页岩气测试用多功能解析仪

本发明属于非常规天然气勘探开发，具体涉及一种页岩气测试用多功能解析仪。

背景技术：

1、勘探开发煤层气、页岩气等非常规天然气依旧是应对能源危机的重要方向。此类非常规天然气其赋存状态通常为吸附气、游离气和溶解气。而其中页岩气的吸附气比例更是达到了20％-80％。页岩的含气量是进行页岩气资源评价的重要参数，需要得到准确的吸附气量数据，进而确定样品的总含气量，从而进行具体地区的非常规天然气的资源量评价，保证非常规天然气资源量评价结果的可信度。而想要准确地对吸附气量进行解析、得到吸附气量数据，就需要能够对页岩气等非常规天然气进行解析的设备。页岩气按其钻井取芯过程分为损失气、解析气、残余气。这三部分组成了页岩气的总含气量，其中损失气是指地下岩心从地层被钻取破坏到被装入密闭解析装置的过程当中逸散到附近地层、钻井液和空气当中的天然气。

2、现有技术中，解吸气的数据通常通过解析设备进行解析实验得到。而对于损失气，通常采用反向拟合法间接计算，通过模拟地层温压条件的同时检测岩心反吸附量。残余气通过图解法和粉碎得到具体的残余气数据。但是，因岩心样品中的含气量较少，而且解吸过程出现解吸气的流失或者出现空气的混入，因此所采用的解析设备因无法适用少、低、微、小含气量测试而导致无法满足对页岩结构影响解析作用和总含气量研究，而且对于损失气的测试通常与解吸设备分体，需独立进行，即解吸后的岩心还要挪动到另一解析设备上，涉及到空气的混入，也无法进行损失气的精确计算，最终得到的测试数据精确度较低，测试效果较差，实用性差。

技术实现思路

1、本发明实施例提供一种页岩气测试用多功能解析仪，旨在能够解决现有的解析设备因对页岩气测试效果差而导致的实用性差的问题。

2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种页岩气测试用多功能解析仪，包括解析罐、密封件、第一真空泵、第二真空泵、量筒、色谱仪以及模拟地层测试单元；其中，

3、所述解析罐，具有罐腔，所述解析罐的侧壁上设有加热结构；

4、所述密封件，设置在所述罐腔中，用于密封存放待解吸的岩心；

5、所述第一真空泵，与所述罐腔相连，用于在所述密封件放置于所述罐腔后，对所述罐腔进行抽真空；

6、所述第二真空泵，与所述罐腔相连，用于在所述罐腔被所述第一真空泵抽真空，且所述解析罐上设置的破碎结构解除所述密封件的密封后，将所述罐腔内加热前后所解吸出的气体吸出；

7、所述量筒，与所述第二真空泵相连，用于通过排水法收集来自所述罐腔内的解吸气，以测定解吸气的体积；

8、所述色谱仪，与所述量筒相连，用于对所述量筒内收集到的解吸气进行检测；

9、模拟地层测试单元，与所述罐腔相连，所述模拟地层测试单元用于与所述加热结构共同模拟地层的环境，以测定损失气量。

10、在一种可能的实现方式中，所述加热结构为设置在所述解析罐中的多个电加热片，各所述加热片绕着所述罐腔环形间隔设置。

11、在一种可能的实现方式中，所述解析罐包括罐体以及顶盖；其中，

12、所述罐体，具有敞口腔，所述敞口腔的底部设有供所述密封件放置的载物台；

13、所述顶盖，与所述罐体可拆卸连接，用于对所述敞口腔的进行密封，所述顶盖与所述罐体围合形成所述罐腔。

14、在一种可能的实现方式中，所述密封件包括柱形框架以及胶套；其中，

15、所述柱形框架，具有供待解吸岩心存放的容置空间；

16、所述胶套，包覆在所述柱形框架外部，以对所述容置空间内的待解吸岩心进行密封。

17、在一种可能的实现方式中，所述破碎结构包括滑柱以及限位件；

18、所述滑柱，密封滑动设置在所述罐体的侧壁上，所述滑柱的一端具有尖角部，且伸入至所述罐腔中，并与所述胶套对应设置，所述滑柱的另一端设有限位部；

19、所述限位件，位于所述罐体的外部，且与所述滑柱可拆卸连接，用于对所述滑柱的滑动位置进行固定；

20、其中，所述第一真空泵对所述罐腔进行抽真空后，所述限位件解除对所述滑柱的限位，所述滑柱滑入所述罐腔，所述尖角部刺破膨胀后的所述胶套。

21、在一种可能的实现方式中，所述顶盖与所述罐体为螺栓连接。

22、在一种可能的实现方式中，所述模拟地层测试单元包括甲烷供应结构、氮气供应结构、压力计以及激光光谱检测仪；其中，

23、所述氮气供应结构，与所述罐腔相连，用于在岩心解吸且解吸气导出后，通入氮气；

24、所述甲烷供应结构，与所述罐腔相连，用于在岩心解吸且解吸气导出后，通入甲烷气体；

25、所述压力计，设置在所述解析罐上，用于对所述罐腔内的压力进行监测；

26、所述激光光谱检测仪，设置在所述解析罐上，具有伸入至所述罐腔中的探头，所述激光光谱检测仪用于在所述罐腔内通入氮气及甲烷气后的压力及温度与地层的压力和温度保持一致后，对所述罐腔内的甲烷气浓度进行检测。

27、在一种可能的实现方式中，所述氮气供应结构包括氮气储罐、第一流量调节阀以及第一压力泵；其中，

28、所述氮气储罐，通过连接管路与所述罐腔连通；

29、所述第一流量调节阀，设置在所述氮气储罐与所述解析罐之间的连接管路上；

30、所述第一压力泵，设置在所述氮气储罐与所述解析罐之间的连接管路上。

31、在一种可能的实现方式中，所述甲烷供应结构包括甲烷储罐、第二流量调节阀以及第二压力泵；其中，

32、所述甲烷储罐，通过连接管路与所述罐腔连通；

33、所述第二流量调节阀，设置在所述甲烷储罐与所述解析罐之间的连接管路上；

34、所述第二压力泵，设置在所述甲烷储罐与所述解析罐之间的连接管路上。

35、本实现方式中，设置的密封件可保证对岩心的密封，同时储罐连接第一真空泵，可保证罐腔的真空，配合密封件，能够避免空气的混入，还能够避免解吸气的流失，进而能够保证对解吸气含量的测试精度。而设置的破碎结构可保证在罐腔的真空状态下对密封件的作用。第二真空泵可保证罐腔内的解吸气全部排出，进而保证对解吸气的全部收集，并且保证对解吸气量的测定，可保证测试精度。另外，设置的模拟地层测试单元可保证在解吸完成后在罐体内模拟地层的环境，进而保证对损失气的测试。本实现方式提供的页岩气测试用多功能解析仪能够同时实现对解吸气及损失气的测定，同时能够避免空气的混入，且能够避免解吸气的流失，可适应岩心少、低、微、小含气量测试，保证测试精度，进而保证测试效果，实用性强。

技术特征：

1.页岩气测试用多功能解析仪，其特征在于，包括解析罐、密封件、第一真空泵、第二真空泵、量筒、色谱仪以及模拟地层测试单元；其中，

2.如权利要求1所述的页岩气测试用多功能解析仪，其特征在于，所述加热结构为设置在所述解析罐中的多个电加热片，各所述加热片绕着所述罐腔环形间隔设置。

3.如权利要求1所述的页岩气测试用多功能解析仪，其特征在于，所述解析罐包括罐体以及顶盖；其中，

4.如权利要求3所述的页岩气测试用多功能解析仪，其特征在于，所述密封件包括柱形框架以及胶套；其中，

5.如权利要求4所述的页岩气测试用多功能解析仪，其特征在于，所述破碎结构包括滑柱以及限位件；

6.如权利要求3所述的页岩气测试用多功能解析仪，其特征在于，所述顶盖与所述罐体为螺栓连接。

7.如权利要求1所述的页岩气测试用多功能解析仪，其特征在于，所述模拟地层测试单元包括甲烷供应结构、氮气供应结构、压力计以及激光光谱检测仪；其中，

8.如权利要求7所述的页岩气测试用多功能解析仪，其特征在于，所述氮气供应结构包括氮气储罐、第一流量调节阀以及第一压力泵；其中，

9.如权利要求7所述的页岩气测试用多功能解析仪，其特征在于，所述甲烷供应结构包括甲烷储罐、第二流量调节阀以及第二压力泵；其中，

技术总结
本发明提供了一种页岩气测试用多功能解析仪，包括解析罐、密封件、第一真空泵、第二真空泵、量筒、色谱仪以及模拟地层测试单元。其中，解析罐具有罐腔，解析罐的侧壁上设有加热结构。密封件能够密封存放待解吸的岩心。第一真空泵能够对罐腔进行抽真空。第二真空泵能够在罐腔被第一真空泵抽真空且解析罐上设置的破碎结构解除密封件的密封后，将罐腔内加热前后所解吸出的气体吸出。量筒能够收集来自罐腔内的解吸气并测定解吸气的体积。色谱仪能够对量筒内收集到的解吸气进行检测。模拟地层测试单元能够对地层环境的模拟，以测定损失气量。本发明提供的页岩气测试用多功能解析仪能够同时对解吸气及损失气的测定，保证测试精度及效果，实用性强。

技术研发人员：杨波,张金川,袁天姝,牛嘉亮,陶佳,孙梦莲,赵毅硕
受保护的技术使用者：中国地质大学（北京）
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15