[发明专利]页岩吸附气和游离气的计算方法及其测量装置

摘要

本发明涉及一种油气检测装置及其计算方法，具体为页岩吸附气和游离气的计算方法及其测量装置；对泥页岩柱塞样进行覆压孔渗测量，并得到泥页岩孔隙体积随覆压变化的计算模型；对泥页岩样品进行等温吸附‑声波联测实验得到声波幅度随含气压力变化的规律；根据随自由气变化造成的声波衰减规律求出孔隙中的自由气体积与声衰减之间的转换关系。由含气量与声衰减之间的关系与吸附气造成的声衰减L2，求得甲烷的吸附气体积。该方法保证样品孔隙结构的完整性，使岩石处于覆压状态，更符合岩石在地层的实际情况；应用页岩对甲烷、二氧化碳这类可吸附性气体的吸附作用造成中声波衰减测试规律，从而确定页岩中游离气、吸附气的含量以及其比例关系。

主权项

1.页岩吸附气和游离气的计算方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将泥页岩制成一英寸泥页岩柱塞样，烘干；(2)对泥页岩柱塞样进行覆压孔渗测量，并得到泥页岩孔隙体积Vpor随覆压变化的计算模型；(3)将泥页岩柱塞样放入测量装置中，通过控制加压泵调控泥页岩柱塞样的覆压状态，使泥页岩柱塞样处于三轴覆压状态；(4)对泥页岩柱塞样进行等温吸附‑声波联测实验，在岩石真空条件及各等温吸附平衡点测试岩石的声波幅度Ai得到声波幅度衰减系数I随含气压力P变化的规律，为声波衰减与孔隙压力图版；按照等温吸附实验流程，进行等温吸附实验在各平衡压力点Pi最终平衡压力不小于10MPa记录声波幅度Ai；数据带入声波衰减与孔隙压力图版，得到孔隙压力与声波衰减关系，求取声波衰减系数；式中：I：声幅衰减系数；Ai：各孔隙压力下声波首波幅度mV；A0：0MPa孔隙压下声波首波幅度mV；以声波衰减与孔隙压力图曲线末端切线，得到斜率为K的斜线，K的求取方法是应用测试数据中最后2‑3个点的拟合线作为实验数据曲线的切线的斜率作为K值，结合声波衰减与孔隙压力图版在以K为斜边的直角三角形中L1为游离气造成的声波衰减幅值；L1＝K×P联立方程上面两式可得：式中：Vfree表述为游离气含量；R为热力学系数8.315；T为热力学温度，K；a为游离气量与声波衰减系数的转换系数；L1为游离气造成的声波衰减幅值；声波衰减与孔隙压力图版中(0,1)点到切线与Y轴交点的距离为L2，L2为吸附气造成的声波衰减幅度；b＝Vabs体积法/L2式中：b为吸附气与声波衰减系数的转换系数，系数b的首次确定需要与体积法相印证，Vabs体积为联测过程中应用体积法获得的页岩吸附量；(5)根据游离气体声波衰减模型原理，应用衰减幅度得到岩石中游离气的计算方法：Vfree＝a×L1(6)根据吸附气造成的声波衰减幅度，求得甲烷的吸附气体积Vabs；Vabs＝L2×b式中：b为吸附气与声波衰减系数的转换系数。