一种低产页岩气藏求产装置和方法与流程

本发明涉及页岩气勘探开发技术领域，特别涉及一种低产页岩气藏求产装置和方法。

背景技术：

自2010年中国第一口页岩气勘探井获得工业气流后，中国页岩气勘探开发取得了跨越式发展，已成为世界上第三个实现页岩气工业化生产的国家。截止2015年底，国内页岩气累计产量已突破60*10⁸m³，但除四川盆地等高产海相页岩气井外，低产-中等产量井是中国页岩气的生产常态。页岩气含量与产量是页岩气资源评价和有利区优选的关键性参数，也是评价页岩是否具有商业开采价值的一个重要指标。行业内对于低产页岩气藏勘探井的划分标准是日产量小于5*10³m³，而目前测量设备对于产气量的最低测定灵敏度为100m³/d，对于低于该灵敏度的页岩气藏产量无法进行计算，存在一定弊端。

现有技术一的技术方案

利用页岩气解析仪对含气量进行计算。该方法通过对现场取出的岩心直接装入解析罐，利用解析仪对岩心进行恒温或加热解析，通过收集岩心解析出的气体含量来估算目的层段的页岩气藏含气量。

现有技术一的缺点

该方法仅应用于取心井的岩心含气量测量，操作简单，但岩心自井筒内提至地表过程中无法保持密闭状态，故存在一定的损失气量，造成所测数据存在偏差。同时，该方法无法同时对大量岩心进行测定，仅通过一定数量岩心通过解析气的数据采集对页岩气藏含气量进行估算，计算结果与页岩气藏实际产气量存在较大误差，通常小于实际的总含气量，无法应用于实际生产开采。

现有技术二的技术方案

通过套管放喷试气求产。该技术通过抽提泵将返排液通过液-气两相分离箱分离，之后天然气达到一定压差后通过临界压力表计算产气量，针对产量较低的页岩气藏，则通过两相分离器中实际产生的液柱差调节孔板流量计中孔板大小来测试通过气体的含量。

现有技术二的缺点

该方法虽然可适用于实际生产中的页岩气试气求产，但临界压力表及孔板流量计的精确度仅为100m³/d，测量范围较窄，对于产量更低的页岩气藏无法进行准确的计量。并且对于页岩气产量无法做到实时显示，仅能对一段时间的产气量进行计算求产，存在一定的局限性。

技术实现要素：

本发明针对现有技术的缺陷，提供了一种低产页岩气藏求产装置和方法，解决了现有技术中存在的缺陷。

为了实现以上发明目的，本发明采取的技术方案如下：

一种低产页岩气藏求产装置，包括：分离箱1、脉冲式气测仪2、甲烷浓度检测仪3和电子显示器5；

分离箱1为圆柱状，分离箱1上部侧面设有进液口10。分离箱1顶部设有排气管4将箱内空气排出，排气管4中段设置脉冲式气测仪2，排气管出口设置甲烷浓度检测仪3，脉冲式气测仪2能够检测1m³/d的气体流量。脉冲式气测仪2与显示器5相连接，显示器5实时显示页岩气的产量数据。分离箱1底部设有排液口9，排液口9处设有用于关闭和打开排液口9的阀门8；

分离箱1内设有一个聚乙烯材质的浮漂6，浮漂6与阀门8通过可伸缩的浮漂杆7相连，浮漂杆7最长位置为预设的最高液面。

本发明还公开了低产页岩气藏求产方法，包括以下步骤：

第一步：井筒内的返排液以人工举升方式，通过进液口10进入分离箱1。

第二步：初始状态下，分离箱1内注满空气。返排液通过进液口10进入分离箱1后，将通过顶部排气管4将箱内空气排出。随着返排液的进入，一方面将箱内空气排出，另一方面随着气-液分离，箱内及排气管4排出气体中天然气含量将持续增加。通过甲烷浓度检测仪3，当现实天然气含量超过90％后，认为箱内空气已排尽，开始进行脉冲式气测仪2测量。

第三步：进入分离箱1内的返排液携带页岩气，与水发生气-液分离，水位于分离箱1下部，页岩气居分离箱1顶部。分离箱1顶部的页岩气通过排气管4排出，经过脉冲式气测仪2时，将会进行流量统计。显示器将实时显示页岩气的产量数据。

第四步：进液口10一直保持开启状态，返排液持续通过进液口10进入分离箱1，箱内液面持续上升。浮漂6随着分离箱1内液面上升而上浮。当浮漂6随液面上升至伸缩杆最长位置，也就是预设最大液面时，下部连接的排液口9阀门8将会打开，气-液分离后的返排液将会顺排液口9排出，保证分离箱1内气体始终占有一定的体积。

第五步：由于第四步中排液口9打开，分离箱1内液面持续下降，浮漂6随之回落。当液面高度低于预设的最大液面时，浮漂6随水位下落，阀门8将会再次封堵排液口9，排液口9关闭。之后分离箱1内液面将回升。装置持续重复步骤以上步骤，保证分离箱1内气-液分离及页岩气检测过程的持续。

进一步地，最高液面设置是随返排液中气体含量所确定。返排液所含水溶气的含量随时可通过实验进行测定，从而保证浮漂6、浮漂杆7和阀门8之间的灵活调整，保证分离箱1内气体所占体积最小为返排液中所含溶解气比例。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

将页岩气产量的检测提高到了1m³/d，极大地提高了低产量页岩气藏求产的精确度，为我国大量存在的中-低产页岩气井试气求产提供了一种新的技术及装置。

附图说明

图1是本发明实施例低产页岩气藏求产装置结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下根据附图并列举实施例，对本发明做进一步详细说明。

如图1所示，一种低产页岩气藏求产装置，包括：分离箱1、脉冲式气测仪2、甲烷浓度检测仪3、电子显示器5

分离箱1为圆柱状，分离箱1上部侧面设有进液口10。分离箱1顶部设有排气管4将箱内空气排出，排气管4中段设置脉冲式气测仪2，排气管出口设置甲烷浓度检测仪3，

该脉冲式气测仪2能够检测1m³/d的气体流量。脉冲式气测仪2与显示器5相连接，显示器5实时显示页岩气的产量数据。分离箱1底部设有排液口9，排液口9处设有用于关闭和打开排液口9的阀门8，

分离箱1内设有一个聚乙烯材质的浮漂6，浮漂6比水轻且耐腐蚀性好，所以能够随着分离箱1内液面上升而上浮。浮漂6与阀门8通过可伸缩的浮漂杆7相连，浮漂杆7最长位置为预设的最高液面。

基于上述装置的低产页岩气藏求产方法，包括以下步骤：

第一步：井筒内的返排液以人工举升方式，通过进液口10进入分离箱1。

第二步：初始状态下，分离箱1内注满空气。返排液通过进液口10进入分离箱1后，将通过顶部排气管4将箱内空气排出。随着返排液的进入，一方面将箱内空气排出，另一方面随着气-液分离，箱内及排气管4排出气体中天然气含量将持续增加。通过甲烷浓度检测仪3，当现实天然气含量超过90％后，认为箱内空气已排尽，开始进行脉冲式气测仪2测量。

第三步：进入分离箱1内的返排液携带页岩气，页岩气因密度及溶解度等因素，与水发生气-液分离，水位于分离箱1下部，页岩气居分离箱1顶部。分离箱1顶部的页岩气通过排气管4排出，经过脉冲式气测仪2时，将会进行流量统计。显示器将实时显示页岩气的产量数据。

第四步：进液口10一直保持开启状态，返排液持续通过进液口10进入分离箱1，箱内液面持续上升。浮漂6比水轻且耐腐蚀性好，所以能够随着分离箱1内液面上升而上浮。当浮漂6随液面上升至伸缩杆最长位置，也就是预设最大液面时，下部连接的排液口9阀门8将会打开，气-液分离后的返排液将会顺排液口9排出，保证分离箱1内气体始终占有一定的体积。

进一步地，最高液面设置是随返排液中气体含量所确定。返排液所含水溶气的含量随时可通过实验进行测定，从而保证浮漂6、浮漂杆7和阀门8之间的灵活调整，保证分离箱1内气体所占体积最小为返排液中所含溶解气比例。

第五步：由于第四步中排液口9打开，分离箱1内液面持续下降，浮漂6随之回落。当液面高度低于预设的最大液面时，浮漂6随水位下落，阀门8将会再次封堵排液口9，排液口9关闭。之后分离箱1内液面将回升。装置持续重复步骤以上步骤，保证分离箱1内气-液分离及页岩气检测过程的持续。

本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的实施方法，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。