含氣量解吸測定裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種含氣量解吸測定裝置,包括:與解吸氣源連接的第一電磁閥,與所述第一電磁閥連接的氣水分離裝置,與所述氣水分離裝置連接的第二電磁閥,與所述第二電磁閥連接的氣體容器,所述氣體容器的出口設(shè)有第三電磁閥,其中,所述氣體容器設(shè)有壓力測量裝置,所述壓力測量裝置與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)連接,所述第一和第二電磁閥用于控制進(jìn)氣,所述第三電磁閥用于控制放氣。根據(jù)本發(fā)明提供的方法和裝置,能夠直接、自動測量氣體的體積,且能適應(yīng)解吸量大小不等的巖石樣品,采集周期短。根據(jù)本發(fā)明提供的裝置,耗電量小,操作簡便,體積適中,適合于野外現(xiàn)場使用。
【專利說明】含氣量解吸測定裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及石油勘探領(lǐng)域,具體涉及一種非常規(guī)油氣勘探中頁巖氣、煤層氣等現(xiàn) 場解吸量測定所用的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 頁巖氣和煤層氣是賦存在頁巖或煤巖中的天然氣。在頁巖或煤層等非常規(guī)油氣勘 探中,頁巖氣和煤層氣含量的大小直接關(guān)系頁巖氣和煤層氣的開發(fā)前景,要有效地評價某 地區(qū)頁巖氣或煤層氣是否具有商業(yè)化前景,必須建立準(zhǔn)確的含氣量數(shù)據(jù),這些含氣量數(shù)據(jù) 用于氣藏模擬和生產(chǎn)預(yù)測。為此,必須了解頁巖巖心或煤心的含氣量和解吸特性。因此,頁 巖氣/煤層氣含氣量測試設(shè)備對于頁巖氣和煤層氣勘探開發(fā)非常重要。
[0003] 以頁巖氣為例,目前用于頁巖氣現(xiàn)場解吸量測量的儀器有兩類:一類是以質(zhì)量流 量計為計量方式的頁巖氣現(xiàn)場解吸量測定儀,這類儀器可以實現(xiàn)自動化計量,但是由于質(zhì) 流流量計量體積時要求氣體組成單一或組成不變,測量不同的氣體,需經(jīng)過換算才得到氣 體流過流量計的真實體積,并且當(dāng)氣體中含有水蒸氣時,其測量值將會發(fā)生較大偏離,對于 頁巖的現(xiàn)場解吸氣測量,其組分隨著解吸時間的推移也會發(fā)生變化,巖心出筒不可避免的 要含有一定的水分,這也直接影響了測量結(jié)果。如果停電,他就無法采用手動計量。第二類 方法是采用傳統(tǒng)的排水集氣法進(jìn)行測量,讀數(shù)時需要人工將盛水的容器移致計量玻璃管附 近,用肉眼進(jìn)行水位對齊后進(jìn)行讀數(shù)。一筒巖心出來后,一般要取3-4個樣以上,由于現(xiàn)場 解吸量的計量周期最短需要每2分種讀一個數(shù),夜間也必須隨時有人進(jìn)行讀數(shù),所以工作 量很大,且未能實現(xiàn)自動化,同時當(dāng)玻璃管充滿氣體后,則無法切換測量。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足,提供了一種含氣量的現(xiàn)場解吸測量裝 置及其測量方法,能夠直接自動計量體積,能適應(yīng)解吸量大小不等的巖石樣品。
[0005] 根據(jù)本發(fā)明的一個方面,提供了一種含氣量解吸測定裝置,包括:與解吸氣源連接 的第一電磁閥,與所述第一電磁閥連接的氣水分離裝置,與所述氣水分離裝置連接的第二 電磁閥,與所述第二電磁閥連接的氣體容器,所述氣體容器的出口設(shè)有第三電磁閥,其中, 所述氣體容器設(shè)有壓力測量裝置,所述壓力測量裝置與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)連接,所述第一和第 二電磁閥用于控制進(jìn)氣,所述第三電磁閥用于控制放氣。
[0006] 根據(jù)上述裝置,能夠直接、自動計量氣體的體積,儀器準(zhǔn)確度高,能適應(yīng)解吸量大 小不等的巖石樣品。
[0007] 在上述裝置中,所述氣體容器外設(shè)置有保溫裝置。通過設(shè)置保溫裝置,能夠確保測 量過程中氣體容器的溫度恒定,從而有利于避免溫度的微小變化對測量的影響,從而有利 于提商測量的精確性。
[0008] 在上述裝置的一個具體實施例中,所述氣水分離裝置為氣水分離器。通過氣水分 離裝置(如氣水分離器)能夠過濾解吸氣體中的水蒸氣,從而避免水蒸氣對測量的影響。
[0009] 本發(fā)明中,所述解吸氣源包括非常規(guī)天燃?xì)猓缑簩託?、頁巖氣等。
[0010] 根據(jù)本發(fā)明的另一個方面,提供了一種利用上述裝置測定含氣量的方法,包括將 解吸氣體進(jìn)行氣水分離,然后通入氣體容器,通過壓力測量裝置測定氣體容器內(nèi)的壓力并 將壓力信號傳送至數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。
[0011] 根據(jù)上述方法,根據(jù)解吸氣體進(jìn)入氣體容器后所述氣體容器中的壓力,通過玻義 爾-瑪律特定律計算出氣體體積。由于解吸罐中的樣品的量是定量的,從而可以得到樣品 中的含氣量。根據(jù)本發(fā)明提供的方法,其采集周期短,可適用于不量解吸量的樣品,計量的 是氣體的體積與氣體分子質(zhì)量無關(guān),數(shù)據(jù)精確可靠。
[0012] 在上述方法中,所述氣體容器內(nèi)的溫度恒定。恒定的溫度有利于提高測量的精確 性,避免溫度的變化對測量帶來的不利因素。
[0013] 根據(jù)本發(fā)明的另外一個方面,提供了一種含氣量解吸測定裝置,包括:分別與不同 解吸氣源連接的若干個第一電磁閥,與所述第一電磁閥連接的氣水分離裝置,與所述氣水 分離裝置相連的第二電磁閥,與所述第二進(jìn)氣磁閥連接的氣體容器,所述氣體容器的出口 設(shè)有第三電磁閥,其中,所述氣體容器設(shè)有壓力測量裝置,所述壓力測量裝置與數(shù)據(jù)處理系 統(tǒng)相連,所述第一和第二電磁閥用于控制進(jìn)氣,所述第三電磁閥用于控制放氣。
[0014] 在上述裝置中,所述若干個進(jìn)氣磁閥分別于不同的解吸氣源連接,通過定時切換 進(jìn)氣磁閥,一臺設(shè)備可檢測若干個樣品,提高了檢測效率。
[0015] 在上述裝置中,所述氣體容器外設(shè)置有保溫裝置。通過設(shè)置溫度裝置,可以確保測 量過程中溫度不變,有利于提高測量的精確性。
[0016] 在上述裝置的一個具體實施例中,所述氣水分離裝置為氣水分離器。通過氣水分 離裝置(如氣水分離器)能夠過濾解吸氣體中的水蒸氣,避免了水蒸氣對測量的影響。
[0017] 根據(jù)本發(fā)明的另外一個方面,提供了一種利用上述裝置測量含氣量的方法,包括 依次打開所述的第一電磁閥,解吸氣體進(jìn)行氣水分離,然后經(jīng)第二電磁閥進(jìn)入氣體容器,通 過壓力測量裝置測定氣體容器內(nèi)的壓力并將壓力信號傳送至數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。
[0018] 在上述方法的一個具體實施例中,所述氣體容器內(nèi)的溫度恒定。
[0019] 通過上述方法,可在較短的時間內(nèi)測量若干個樣品,有利于縮短檢測時間,提高檢 測效率。
[0020] 在本發(fā)明的一個具體實施例中,所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)通過計算得出所述氣體體積。 在本發(fā)明中,所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)還可記錄測量時間等參數(shù),可對來自同一樣品的解吸氣體 的體積進(jìn)行累計計算,進(jìn)而得到樣品的含氣量。所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)也可保存在存 儲設(shè)備,在其他設(shè)備中進(jìn)行后續(xù)處理。
[0021] 本發(fā)明中,所述解吸氣體為各種非常規(guī)天燃?xì)?,如煤層氣、頁巖氣等。
[0022] 本發(fā)明是根據(jù)玻義爾-瑪律特定律設(shè)計,采用包括具有固定容積的氣體容器(如 儲氣罐)和壓力測量裝置(如傳感器),根據(jù)解吸氣體進(jìn)入氣體容器后氣體容器的壓力變化, 計算出氣體體積,采集周期短,可適用于不量解吸量的樣品,數(shù)據(jù)精確可靠。
[0023] 根據(jù)本發(fā)明提供的方法和裝置,能夠直接、自動測量氣體的體積,且能適應(yīng)解吸量 大小不等的巖石樣品,采集周期短;能夠避免水蒸氣對測量代來的影響,數(shù)據(jù)精確可靠。根 據(jù)本發(fā)明提供的裝置,耗電量小,在沒有電源的情況下,通過一個小型UPS就可為儀器供 電;操作簡便,體積適中,適合于野外現(xiàn)場使用。根據(jù)本發(fā)明提供的方法和裝置,可同時測定 多個樣品,提高了測定效率,具有寬廣的應(yīng)用前景。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0024] 圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的示意圖。
【具體實施方式】
[0025] 下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明,但并不構(gòu)成對本發(fā)明的任何限 制。
[0026] 圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的示意圖。圖中,附圖標(biāo)記8. 1-8. 6為第一 電磁閥,其分別與不同解吸氣源連接。在一個具體的實施例中,解吸罐中的巖石樣品作為解 吸氣源。所述第一電磁閥8. 1-8. 6為并聯(lián)連接。與所述第一電磁閥8. 1-8. 6連接的氣水分 離裝置1。在一個具體的實施例中,所述氣水分離裝置1為氣水分離器。第二電磁閥2與所 述氣水分離裝置1相連的。所述第二電磁閥2用于定時開啟使氣體進(jìn)入容器。氣體容器4 與所述第二電磁閥2連接。在一個具體的實施例中,所述氣體容器4的容積為4000ml。在 另一個具體的實施例中,所述氣體容器4外設(shè)置有保溫裝置5,如保溫箱。所述氣體容器的 出口設(shè)有第三電磁閥6,所述第三電磁閥用于控制放氣。所述氣體容器4設(shè)有壓力測量裝置 3,所述壓力測量裝置3與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)7相連。測量結(jié)束后,通過第三電磁閥6使氣體容 器與大氣保持連通。
[0027] 下面對本發(fā)明中的裝置進(jìn)行模擬實驗。
[0028] 將50mL空氣由第一電磁閥8. 1、氣水分離器1和第二電磁閥2注入氣體容器4后, 關(guān)閉第二電磁閥2,此時氣體容器4內(nèi)的氣體壓力增加,通過壓力測量裝置3測定所述氣體 容器4內(nèi)的壓力,約10秒鐘后,壓力顯示穩(wěn)定,所述壓力測量裝置3將所述數(shù)值傳送至數(shù)據(jù) 處理系統(tǒng)7,由其計算得到的氣體體積為50. 04mL。打開第三電磁閥6放氣。
[0029] 由此表明,根據(jù)本發(fā)明提供的裝置測量精度很高,本發(fā)明提供的方法可靠實用。
[0030] 應(yīng)當(dāng)注意的是,以上所述的實施例僅用于解釋本發(fā)明,并不構(gòu)成對本發(fā)明的任何 限制。通過參照典型實施例對本發(fā)明進(jìn)行了描述,但應(yīng)當(dāng)理解為其中所用的詞語為描述性 和解釋性詞匯,而不是限定性詞匯??梢园匆?guī)定在本發(fā)明權(quán)利要求的范圍內(nèi)對本發(fā)明作出 修改,以及在不背離本發(fā)明的范圍和精神內(nèi)對本發(fā)明進(jìn)行修訂。盡管其中描述的本發(fā)明涉 及特定的方法、材料和實施例,但是并不意味著本發(fā)明限于其中公開的特定例,相反,本發(fā) 明可擴(kuò)展至其他所有具有相同功能的方法和應(yīng)用。
【權(quán)利要求】
1. 一種含氣量解吸測定裝置,包括:與解吸氣源連接的第一電磁閥,與所述第一電磁 閥連接的氣水分離裝置,與所述氣水分離裝置連接的第二電磁閥,與所述第二電磁閥連接 的氣體容器,所述氣體容器的出口設(shè)有第三電磁閥,其中,所述氣體容器設(shè)有壓力測量裝 置,所述壓力測量裝置與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)連接,所述第一和第二電磁閥用于控制進(jìn)氣,所述第 三電磁閥用于控制放氣。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置,其特征在于,所述氣體容器外設(shè)置有保溫裝置。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置,其特征在于,所述氣水分離裝置為氣水分離器。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1?3中任意一項裝置測定含氣量的方法,包括將解吸氣體進(jìn)行氣水 分離,然后通入氣體容器,通過壓力測量裝置測定氣體容器內(nèi)的壓力并將壓力信號傳送至 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法,其特征在于,所述氣體容器內(nèi)的溫度恒定。
6. -種含氣量解吸測定裝置,包括:分別與不同解吸氣源連接的若干個第一電磁閥, 與所述第一電磁閥連接的氣水分離裝置,與所述氣水分離裝置相連的第二電磁閥,與所述 第二進(jìn)氣磁閥連接的氣體容器,所述氣體容器的出口設(shè)有第三電磁閥,其中,所述氣體容器 設(shè)有壓力測量裝置,所述壓力測量裝置與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)相連,所述第一和第二電磁閥用于 控制進(jìn)氣,所述第三電磁閥用于控制放氣。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置,其特征在于,所述氣體容器外設(shè)置有保溫裝置。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的裝置,其特征在于,所述氣水分離裝置為氣水分離器。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6?8中任意一項所述裝置測量含氣量的方法,包括依次打開所述的 第一電磁閥,解吸氣體進(jìn)行氣水分離,然后經(jīng)第二電磁閥進(jìn)入氣體容器,通過壓力測量裝置 測定氣體容器內(nèi)的壓力并將壓力信號傳送至數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法,其特征在于,所述氣體容器內(nèi)的溫度恒定。
【文檔編號】G01N1/28GK104155207SQ201310176702
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2013年5月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月14日
【發(fā)明者】范明, 蔣啟貴, 劉偉新, 俞凌杰, 張文濤, 王強(qiáng), 陳紅宇, 宋小瑩 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司石油勘探開發(fā)研究院