頁(yè)巖氣吸附氣含量分析系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種頁(yè)巖氣吸附氣含量分析系統(tǒng),加熱爐中設(shè)置有樣品罐,樣品罐設(shè)置有吸附劑,樣品罐的開口處設(shè)置有密封套,樣品罐中設(shè)置有測(cè)溫?zé)犭娕?,加熱爐中設(shè)置有控溫?zé)犭娕?,測(cè)溫?zé)犭娕歼B接有控制箱,控溫?zé)犭娕己涂刂葡溥B接,加熱爐外部設(shè)置有儲(chǔ)氣室,儲(chǔ)氣室與樣品罐內(nèi)部連通,壓力傳感器與儲(chǔ)氣室內(nèi)部連通,壓力傳感器與控制箱連接,加熱爐外部設(shè)置有真空泵,真空泵與儲(chǔ)氣室內(nèi)部連通,真空泵與控制箱連接,加熱爐外部設(shè)置有待測(cè)氣體罐和保護(hù)氣體罐,待測(cè)氣體罐和保護(hù)氣體罐均與儲(chǔ)氣室內(nèi)部連通。該系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確地將頁(yè)巖氣中吸附氣的含量測(cè)定出來,便于分析人員進(jìn)行后續(xù)分析,使得頁(yè)巖氣的后續(xù)使用得到準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。
【專利說明】頁(yè)巖氣吸附氣含量分析系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種系統(tǒng),尤其是涉及一種頁(yè)巖氣吸附氣含量分析系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]頁(yè)巖氣是賦存于富有機(jī)質(zhì)泥頁(yè)巖及其夾層中,以吸附和游離狀態(tài)為主要存在方式的非常規(guī)天然氣,成分以甲烷為主,與“煤層氣”、“致密氣”同屬一類。頁(yè)巖氣的形成和富集有著自身獨(dú)特的特點(diǎn),往往分布在盆地內(nèi)厚度較大、分布廣的頁(yè)巖烴源巖地層中。頁(yè)巖氣很早就已經(jīng)被人們所認(rèn)知,但采集比傳統(tǒng)天然氣困難,隨著資源能源日益匱乏,作為傳統(tǒng)天然氣的有益補(bǔ)充,人們逐漸意識(shí)到頁(yè)巖氣的重要性。頁(yè)巖氣以吸附狀態(tài)(大約50%)存在于干酪根、粘土顆粒及孔隙表面,極少量以溶解狀態(tài)儲(chǔ)存于干酪根、浙青質(zhì)及石油中天然氣也存在于夾層狀的粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖、甚至砂巖地層中為天然氣生成之后,在源巖層內(nèi)的就近聚集表現(xiàn)為典型的原地成藏模式,與油頁(yè)巖、油砂、地浙青等差別較大。與常規(guī)儲(chǔ)層氣藏不同,頁(yè)巖既是天然氣生成的源巖,也是聚集和保存天然氣的儲(chǔ)層和蓋層。因此有機(jī)質(zhì)含量高的黑色頁(yè)巖、高碳泥巖等常是最好的頁(yè)巖氣發(fā)育條件。
[0003]頁(yè)巖亦屬致密巖石,故也可歸入致密氣層氣。它起始于阿巴拉契亞盆地的泥盆系頁(yè)巖,為暗褐色和黑色,富有機(jī)質(zhì),可大量生氣。儲(chǔ)集空間以裂縫為主并可以吸附氣和水溶氣形式賦存,為低(負(fù))壓、低飽和度(30%左右),因而為低產(chǎn)。但在裂縫發(fā)育帶可獲較高產(chǎn)量,井下爆炸和壓裂等改造措施效果也好。頁(yè)巖氣開發(fā)具有開采壽命長(zhǎng)和生產(chǎn)周期長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)——大部分產(chǎn)氣頁(yè)巖分布范圍廣、厚度大,且普遍含氣,使得頁(yè)巖氣井能夠長(zhǎng)期地穩(wěn)定產(chǎn)氣。但頁(yè)巖氣儲(chǔ)集層滲透率低,開采難度較大。隨著世界能源消費(fèi)的不斷攀升,包括頁(yè)巖氣在內(nèi)的非常規(guī)能源越來越受到重視。美國(guó)和加拿大等國(guó)已實(shí)現(xiàn)頁(yè)巖氣商業(yè)性開發(fā)。過去十年內(nèi),頁(yè)巖氣已成為美國(guó)一種日益重要的天然氣資源,同時(shí)也得到了全世界其他國(guó)家的廣泛關(guān)注。2000年,美國(guó)頁(yè)巖氣產(chǎn)量?jī)H占天然氣總量的1%;而到2010年,因?yàn)樗毫?、水平鉆井等技術(shù)的發(fā)展,頁(yè)巖氣所占的比重已超過20%。頁(yè)巖氣中含有多種物質(zhì),其組成含量不容易準(zhǔn)確地測(cè)定出來,傳統(tǒng)的測(cè)定系統(tǒng)由于對(duì)吸附情況設(shè)計(jì)不嚴(yán)密,使得對(duì)頁(yè)巖氣成分含量測(cè)定的誤差很大,導(dǎo)致頁(yè)巖氣后續(xù)利用存在很大麻煩。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有測(cè)定系統(tǒng)由于對(duì)吸附情況設(shè)計(jì)不嚴(yán)密,使得對(duì)頁(yè)巖氣成分含量測(cè)定的誤差很大,導(dǎo)致頁(yè)巖氣后續(xù)利用存在很大麻煩的問題,設(shè)計(jì)了一種頁(yè)巖氣吸附氣含量分析系統(tǒng),該系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確地將頁(yè)巖氣中吸附氣的含量測(cè)定出來,便于分析人員進(jìn)行后續(xù)分析,使得頁(yè)巖氣的后續(xù)使用得到準(zhǔn)確的數(shù)據(jù),便于加工利用,解決了現(xiàn)有測(cè)定系統(tǒng)由于對(duì)吸附情況設(shè)計(jì)不嚴(yán)密,使得對(duì)頁(yè)巖氣成分含量測(cè)定的誤差很大,導(dǎo)致頁(yè)巖氣后續(xù)利用存在很大麻煩的問題。
[0005]本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):頁(yè)巖氣吸附氣含量分析系統(tǒng),包括內(nèi)部中空的加熱爐,所述加熱爐的空腔中設(shè)置有內(nèi)部中空且頂端開口的樣品罐,樣品罐的空腔中設(shè)置有吸附劑,樣品罐的頂端設(shè)置在加熱爐上方,樣品罐的開口處設(shè)置有密封套,且密封套能夠完全封閉開口,樣品罐中設(shè)置有測(cè)溫?zé)犭娕?,測(cè)溫?zé)犭娕嫉牡锥嗽O(shè)置在吸附劑的上方且靠近吸附劑,加熱爐中設(shè)置有控溫?zé)犭娕?,控溫?zé)犭娕荚O(shè)置在樣品罐外部,測(cè)溫?zé)犭娕歼B接有控制箱,且控制箱設(shè)置在加熱爐外部,控溫?zé)犭娕己涂刂葡溥B接,加熱爐外部設(shè)置有內(nèi)部中空的儲(chǔ)氣室,儲(chǔ)氣室與樣品罐內(nèi)部連通,儲(chǔ)氣室外部設(shè)置有壓力傳感器,壓力傳感器與儲(chǔ)氣室內(nèi)部連通,壓力傳感器與控制箱連接,且加熱爐外部設(shè)置有真空泵,真空泵與儲(chǔ)氣室內(nèi)部連通,且真空泵與控制箱連接,加熱爐外部還設(shè)置有待測(cè)氣體罐和保護(hù)氣體罐,且待測(cè)氣體罐和保護(hù)氣體罐均與儲(chǔ)氣室內(nèi)部連通。
[0006]所述待測(cè)氣體罐和儲(chǔ)氣室之間、保護(hù)氣體罐和儲(chǔ)氣室之間均設(shè)置有減壓閥,且減壓閥與對(duì)應(yīng)的待測(cè)氣體罐、保護(hù)氣體罐和儲(chǔ)氣室連通。
[0007]所述減壓閥和儲(chǔ)氣室之間均設(shè)置有壓力表,壓力表同時(shí)與減壓閥和儲(chǔ)氣室連通。
[0008]所述真空泵和儲(chǔ)氣室之間設(shè)置有單向閥,且單向閥同時(shí)與真空泵和儲(chǔ)氣室連通。
[0009]所述儲(chǔ)氣室和樣品罐連通的管道設(shè)置有過濾網(wǎng),過濾網(wǎng)的側(cè)壁與管道的內(nèi)壁無縫接觸。
[0010]綜上所述,本發(fā)明的有益效果是:該系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確地將頁(yè)巖氣中吸附氣的含量測(cè)定出來,便于分析人員進(jìn)行后續(xù)分析,使得頁(yè)巖氣的后續(xù)使用得到準(zhǔn)確的數(shù)據(jù),便于加工利用。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]附圖中標(biāo)記及相應(yīng)的零部件名稱:1 一保護(hù)氣體罐;2—減壓閥一 ;3—壓力表一;4一儲(chǔ)氣室;5—過濾網(wǎng);6—單向閥;7—真空泵;8—控制箱;9一控溫?zé)犭娕迹?0—測(cè)溫?zé)犭娕迹?1—吸附劑;12—加熱爐;13—樣品_ ;14一減壓閥二 ;15—壓力表二 ;16—待測(cè)氣體罐;17—密封套;18—壓力傳感器。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合實(shí)施例及附圖,對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明,但本發(fā)明的實(shí)施方式不僅限于此。
[0014]實(shí)施例1:
如圖1所示,頁(yè)巖氣吸附氣含量分析系統(tǒng),包括內(nèi)部中空的加熱爐12,所述加熱爐12的空腔中設(shè)置有內(nèi)部中空且頂端開口的樣品罐13,樣品罐13的空腔中設(shè)置有吸附劑11,樣品罐13的頂端設(shè)置在加熱爐12上方,樣品罐13的開口處設(shè)置有密封套17,且密封套17能夠完全封閉開口,樣品罐13中設(shè)置有測(cè)溫?zé)犭娕?0,測(cè)溫?zé)犭娕?0的底端設(shè)置在吸附劑11的上方且靠近吸附劑11,加熱爐12中設(shè)置有控溫?zé)犭娕?,控溫?zé)犭娕?設(shè)置在樣品罐13外部,測(cè)溫?zé)犭娕?0連接有控制箱8,且控制箱8設(shè)置在加熱爐12外部,控溫?zé)犭娕?和控制箱8連接,加熱爐12外部設(shè)置有內(nèi)部中空的儲(chǔ)氣室4,儲(chǔ)氣室4與樣品罐13內(nèi)部連通,儲(chǔ)氣室4外部設(shè)置有壓力傳感器18,壓力傳感器18與儲(chǔ)氣室4內(nèi)部連通,壓力傳感器18與控制箱8連接,且加熱爐12外部設(shè)置有真空泵7,真空泵7與儲(chǔ)氣室4內(nèi)部連通,且真空泵7與控制箱8連接,加熱爐12外部還設(shè)置有待測(cè)氣體罐16和保護(hù)氣體罐I,且待測(cè)氣體罐16和保護(hù)氣體罐I均與儲(chǔ)氣室4內(nèi)部連通。在待測(cè)氣體罐16中充滿待測(cè)頁(yè)巖氣,保護(hù)氣體罐I中充滿氦氣,將系統(tǒng)的儀器加電,此時(shí),溫度顯示儀表、壓力顯示儀表和溫度控制儀表顯示測(cè)量值。設(shè)定溫度控制儀表的控制溫度值,對(duì)加熱爐開始加熱。經(jīng)過一段時(shí)間,溫度穩(wěn)定在設(shè)定值,以測(cè)溫?zé)犭娕?0為計(jì)算依據(jù),因?yàn)樵摕犭娕伎拷鼧悠?,最接近樣品的真?shí)溫度。用電子天平稱取一定質(zhì)量m的吸附劑11,置于樣品罐13中,關(guān)閉減壓閥,啟動(dòng)真空泵7,對(duì)儲(chǔ)氣室和樣品罐13抽真空,直至室內(nèi)絕對(duì)壓力低于0.1 Pa時(shí)脫氣完成。關(guān)閉真空泵,打開減壓閥一 2,向儲(chǔ)氣室4中充氦氣,當(dāng)壓力達(dá)到壓力表一 3的最低壓力時(shí),停止供氣,記錄壓力P1,再打開減壓閥一 2,當(dāng)儲(chǔ)氣室4與樣品罐13壓力均衡時(shí),記錄壓力P2,計(jì)算得到體積Vl ;再繼續(xù)向儲(chǔ)氣室4充氦氣,在較高壓力下測(cè)量得到體積V2;重復(fù)測(cè)量三次,取平均值作為Vt的體積。再按上述步驟進(jìn)行脫氣。打開減壓閥二 14,向儲(chǔ)氣室4充待測(cè)頁(yè)巖氣,測(cè)量過程與上述過程相同,計(jì)算吸附前后氣體的量,最后,通過(m前-m后)/m計(jì)算單位質(zhì)量吸附劑吸附的氣體量。通過本系統(tǒng)得到的頁(yè)巖氣中吸附氣的含量準(zhǔn)確,根據(jù)不同的吸附劑的不同吸附特性,能夠?qū)?yè)巖氣中不同組分的氣體進(jìn)行吸附,便于研究人員對(duì)頁(yè)巖氣進(jìn)行分析,該系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確地將頁(yè)巖氣中吸附氣的含量測(cè)定出來,便于分析人員進(jìn)行后續(xù)分析,使得頁(yè)巖氣的后續(xù)使用得到準(zhǔn)確的數(shù)據(jù),便于加工利用,解決了現(xiàn)有測(cè)定系統(tǒng)由于對(duì)吸附情況設(shè)計(jì)不嚴(yán)密,使得對(duì)頁(yè)巖氣成分含量測(cè)定的誤差很大,導(dǎo)致頁(yè)巖氣后續(xù)利用存在很大麻煩的問題。
[0015]所述待測(cè)氣體罐16和儲(chǔ)氣室4之間、保護(hù)氣體罐I和儲(chǔ)氣室4之間均設(shè)置有減壓閥,且減壓閥與對(duì)應(yīng)的待測(cè)氣體罐16、保護(hù)氣體罐I和儲(chǔ)氣室4連通;所述減壓閥和儲(chǔ)氣室4之間均設(shè)置有壓力表,壓力表同時(shí)與減壓閥和儲(chǔ)氣室4連通。為方便描述,將設(shè)置在待測(cè)氣體罐16和儲(chǔ)氣室4之間的減壓閥命名為減壓閥二 14,設(shè)置在保護(hù)氣體罐I和儲(chǔ)氣室4之間的減壓閥命名為減壓閥一 2,設(shè)置在減壓閥一 2和儲(chǔ)氣室4之間的壓力表命名為壓力表一3,設(shè)置在減壓閥二 14和儲(chǔ)氣室4之間的壓力表命名為壓力表二 15,以便于對(duì)保護(hù)氣體罐I和待測(cè)氣體罐16中的氣體的壓力進(jìn)行控制,使得流入通氣管道4中的氣流能夠得到控制,使得系統(tǒng)各個(gè)環(huán)節(jié)的壓力做到時(shí)刻準(zhǔn)確的控制。
[0016]所述真空泵7和儲(chǔ)氣室4之間設(shè)置有單向閥6,且單向閥6同時(shí)與真空泵7和儲(chǔ)氣室4連通。為了避免外界的空氣通過真空泵7進(jìn)入到系統(tǒng)中,造成系統(tǒng)測(cè)定的誤差,所以設(shè)置了單向閥6,使得氣體只能從系統(tǒng)向真空泵7方向排出,而不能從真空泵7方向流入。
[0017]所述儲(chǔ)氣室4和樣品罐13連通的管道設(shè)置有過濾網(wǎng)5,過濾網(wǎng)5的側(cè)壁與管道的內(nèi)壁無縫接觸。吸附劑11有的時(shí)候采用顆粒狀的活性碳,在受到加熱或者真空泵7抽氣時(shí),容易隨著氣流進(jìn)入到管道中,為了避免其進(jìn)入管道造成管道的堵塞,需要設(shè)置過濾網(wǎng)5來對(duì)氣流進(jìn)行過濾,保證系統(tǒng)工作的順利進(jìn)行。
[0018]以上所述,僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例,并非對(duì)本發(fā)明做任何形式上的限制,凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)、方法實(shí)質(zhì)上對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化,均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.頁(yè)巖氣吸附氣含量分析系統(tǒng),其特征在于:包括內(nèi)部中空的加熱爐(12),所述加熱爐(12)的空腔中設(shè)置有內(nèi)部中空且頂端開口的樣品罐(13),樣品罐(13)的空腔中設(shè)置有吸附劑(11),樣品罐(13)的頂端設(shè)置在加熱爐(12)上方,樣品罐(13)的開口處設(shè)置有密封套(17),且密封套(17)能夠完全封閉開口,樣品罐(13)中設(shè)置有測(cè)溫?zé)犭娕?10),測(cè)溫?zé)犭娕?10)的底端設(shè)置在吸附劑(11)的上方且靠近吸附劑(11),加熱爐(12)中設(shè)置有控溫?zé)犭娕?9),控溫?zé)犭娕?9)設(shè)置在樣品罐(13)外部,測(cè)溫?zé)犭娕?10)連接有控制箱(8),且控制箱(8 )設(shè)置在加熱爐(12 )外部,控溫?zé)犭娕?9 )和控制箱(8 )連接,加熱爐(12 )外部設(shè)置有內(nèi)部中空的儲(chǔ)氣室(4),儲(chǔ)氣室(4)與樣品罐(13)內(nèi)部連通,儲(chǔ)氣室(4)外部設(shè)置有壓力傳感器(18),壓力傳感器(18)與儲(chǔ)氣室(4)內(nèi)部連通,壓力傳感器(18)與控制箱(8)連接,且加熱爐(12)外部設(shè)置有真空泵(7),真空泵(7)與儲(chǔ)氣室(4)內(nèi)部連通,且真空泵(7)與控制箱(8)連接,加熱爐(12)外部還設(shè)置有待測(cè)氣體罐(16)和保護(hù)氣體罐(1),且待測(cè)氣體罐(16)和保護(hù)氣體罐(I)均與儲(chǔ)氣室(4)內(nèi)部連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頁(yè)巖氣吸附氣含量分析系統(tǒng),其特征在于:所述待測(cè)氣體罐(16)和儲(chǔ)氣室(4)之間、保護(hù)氣體罐(I)和儲(chǔ)氣室(4)之間均設(shè)置有減壓閥,且減壓閥與對(duì)應(yīng)的待測(cè)氣體罐(16)、保護(hù)氣體罐(I)和儲(chǔ)氣室(4)連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的頁(yè)巖氣吸附氣含量分析系統(tǒng),其特征在于:所述減壓閥和儲(chǔ)氣室(4)之間均設(shè)置有壓力表,壓力表同時(shí)與減壓閥和儲(chǔ)氣室(4)連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的頁(yè)巖氣吸附氣含量分析系統(tǒng),其特征在于:所述真空泵(7)和儲(chǔ)氣室(4)之間設(shè)置有單向閥(6),且單向閥(6)同時(shí)與真空泵(7)和儲(chǔ)氣室(4)連通。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的頁(yè)巖氣吸附氣含量分析系統(tǒng),其特征在于:所述儲(chǔ)氣室(4)和樣品罐(13)連通的管道設(shè)置有過濾網(wǎng)(5),過濾網(wǎng)(5)的側(cè)壁與管道的內(nèi)壁無縫接觸。
【文檔編號(hào)】G01N5/02GK104316428SQ201410534578
【公開日】2015年1月28日 申請(qǐng)日期:2014年10月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月13日
【發(fā)明者】楊波, 張?chǎng)? 張海陶, 劉歡, 楊東凡, 李其鑫, 黃勇斌, 羅迪 申請(qǐng)人:成都創(chuàng)源油氣技術(shù)開發(fā)有限公司