积V1。关闭第五阀13。
[0085 ]步骤4，标定从第九阀28至第十五阀41之间的管路体积。
[0086]打开第十阀29，利用第二真空栗30对管路进行抽真空，关闭第十阀29，读出第二标定管32内液面初始高度，打开第十一阀31，第二标定管32内液面高度上升，液面上升体积即所要标定的管路体积V2。关闭第十一阀31。
[0087]步骤5，对装置进行抽真空，设置回压阀的压力。
[0088]利用围压栗26加一定的低围压，打开第六阀15、第八阀22和第九阀28，利用第一真空栗17和第二真空栗30对装置进行抽真空，关闭所有阀门，再利用围压栗26增加围压到实验要求。打开第十三阀35、第十四阀39，将第三气瓶40的氦气转入第二活塞容器36中，用第二注入栗37对第二活塞容器36增压到设定压力，待稳定之后，缓慢打开第十二阀34，让气体缓慢充满回压阀33中的腔体，保持回压阀33的压力不变。
[0089]步骤6，向页岩岩心注入CH4/C02至饱和。
[0090]注CH4:打开第一阀2、第二阀5和第六阀15，将第一气瓶I的CH4气体转入第一活塞容器19中，用第一注入栗21对第一活塞容器19增压到设定压力。关闭第一阀2、第二阀5和第六阀15，待稳定后，缓慢打开第八阀22，使高压CH4气体缓慢转入岩心室24中。
[0091 ] 注⑶2:打开第三阀8、第四阀11和第六阀15，将第二气瓶7的⑶2气体转入第一活塞容器19中，用第一注入栗21对第一活塞容器19增压到设定压力。关闭第三阀8、第四阀11和第六阀15，待稳定后，缓慢打开第八阀22，使CO2流体缓慢转入岩心室24中。
[0092]为了让气体得到充分的扩散及吸附，可将围压值设置相对较低，持续注入的时间视岩心大小而定。然后关闭第八阀22，让气体在岩心中得到充分扩散和最大程度的吸附，利用围压栗26增加围压到实验要求。
[0093]步骤7，降压解析，处理实验数据。
[0094]打开第九阀28和第十五阀41，同时调节回压阀33的压力，使回压阀33的压力逐渐降低，且保持回压阀33有一定的降压速率。利用第四流量计42可以得到不同时间的气体解析量。对采集的数据(温度、压力、流量)利用计算机进行处理分析，可得到CH4/C02对页岩的吸附/解析曲线。
[0095]步骤8，改变实验设定的温度、压力，重复以上步骤，可得到时间一吸附量/解析量之间的关系，压力一吸附量/解析量之间的关系，温度一吸附量/解析量之间的关系等，从而研究页岩岩心在不同温度、压力条件下的气体吸附、解析规律。
【主权项】
1.一种置换及吸附解析模拟测试系统，其特征在于，包括第一气瓶(I)和第二气瓶(7)，第一气瓶(I)和第二气瓶(7)的出口均连接至岩心室(24)的输入端，并在连接管路上设置有第一标定管(14)、第一真空栗(17)和第一活塞容器(19)，岩心室(24)的输出端连接至气体样品收集器(43)，并在连接管路上设置有第二真空栗(30)、第二标定管(32)和回压控制系统(44)，其中: 所述第一活塞容器(19)位于油浴装置(20)中并连接有第一注入栗(21)，第一活塞容器(19)连接在第六阀(15)与第八阀(22)之间，且连接管路上设置有第一压力传感器(18); 所述岩心室(24)位于恒温箱(25)内，连接有围压栗(26)，岩心室(24)的输入端依次连接第二压力传感器(23)和第八阀(22)，输出端依次连接第三压力传感器(27)和第九阀(28); 所述回压控制系统(44)包括回压阀(33)、第二活塞容器(36)、第二注入栗(37)和第三气瓶(40)。2.根据权利要求1所述置换及吸附解析模拟测试系统，其特征在于，所述第一气瓶(I)依次连接第一阀(2)、第一过滤器(3)、第一流量计(4)、第二阀(5)和第一单向阀(6)，第一单向阀(6)的出口连接第五阀(13)和第六阀(15);所述第二气瓶(7)依次连接第二阀(8)、第二过滤器(9)、第二流量计(10)、第四阀(11)和第二单向阀(12)，第二单向阀(12)的出口连接第五阀(13)和第六阀(15)。3.根据权利要求2所述置换及吸附解析模拟测试系统，其特征在于，所述第一标定管(14)用于标定第一活塞容器(19)的体积，以及从第二阀(5)和第四阀(11)至第八阀(22)之间的管路体积，第一标定管(14)的入口连接第一单向阀(6)和第二单向阀(12)的出口，且在连接管路上设置有第五阀(13)，出口连接第六阀(15)。4.根据权利要求1所述置换及吸附解析模拟测试系统，其特征在于，所述第一真空栗(17)连接至第一活塞容器(19)且连接管路上依次连接有第七阀(16)和第一压力传感器(18)。5.根据权利要求1所述置换及吸附解析模拟测试系统，其特征在于，所述第二真空栗(30)连接至岩心室(24)的出口且连接管路上依次连接有第十阀(29)、第九阀(28)和第三压力传感器(27)。6.根据权利要求1所述置换及吸附解析模拟测试系统，其特征在于，所述第二标定管(32)用于标定从第九阀(28)至第十五阀(41)之间的管路体积，第二标定管(32)连接于第九阀(28)与回压阀(33)之间且连接管路上设置有第十一阀(31)。7.根据权利要求1所述置换及吸附解析模拟测试系统，其特征在于，所述第三气瓶(40)依次连接第十四阀(39)、第三流量计(38)、第十三阀(35)、第二活塞容器(36)和第二注入栗(37)，第十三阀(35)连接回压阀(33)且连接管路上设置有第十二阀(34)。8.根据权利要求1所述置换及吸附解析模拟测试系统，其特征在于，所述气体样品收集器(43)依次连接第四流量计(42)、第十五阀(41)和回压阀(33)。9.根据权利要求1所述置换及吸附解析模拟测试系统，其特征在于，装置中所有连接管路均采用316L管路，以防CO2对管路的酸性腐蚀;且连接第二阀(5)和第四阀(11)到气体样品收集器(43)之间的所有管路，用保温材料缠绕包裹。10.—种基于权利要求1所述所述置换及吸附解析模拟测试系统的测试方法，包括0)2置换页岩气模拟测试方法和页岩岩心对页岩气或CO2的吸附、解析实验方法，其特征在于， CO2置换页岩气模拟测试方法包括如下步骤: 步骤I，对恒温箱(25)和油浴装置(20)设定实验温度； 步骤2，检测实验装置密封性； 步骤3，标定第一活塞容器(19)的体积以及从第二阀(5)和第四阀(11)至第八阀(22)之间的管路体积； 步骤4，标定从第九阀(28)至第十五阀(41)之间的管路体积； 步骤5，对装置进行抽真空，设置回压阀(33)的压力； 步骤6，向页岩岩心中注入CH4气体至饱和； 步骤7，对装置进行抽真空，注CO2置换CH4; 步骤8，收集气体样品，处理实验数据； 步骤9，改变实验设定的温度、压力，重复以上步骤，得到压力一采气量之间的关系、温度一采气量之间的关系，从而研究不同状态的CO2在不同温度、压力条件下对页岩气的置换效果； 页岩岩心对页岩气或CO2的吸附、解析实验包括如下步骤: 步骤I，对恒温箱(25)和油浴装置(20)设定实验温度； 步骤2，检测实验装置密封性； 步骤3，标定第一活塞容器(19)的体积以及从第二阀(5)和第四阀(11)至第八阀(22)之间的管路体积； 步骤4，标定从第九阀(28)至第十五阀(41)之间的管路体积； 步骤5，对装置进行抽真空，设置回压阀(33)的压力； 步骤6，向页岩岩心注入CH4/C02至饱和； 步骤7，降压解析，处理实验数据； 步骤8，改变实验设定的温度、压力，重复以上步骤，得到时间一吸附量/解析量之间的关系，压力一吸附量/解析量之间的关系、温度一吸附量/解析量之间的关系，从而研究页岩岩心在不同温度、压力条件下的气体吸附、解析规律。
【专利摘要】一种置换及吸附解析模拟测试系统，包括第一气瓶和第二气瓶，第一气瓶和第二气瓶的出口均连接至岩心室的输入端，并在连接管路上设置有标定管、真空泵和活塞容器，岩心室的输出端连接至气体样品收集器，并在连接管路上设置有真空泵、标定管和回压控制系统，其中，活塞容器设置有油浴装置、注入泵和压力传感器，岩心室位于恒温箱内，连接有围压泵，岩心室的输入、输出端分别设置有压力传感器，本发明还提供了其模拟测试方法，可模拟并测试不同状态的CO2在不同温度、压力条件下对页岩气的置换效果，同时可利用该实验装置进行页岩岩心对页岩气或CO2的吸附、解析实验，研究页岩岩心在不同温度、压力条件下的气体吸附、解析规律。
【IPC分类】G01N7/04, G01N7/14
【公开号】CN105651648
【申请号】
【发明人】张健, 郜时旺, 张国祥, 荆铁亚, 王金意
【申请人】中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司, 中国华能集团公司
【公开日】2016年6月8日
【申请日】2016年3月21日