一种页岩气扩散能力测试仪的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种页岩气扩散能力测试仪，属于页岩气开发领域。所述测试仪包括：岩心夹持器、用于储存待测的页岩气的气体容器、用于向气体容器内通入页岩气的增压泵、用于检测气体容器中的气体压力的第一压力计以及气体流量计，岩心夹持器内安置有页岩样品，气体容器通过第一控制阀与岩心夹持器连通，增压泵通过第二控制阀与气体容器连通，气体流量计通过出口阀与岩心夹持器连通。该测试仪在采集用于计算页岩气体流动能力的数据时，既考虑了页岩气体的流动是以扩散的方式进行的，又考虑了页岩气在页岩样品中的吸附效应，使得采集的数据(页岩气自由扩散的扩散时间以及与扩散时间对应的页岩气的累计扩散气量)能更准确的计算页岩气的流动能力。
【专利说明】一种页岩气扩散能力测试仪
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及页岩气开发领域，特别涉及一种页岩气扩散能力测试仪。
【背景技术】
[0002]页岩气体的流动能力(即页岩气在页岩基质块中的流动能力)的评价是一种重要的页岩气开发动态分析技术，也是页岩气井产能预测、递减规律分析以及开发方案制定必不可少的重要技术。
[0003]现有的页岩气扩散能力测试仪所采集用于计算页岩气体的流动能力的相关数据，是根据达西定律(反映水在岩土孔隙中渗流规律的实验定律)来设定的。
[0004]在实现本实用新型的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题:
[0005]实际中，页岩气体的流动是以扩散的方式进行的，且页岩气在页岩基质岩块存在吸附效应，这不符合达西定律中需要假定流体在岩块中流动时不与岩块发生吸附物理和化学反应(包括吸附效应)的应用条件，因此，现有的页岩气扩散能力测试仪所采集的用于计算页岩气体的流动能力的相关数据，不能用于准确计算出页岩气的流动能力。
【发明内容】
[0006]为了解决现有技术的现有的页岩气扩散能力测试仪所采集的用于计算页岩气体的流动能力相关数据，不能用于准确计算出页岩气的流动能力的问题，本实用新型实施例提供了一种页岩气扩散能力测试仪。所述技术方案如下:
[0007]本实用新型实施例提供了一种页岩气扩散能力测试仪，所述页岩气扩散能力测试仪包括:
[0008]岩心夹持器、用于储存待测的页岩气的气体容器，用于向所述气体容器内通入所述页岩气的增压泵、用于检测所述气体容器中的气体压力的第一压力计以及气体流量计，
[0009]所述岩心夹持器内放置有页岩样品，所述气体容器通过第一控制阀与所述岩心夹持器连通，所述增压泵通过第二控制阀与所述气体容器连通，所述气体流量计通过出口阀与所述岩心夹持器连通。
[0010]具体地，所述第一控制阀和所述第二控制阀为同一换向阀。
[0011]进一步地，所述换向阀为电磁换向阀。
[0012]具体地，所述第一控制阀和所述第二控制阀分别为截止阀。
[0013]具体地，所述页岩气扩散能力测试仪还包括:
[0014]保温箱，所述气体容器和所述岩心夹持器设于所述保温箱内。
[0015]具体地，所述页岩气扩散能力测试仪还包括:
[0016]水体围压泵，所述水体围压泵通过第三控制阀与所述岩心夹持器连通。
[0017]进一步地，所述页岩气扩散能力测试仪还包括:
[0018]用于检测所述水体围压泵提供的围压大小的第二压力计。
[0019]进一步地，所述页岩气扩散能力测试仪还包括数据采集装置，所述数据采集装置分别与所述第一压力计、所述第二压力计以及所述气体流量计连接。
[0020]进一步地，所述页岩气扩散能力测试仪还包括控制装置，所述控制装置分别与所述第一控制阀、所述第二控制阀、所述第三控制阀、所述出口阀以及所述数据采集装置连接。
[0021]进一步地，所述页岩气扩散能力测试仪还包括显示装置，所述显示装置与所述数据采集装置连接。
[0022]本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是:
[0023]通过增压泵为气体容器通入足量的待测的页岩气后，将气体容器与岩心夹持器连通，同时断开增压泵与气体容器的连通；然后通过第一压力计指示气体容器里的气体压力保持稳定，来判断岩心夹持器中的页岩气达到吸附平衡状态；最后断开岩心夹持器与气体容器的连通，同时通过开启出口阀，开始测量岩心夹持器内的页岩气自由扩散的扩散时间以及与扩散时间对应的页岩气的累计扩散气量。该页岩气扩散能力测试仪在采集用于计算页岩气体流动能力的数据时，既考虑了页岩气体的流动是以扩散的方式进行的，又考虑了页岩气在页岩样品中的吸附效应，使得采集的数据(页岩气自由扩散的扩散时间以及与扩散时间对应的页岩气的累计扩散气量)能更准确的计算页岩气的流动能力。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0025]图1是本实用新型实施例一提供的一种页岩气扩散能力测试仪结构示意图；
[0026]图2是本实用新型实施例一提供的一种页岩气扩散能力测试仪正面示意图；
[0027]图3是本实用新型实施例一提供的一种页岩气扩散能力测试仪侧面示意图。
【具体实施方式】
[0028]为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。
[0029]实施例一
[0030]本实用新型实施例提供了一种页岩气扩散能力测试仪，参见图1，该页岩气扩散能力测试仪包括:
[0031]岩心夹持器1、用于存储待测的页岩气的气体容器2、用于向气体容器2内通入页岩气的增压泵3、用于检测气体容器2中的气体压力的第一压力计4以及气体流量计6。
[0032]岩心夹持器内I放置有页岩样品，气体容器2通过第一控制阀与岩心夹持器I连通，增压泵3通过第二控制阀与气体容器2连通，气体流量计6通过出口阀7与岩心夹持器I连通。
[0033]具体地，第一控制阀和第二控制阀可以为同一换向阀5，换向阀5可以调节岩心夹持器1、气体容器2、增压泵3以及第一压力计4之间的连通关系。可以理解的，第一控制阀和第二控制阀也可以采用不同的阀实现。
[0034]进一步地，换向阀5可以为电磁换向阀。
[0035]具体地，第一控制阀和第二控制阀分别为截止阀。
[0036]具体地，该页岩气扩散能力测试仪还包括保温箱8，气体容量器2和岩心夹持器I设于该保温箱8内。
[0037]在本实施例中，保温箱8用于保持气体容量器2和岩心夹持器I内的页岩气的温度不变，可以使得页岩气在自由扩散的过程中免除温度因素的影响，提高检测结果的准确度。
[0038]具体地，该页岩气扩散能力测试仪还包括:
[0039]水体围压泵9，该水体围压泵9通过第三控制阀10与岩心夹持器I连通。
[0040]进一步地，该页岩气扩散能力测试仪还包括:
[0041]用于检测水体围压泵9提供的围压大小的第二压力计11。
[0042]在本实施例中，第二压力计11分别与岩心夹持器I和水体围压泵9连通。
[0043]在本实施例中，水体围压泵9用于保持岩心夹持器I中的页岩样品的围压不变，能更好的模拟页岩样品在实际环境中所处的状态，利于提高检测数据的精确度。第三控制阀10用于调节水体围压泵9为岩心夹持器I提供的围压大小；第二压力计11用于监控水体围压泵9为岩心夹持器I提供的围压大小。
[0044]进一步地，该页岩气扩散能力测试仪还包括:数据采集装置，该数据采集装置分别与第一压力计4、第二压力计11以及气体流量计6连接。
[0045]进一步地，该页岩气扩散能力测试仪还包括:控制装置，该控制装置分别与第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀10、出口阀7以及数据采集装置连接。
[0046]进一步地，该页岩气扩散能力测试仪还包括:显示装置，该显示装置与数据采集装置连接。
[0047]参见图2，该测试仪的显示装置显示第一压力计4测量的气体容器2内的压强P1、第二压力计11测量的水体围压泵9提供的围压P2、自由扩散的扩散时间t以及与扩散时间t对应的页岩气的累计扩散气量Q。
[0048]该测试仪的控制装置为该测试仪提供如图2所示的控制开关，第一开关控制第一控制阀和第二控制阀(或者换向阀5)，第二开关控制第三控制阀10，第三开关控制出口阀?。
[0049]下面结合图1简要说明该页岩气扩散能力测试仪的工作原理。
[0050]首先，调节页岩气扩散能力测试仪的初始状态。
[0051]调节保温箱8的温度，使得气体容器2和岩心夹持器I的温度达到测量要求。同时，通过调节第三控制阀10，使得水体围压泵9为岩心夹持器I内的页岩样品提供测量所需的围压。
[0052]其次，调节页岩心夹持器I内的待测页岩气，使其达到吸附平衡状态。
[0053]通过调节换向阀5，使得气体容器2、增压泵3以及第一压力计4连通，增压泵3为气体容器2内通入待测页岩气，当第一压力计4测得气体容器2内的页岩气达到预定压力后，增压泵3停止对气体容器2通入待测页岩气；
[0054]关闭出口阀7，同时通过调节换向阀5，使得岩心夹持器1、气体容器2以及第一压力计4连通，气体容器2中的待测页岩气开始向岩心夹持器I扩散，当第一压力计4测得的压力不在变化时，岩心夹持器I内的页岩气已经达到吸附平衡状态；
[0055]调节换向阀5，使得岩心夹持器I与气体容器2和第一压力计4断开连通。
[0056]最后，测试所需数据。
[0057]打开出口阀7，使得岩心夹持器I与气体流量计6连通，页岩气从吸附平衡状态下开始向气体流量计6自由扩散；
[0058]记录页岩气开始自由扩散的扩散时间t，并通过气体流量计6记录与扩散时间t对应的页岩气的累计扩散气量Q。
[0059]在本实施例中，页岩气体的流动是以扩散的方式进行的，故页岩气在页岩样品中的扩散能力也就是页岩气体的流动能力。
[0060]本实用新型实施例通过增压泵为气体容器通入足量的待测的页岩气后，将气体容器与岩心夹持器连通，同时断开增压泵与气体容器的连通；然后通过第一压力计指示气体容器里的气体压力保持稳定，来判断岩心夹持器中的页岩气达到吸附平衡状态；最后断开岩心夹持器与气体容器的连通，同时通过开启出口阀，开始测量岩心夹持器内的页岩气自由扩散的扩散时间以及与扩散时间对应的页岩气的累计扩散气量。该页岩气扩散能力测试仪在采集用于计算页岩气体流动能力的数据时，既考虑了页岩气体的流动是以扩散的方式进行的，又考虑了页岩气在页岩样品中的吸附效应，使得采集的数据(页岩气自由扩散的扩散时间以及与扩散时间对应的页岩气的累计扩散气量)能更准确的计算页岩气的流动能力。此外，保温箱能使待测页岩气在测量过程中温度保持不变，可以使得页岩气在自由扩散的过程中免除温度因素的影响，提高检测结果的准确度；水体围压泵能保持页岩样品的围压不变，更好的模拟了页岩样品在实际环境中所处的状态，利于提高检测数据的精确度。
[0061]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种页岩气扩散能力测试仪，其特征在于，所述页岩气扩散能力测试仪包括: 岩心夹持器(I)、用于储存待测的页岩气的气体容器(2)，用于向所述气体容器(2)内通入所述页岩气的增压泵(3)、用于检测所述气体容器(2)中的气体压力的第一压力计(4)以及气体流量计(6)， 所述岩心夹持器(I)内放置有页岩样品，所述气体容器(2)通过第一控制阀与所述岩心夹持器(I)连通，所述增压泵(3)通过第二控制阀与所述气体容器(2)连通，所述气体流量计(6)通过出口阀(7)与所述岩心夹持器(I)连通。
2.根据权利要求1所述的页岩气扩散能力测试仪，其特征在于，所述第一控制阀和所述第二控制阀为同一换向阀(5)。
3.根据权利要求2所述的页岩气扩散能力测试仪，其特征在于，所述换向阀(5)为电磁换向阀。
4.根据权利要求1所述的页岩气扩散能力测试仪，其特征在于，所述第一控制阀和所述第二控制阀分别为截止阀。
5.根据权利要求1所述的页岩气扩散能力测试仪，其特征在于，所述页岩气扩散能力测试仪还包括保温箱(8)，所述气体容器(2)和所述岩心夹持器(I)设于所述保温箱(8)内。
6.根据权利要求1所述的页岩气扩散能力测试仪，其特征在于，所述页岩气扩散能力测试仪还包括水体围压泵(9)，所述水体围压泵(9)通过第三控制阀(10)与所述岩心夹持器⑴连通。
7.根据权利要求6所述的页岩气扩散能力测试仪，其特征在于，所述页岩气扩散能力测试仪还包括用于检测所述水体围压泵(9)提供的围压大小的第二压力计(11)。
8.根据权利要求7所述的页岩气扩散能力测试仪，其特征在于，所述页岩气扩散能力测试仪还包括数据采集装置，所述数据采集装置分别与所述第一压力计(4)、所述第二压力计(11)以及所述气体流量计(6)连接。
9.根据权利要求8所述的页岩气扩散能力测试仪，其特征在于，所述页岩气扩散能力测试仪还包括控制装置，所述控制装置分别与所述第一控制阀、所述第二控制阀、所述第三控制阀(10)、所述出口阀(7)以及所述数据采集装置连接。
10.根据权利要求8所述的页岩气扩散能力测试仪，其特征在于，所述页岩气扩散能力测试仪还包括显示装置，所述显示装置与所述数据采集装置连接。
【文档编号】G01N13/00GK204255801SQ201420638719
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年10月30日 优先权日:2014年10月30日
【发明者】李武广, 钟兵, 刘义成, 张小涛, 杨洪志, 冯曦, 杨学锋, 刘光耀, 刘勇 申请人:中国石油天然气股份有限公司