专利名称：一种新型页岩含气量测试仪和页岩含气量测定方法
技术领域：
本发明涉及测量技术领域，属于页岩气、煤层气等矿物岩石吸附气含量的测试装置，具体而言，是一种在页岩、煤岩等矿物岩石存在吸附气的情况下，能精准测试其含气量的一种新型页岩含气量测试仪和页岩含气量测定方法。
背景技术：
吸附态天然气普遍存在于各种矿物岩石中，对于页岩和煤层而言，岩石中吸附态气含量比例可达20%-80%，煤层吸附态气含量比例更高，可达90%以上。矿物岩石中含气量的大小直接关系到页岩气和煤层气的开发前景，要有效的评价页岩气和煤层气藏资源量，含气量是一项必不可少的参数，与储层压力和吸附等温线结合起来使用，就可预测产气能力，确定钻井分布和开米方式。中国专利《煤层含气量数据采集系统》专利号CN200820122855，公布了一种煤层含气量数据采集系统，是由计算机、数据采集控制系统、温度传感器、压力传感器、高精度气体流量计、高速超声波仪、打印机组成，核心是通过流量计自动获取解吸数据；中国专利《高精度含气量测试仪》专利号CN201120464973，公布了一种高精度含气量测试仪，包括密封罐和集气量筒，所述的集气量筒包括标有刻度的圆锥形透明筒体以及设有通气孔和排水孔的筒底，集气量筒的通气孔与密封罐的排气孔密封连通，主要通过采用集气量筒测量解吸气量；中国专利《含气量测试装置》专利号CN202362222U，公开了一种含气量测试装置，由样品存放装置、气体体积测量装置及计算机组成，通过自动化控制液面实现体积测量。以上专利均存在以下问题1、含气量低时，样品解吸气体积小，采用流量计测量的精度不够；采用集气量筒测量会增加人为误差，且操作不方便，效率低。2、自由空间的气体会随测试环境的温压条件而改变，对解吸气的测量有直接影响，目前仪器虽对该误差已做校正，但并未直接消除其影响。3、解吸气体的组分对流量计测量影响大，需要校正，增大了测量误差。

发明内容
本发明提供一种新型页岩含气量测试仪和页岩含气量测定方法，以解决现有技术因为样品含气量低时，通过直接量筒测量法或者流量传感器测量的误差大的问题，从而实现对含气量的高精度测量。为解决上述技术问题，本发明提供了一种新型页岩含气量测试仪，它包括用于将样品恒温解吸的装置、样品解吸过程中的压力和温度的实时测试系统、测定样品解吸空间体积的系统和计算机采集与处理系统，其中所述的样品恒温解吸的装置通过管道与样品解吸过程中的压力和温度的实时测试系统相连接，样品解吸过程中的压力和温度的实时测试系统通过管道与测定样品解吸空间体积的系统相连接，样品解吸过程中的压力和温度的实时测试系统和测定样品解吸空间体积的系统通过数据线与计算机采集与处理系统相连接。
所述的用于将样品恒温解吸的装置包括恒温水浴槽和解吸罐，解吸罐置于恒温水浴槽内部。所述的样品解吸过程中的压力和温度的实时测试系统包括温度变送器A、压力变送器A、电动阀A、电动阀B、电动阀C、四通阀和温度控制箱，其中所述的四通阀的进口通过管道与样品恒温解吸的装置相连接，在它们之间的管道上依次设置有温度变送器A和压力变送器A ;四通阀的三个出口分别安装有电动阀A、电动阀B和电动阀C，电动阀A通过管道和测定样品解吸空间体积的系统相连接；温度变送器、压力变送器A、电动阀A、电动阀B、电动阀C和四通阀都安装于温度控制箱内。所述的样品解吸过程中的压力和温度的实时测试系统还包括气体采样器，所述的气体采样器通过管道和电动阀C相连接，所述的气体采样器安装于温度控制箱外。所述的测定样品解吸空间自由体积的系统包括参考罐、氦气瓶、温度变送器B、压力变送器B和温度控制箱，参考罐通过管道和测量样品解吸过程中的压力和温度实时测试系统相连接，在参考罐上依次设置有温度变送器B和压力变送器B，氦气瓶通过管道与参考罐相连接，参考罐、温度变送器B和压力变送器B安装于温度控制箱内。本发明还提供了一种新型页岩含气量的测定方法，采用本发明的装置，它包括以下步骤第一、连接管路并初始化设定温度控制箱和恒温水浴槽为解吸温度，将装有样品的密封解吸罐放置到恒温水浴槽中，解吸罐的出口与四通阀相连接，保持电磁阀A、电磁阀C关闭，保持电磁阀B开启I 3秒后迅速关闭，记录管路中的温度Ttl和压力Ptl,该时刻为实验的O时刻点；第二、一次记录解吸参数 在一定间隔时间之后，记录记录管路中的温度T1和压力Pi；第三，一次导流打开电磁阀B，保持2 5秒钟并关闭，用以排出管路气体，并记录此时关闭后的管路温度T2和压力P2 ；第四，采样如有采样需要，在第三步的同时连接好气体采样器，打开电磁阀C，进行采气；否则直接进入下一步；一次导流对应的解吸气体Vsl计算公式为
权利要求
1.一种新型页岩含气量测试仪，其特征在于它包括用于将样品恒温解吸的装置、样品解吸过程中的压力和温度的实时测试系统、测定样品解吸空间体积的系统和计算机采集与处理系统，其中所述的样品恒温解吸的装置通过管道与样品解吸过程中的压力和温度的实时测试系统相连接，样品解吸过程中的压力和温度的实时测试系统通过管道与测定样品解吸空间体积的系统相连接，样品解吸过程中的压力和温度的实时测试系统和测定样品解吸空间体积的系统通过数据线与计算机采集与处理系统相连接。
2.如权利要求1所述的新型页岩含气量测试仪，其特征在于所述的用于将样品恒温解吸的装置包括恒温水浴槽和解吸罐，解吸罐置于恒温水浴槽内部。
3.如权利要求1所述的新型页岩含气量测试仪，其特征在于所述的样品解吸过程中的压力和温度的实时测试系统包括温度变送器A、压力变送器A、电动阀A、电动阀B、电动阀C、四通阀和温度控制箱，其中所述的四通阀的进口通过管道与样品恒温解吸的装置相连接，在它们之间的管道上依次设置有温度变送器A和压力变送器A ;四通阀的三个出口分别安装有电动阀A、电动阀B和电动阀C，电动阀A通过管道和测定样品解吸空间体积的系统相连接；温度变送器、压力变送器A、电动阀A、电动阀B、电动阀C和四通阀都安装于温度控制箱内。
4.如权利要求3所述的新型页岩含气量测试仪，其特征在于所述的样品解吸过程中的压力和温度的实时测试系统还包括气体采样器，所述的气体采样器通过管道和电动阀C相连接，所述的气体采样器安装于温度控制箱外。
5.如权利要求1所述的新型页岩含气量测试仪，其特征在于所述的测定样品解吸空间自由体积的系统包括参考罐、氦气瓶、温度变送器B、压力变送器B和温度控制箱，参考罐通过管道和测量样品解吸过程中的压力和温度实时测试系统相连接，在参考罐上依次设置有温度变送器B和压力变送器B，氦气瓶通过管道与参考罐相连接，参考罐、温度变送器B和压力变送器B安装于温度控制箱内。
6.一种新型页岩含气量的测定方法，其特征在于它采用权利要求1-5任一项所述的新型页岩含气量测试仪，它包括以下步骤 第一、连接管路并初始化设定温度控制箱和恒温水浴槽为解吸温度，将装有样品的密封解吸罐放置到恒温水浴槽中，解吸罐的出口与四通阀相连接，保持电磁阀A、电磁阀C关闭，保持电磁阀B开启I 3秒后迅速关闭，记录管路中的温度Ttl和压力Ptl，该时刻为实验的O时刻点； 第二、一次记录解吸参数在一定间隔时间之后，记录记录管路中的温度T1和压力P1 ； 第三，一次导流打开电磁阀B，保持2 5秒钟并关闭，用以排出管路气体，并记录此时关闭后的管路温度T2和压力P2 ； 第四，采样如有采样需要，在第三步的同时连接好气体采样器，打开电磁阀C，进行采气；否则直接进入下一步； 一次导流对应的解吸气体Vsl计算公式为
全文摘要
本发明涉及一种新型页岩含气量测试仪和页岩含气量测定方法，它包括用于将样品恒温解吸的装置、样品解吸过程中的压力和温度的实时测试系统、测定样品解吸空间体积的系统和计算机采集与处理系统，其中所述的样品恒温解吸的装置通过管道与样品解吸过程中的压力和温度的实时测试系统相连接，样品解吸过程中的压力和温度的实时测试系统通过管道与测定样品解吸空间体积的系统相连接，样品解吸过程中的压力和温度的实时测试系统和测定样品解吸空间体积的系统通过数据线与计算机采集与处理系统相连接。本发明通过将样品放置于恒温的解吸和测定系统中测定解吸量，解决了自由空间的气体会随测试环境的温压条件而改变，对解吸气的测量有影响的问题。
文档编号G01N7/16GK103063545SQ20121059219
公开日2013年4月24日 申请日期2012年12月28日 优先权日2012年12月28日
发明者王军芳, 吴辉, 赵斌杰 申请人:恒泰尚合能源技术(北京)有限公司