高温高压下页岩气含气量测试采集和计量装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及到石油天然气和勘探开发领域，特别是高温高压下页岩气含气量测试采集和计量装置。
【背景技术】
[0002]页岩气是一种赋存在页岩中，自生自储的非常规天然气资源，评价其富集程度的一个重要参数为页岩气含气量。要有效地评价某地区的是否具有工业化的前景，必须准确的测试含气量评价数据，这些含气量数据用于储层评价、资源评价和生产预测。为此必须了解页岩含气量，含气量测试设备是提供这种数据的惟一工具。由于中国页岩储层埋藏深，地层压力大，3%-5%的孔隙度条件下，页岩气中孔隙中的气量远远大于吸附在孔隙表面的气量，但是常规的页岩气含气量分析仪器都是基于煤层气含气量测试方法，不符合页岩特殊的性质。因此，页岩气气量测试设备在勘探开发中就显得非常重要。
[0003]目前，国内外页岩气含气量测定方法是与煤层气含气量测试方法一样的现场解吸方法。其理论依据和实验证据是，煤岩中的气体在早期解吸过程中的释放速度与时间的平方根成正比，在井筒中提升过程所损失的气体可以据此计算，总含气量则是早期的损失气加上解吸气和残余气量之和。
[0004]目前，国内外含气量测试实验装置主要有全自动含气量测定仪(美国Terratek公司制造)和国产现场含气量测定设备。在含气量采集和计量方法上有两种方法，一种是排水计气法，其操作步骤1、让解吸出的天然气憋在解吸罐里达到一定时间或者一定压力；2、测试第一个样品时，打开解吸罐阀门将解吸出的天然气导入充满水的带刻度玻璃管顶部，推动玻璃管里的水流出，等排完气后读取玻璃管里气体占据的体积，如何关闭第一个解吸罐的阀门。测试用一个体积测试管通过倒罐方式分别测试数十个样品的含气量；3、测试第二个样品之前要把玻璃管里面的水再次充满，重复以上测试步骤。一个仪器之配备一个玻璃管，这样需要反复的充水一实验一充水，对煤层气的解吸或者孔隙压力已经下降的页岩气比较适用。但是如果对于高压下的页岩气含气量测试方法，由于孔隙压力高，前期解吸速度快，一个玻璃管计量器很难满足解吸测试要求。另一种方法是用气体质量流量计计量解吸出的天然气，由于后期解吸速度慢，质量流量计的精度难以达到测试要求。因此，迫切需要研发一种高孔隙压力下页岩气含气量采集和计量实验装置。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的是:克服以上两种含气量测试设备排水计气方法的缺点，本实用新型提供一种高温高压下页岩气含气量测试设备，能够解决以下问题:
[0006](I)能够开展页岩气现场解吸工作，页岩气区域评价、储气能力提供基础数据。
[0007](2)能够同时对30个页岩气样品同时测定，提高了试验效率。
[0008]本实用新型解决高压下含气量测试采取的技术方案是:
[0009]一种高温高压下页岩气含气量测试采集和计量装置，其包括:储水罐(2)、放置储水罐
[0010](2)的箱子(1)、导管(3)、硅胶管(4)、L型支架(5)、称重传感器(6)、挂钩(7)、集水袋(8)、信号线(9)、放大器及A/D转换器(10)、计算机(11)、和直流电源(12);
[0011]所述多个储水罐(2)设置在箱子(I)中，在储水罐(2)的顶部安装有两个导管
(3)，保持导管(3)与储水罐(2)的密封，左侧的导管(3)与解吸罐连接，右侧的导管(3)下部连接第一硅胶管(4)垂到储水罐(2)的底部，右侧的导管(3)上部连接第二硅胶管(4)到集水袋(8)，集水袋(8)通过挂钩(7)挂在称重传感器(6)上，称重传感器固定在L型支架(5)上，L行支架(5)固定在箱子(I)的顶部边缘上，称重传感器的信号线(9)连接到放大器及A/D转换器(10)上，经过转换的信号通过信号线(9)与计算机(11)连接，直流电源
[12]与称重传感器连接，给传感器供电。
[0012]其中，所述箱子⑴的尺寸为:长80cm，宽40cm，高40cm ;储水罐⑵的直径为5-15cm，高度为10-50cm ;储水罐(2)为亚克力材质；导管(3)为不锈钢管；L型支架(5)为不锈钢；称重传感器(6)的量程为3如，0024￥供电，0-101111^输出；集水袋(8)为塑料；直流电源(12)为24V直流电源。
[0013]依据本实用新型的高温高压下页岩气含气量测量采集计量新装置是由天然气收集及测量系统和数据自动采集组成。其中计算机采集处理系统包括计算机处理软件和数据的输入输出；天然气收集及测量系统包括储水罐、收集袋、称重传感器、数据A/D转换器。本实用新型其特征是解吸出的天然气在密闭的储水罐顶部形成微小压力，推动水进入挂在称重传感器上的集水袋，集水袋产生重量变化被传感器检测到，传感器信号被传输到A/D转换器，形成数值信号，数值信号被计算机采集。本实用新型的原理是利用物质平衡原理，I毫升气体占据的体积等于I克水的重量，水的重量很容易计量，把计量气体体积转化为计量水的重量，大大提高测试精度，可以实现多样品同时连续采集。
[0014]本实用新型的有益效果是:
[0015]提供一种多达30个样品的页岩含气量解吸测量收集和计量新装置。该装置采用物质平衡原理和重力分异作用原理，巧妙的将气体体积的计量转化为水的重量计量，极大地提高测试精度。本实用新型通过车载系统运往勘探现场，对页岩解吸出的天然气开展勘探现场解吸实验，可以测定和研宄不同地区含气性特征、含气量分布规律和勘探潜力能力。
【附图说明】
[0016]图1是依据本实用新型的高温高压下页岩气含气量测试采集和计量装置示意图。
[0017]图中，
[0018]1-放置储水罐2的不锈钢箱子(该箱子尺寸长80cm，宽40cm，高40cm，可分两排共容纳10个储水罐)；
[0019]2 一储水罐(直径15cm，亚克力材质);
[0020]3 —导管(外径3mm，内径2mm、不锈钢管);
[0021]4 一娃胶管(外径4mm，内径3mm)；
[0022]5 — L型支架(不锈钢材质，长80cm，宽5cm，高1cm)；
[0023]6 一称重传感器(为S型称重传感器，量程3Kg，DC24V供电，O-1OmmV输出)；
[0024]7 —挂钩；
[0025]8 一集水袋(容量1000ml，塑料材质)；
[0026]9 一信号线；
[0027]10 一放大器及A/D转换器；
[0028]11 一计算机及软件；
[0029]12 —直流电源(24V)。
【具体实施方式】
[0030]下面结合附图对本实用新型进一步说明。
[0031]高温高压下页岩气含气量采集和计量新装置的连接方式如下:把储水罐2放入不锈钢箱子I中，在2的顶部装两个导管3，保持3与储水罐的密封，左侧的导管与解吸罐(不再本实用新型中，属于成熟设备)连接，右侧的导管下部连接一根管线4垂到储水罐底部，右侧导管上部连接一根管线4到集水袋8，集水袋8通过挂钩7挂在称重传感器6上，称重传感器固定在L型支架5上，L行支架固定在箱子I的顶部边缘上，称重传感器的信号线连接到放大器及A/D转换器10上，经过转换的信号通过信号线9与计算机11连接，直流电源12与称重传感器连接，给传感器供电。
[0032]高温高压下页岩气含气量采集和计量新装置的工作方式如下:从解吸罐过来的天然气通过储水罐顶部左侧的导管3进入储水罐，由于气体的密度小于水的密度，天然气聚集在储水罐的顶部，形成微小的压力，高压力驱动储水罐力的水从垂到储水罐底部的软管经储水罐底部右侧的导管流出，进入集水袋，集水袋进水后产生重量变化，称重传感器感知到重量的变化，产生电压信号O-lOmmV，电压信号输出到放大器及A/D转换器上，经过放大和转换的信号变成0-10V的数值信号，传输个计算机，被计算机中运行的采集软件读取，写成文件，保存下来。
[0033]依据上述原理，建立了一台高温高压下页岩含气量测试采集和计量新装置，成功开展了现场解吸实验工作。在某页岩气含气量项目中与常规分析方法对比表明该仪器装置不但能够顺利完成现场30个样品同时解吸工作，所提供的实验数据准确可信，可以快捷方便地测定含气量，比常规含气量解吸方法得到的数据更方便，仪器操作性更强。
[0034]在生产现场，钻取出的天然气从页岩岩心中解吸出来并计量其累计产出量。通过采集数据，检测天然气产出量从而确定页岩气含气量。本实用新型主要由计算机、储水罐、称重传感器、集水袋、数据采集系统组成，可同时采集30个样品的测试数据。利用该实用新型可对钻取的煤岩或页岩岩心进行含气量分析，为页岩气资源评价，储层评价和产能分析提供基础数据等。结果可以评价一个地区页岩气资源潜力和勘探前景，而成为一种具有实用性的新设计，适用于页岩气勘探开发领域推广使用。
[0035]此处已经根据特定的示例性实施例对本实用新型进行了描述。对本领域的技术人员来说在不脱离本实用新型的范围下进行适当的替换或修改将是显而易见的。示例性的实施例仅仅是例证性的，而不是对本实用新型的范围的限制，本实用新型的范围由所附的权利要求定义。
【主权项】
1.一种高温高压下页岩气含气量测试采集和计量装置，其特征在于包括:储水罐(2)、放置储水罐(2)的箱子(1)、导管(3)、硅胶管(4)、L型支架(5)、称重传感器(6)、挂钩(7)、集水袋(8)、信号线(9)、放大器及A/D转换器(10)、计算机(11)、和直流电源(12); 所述多个储水罐(2)设置在箱子(I)中，在储水罐(2)的顶部安装有两个导管(3)，保持导管(3)与储水罐(2)的密封，左侧的导管(3)与解吸罐连接，右侧的导管(3)下部连接第一硅胶管(4)垂到储水罐(2)的底部，右侧的导管(3)上部连接第二硅胶管(4)到集水袋(8)，集水袋(8)通过挂钩(7)挂在称重传感器(6)上，称重传感器固定在L型支架(5)上，L行支架(5)固定在箱子(I)的顶部边缘上，称重传感器的信号线(9)连接到放大器及A/D转换器(10)上，经过转换的信号通过信号线(9)与计算机(11)连接，直流电源(12)与称重传感器连接，给传感器供电。
2.如权利要求1所述的高温高压下页岩气含气量测试采集和计量装置储水罐，其特征在于:所述箱子(I)的尺寸为:长80cm，宽40cm，高40cm ;储水罐(2)的直径为5_15cm，高度为10-50cm ;储水罐(2)为亚克力材质；导管(3)为不锈钢管；L型支架(5)为不锈钢；称重传感器(6)的量程为3如，0024￥供电，0-101111^输出；集水袋⑶为塑料；直流电源(12)为24V直流电源。
【专利摘要】本实用新型公开了一种高温高压下页岩气含气量测试采集和计量装置，其包括：储水罐(2)、放置储水罐(2)的箱子(1)、导管(3)、硅胶管(4)、L型支架(5)、称重传感器(6)、挂钩(7)、集水袋(8)、信号线(9)、放大器及A/D转换器(10)、计算机(11)、和直流电源(12)；本实用新型克服了现有技术的含气量测试设备排水计气方法的缺点，能够开展页岩气现场解吸工作，页岩气区域评价、储气能力提供基础数据，能够同时对30个页岩气样品同时测定，提高了试验效率。
【IPC分类】G01N5-02
【公开号】CN204330517
【申请号】CN201520016031
【发明人】郭梅
【申请人】郭梅
【公开日】2015年5月13日
【申请日】2015年1月9日