的比例最大，一般为总含气量的20％-80％。

页岩气吸附解吸性能评价是页岩气勘探开发中的基础参数，对于页岩储层储量评价、开发方案设计等具有重要影响。在页岩气的开采过程中，通常游离气最先被采出，但一般页岩储层中的游离气占较低，因此初期产量递减很快。随着页岩气藏的压力降低，吸附在孔隙表面的气体逐渐解吸，由于吸附气的占比较高，因此开采页岩气的过程，主要是页岩气由吸附态解吸扩散至游离态的过程，气体的解吸直接影响着页岩气的产量；且页岩气的自然解吸速度缓慢，耗时较长，在页岩气的开采中如果采用自然解吸开采页岩气，必然受其解吸速度的限制导致开采效率较低。因此，页岩气的开采中，如何促进吸附气的解吸，对于页岩气增产、稳产具有重要影响。

机械振动正是促进页岩气解吸、提高页岩气采收率的一种方式。机械振动既可产生热效应通过升温促进解吸，又可使气体分子获得更多动能，促进气体的解吸附，加快解吸速度。作为提高煤层气采收率方面的有效方式，在提高页岩气解吸速度、促进页岩解吸、提升实验精度、提高采收率方面，机械振动势必会有广泛的应用范围。然而目前相关的研究很少，已有的少数研究机械振动解吸附的装置也存在一些不足，有待进一步完善。

现有的研究机械振动解吸的装置，在进行解吸实验时，多采用常压下一次解吸的方法，即在吸附实验结束后直接将游离气体全部排空，只解吸一次，测累积解吸气体随时间的变化。上述实验方式，在进行结果对比时，为保证对比的准确度，必须要求每一次的解吸实验的起始页岩含气量相等，而这是难以控制的，因此难以保证对比结果准确度；且采取一次解吸的方法，无法实现在不同压力点下的连续解吸实验，使得实验工作量大，效率较低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种页岩气振动解吸测试评价装置及方法，以解决上述背景技术中存在的至少一项技术问题。利用页岩振动解吸评价装置能够在不同的振幅、频率条件下进行页岩的解吸测试实验，测定在不同振动条件下的页岩气解吸量并进行评价；还可以进行常规的页岩吸附解吸实验，通过更换气瓶研究不同性质类型气体在页岩孔隙中的吸附解吸性能。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案：

一方面，本发明提供一种页岩气振动解吸测试评价装置，包括：

注气系统，用于提供待测试气体，包括多个储气瓶，所述储气瓶连接标准室的进气端；

增压系统，用于为标准室中的气体增压，包括平流泵和中间容器，所述平流泵连通中间容器，所述中间容器连接标准室的进气端；

吸附解吸系统，包括标准室和用于吸附解吸实验的样品室，标准室的出气端连接样品室的进气端，样品室的出气端连接解吸气体收集系统；