泥页岩岩心轻烃解析装置、方法及电子设备与流程

文档序号:33324358发布日期:2023-03-03 22:21阅读:23来源:国知局
泥页岩岩心轻烃解析装置、方法及电子设备与流程

1.本发明属于油气勘探与开发技术领域,具体涉及一种泥页岩岩心轻烃解析装置、方法以及电子设备。


背景技术:

2.在非常规页岩油气勘探过程中,轻烃由于碳数低、可流动性好,是本领域技术人员十分关注的对象,轻烃含量的多少也是页岩油气勘探开发过程中的关键参数之一。泥页岩中轻烃的碳数范围一般属于c15以下的烃类,极其容易挥发,一般采用现场块状岩心实验或全直径岩心实验测试。泥页岩中的轻烃既包含了气态烃(c4-),又包含了液态烃(c5-c15),因此在对泥页岩轻烃含量进行测定时,虽然气态烃可以以极低的温度挥发,但液态烃必须经过高温“气化”后且需要载气带动才能完全的从岩石中释放出来。另外,泥页岩中一般发育多尺度纹层,层理面孔渗物性条件相对较高,往往是轻烃富集与流动的有效场所,在岩心烃类热解析的过程中,烃类主要都是沿层理面析出。
3.目前针对岩石样品的热解析实验,广泛使用的方法有岩石热解法和含气量解析法。其中,在使用岩石热解法时一般首先将页岩样品进行破碎,然后将破碎后的岩石样品放置于岩石热解析装置的坩埚中进行加热,随后经高温解析出的烃经由载气带出,最后再对烃含量进行检测,但目前的岩石热解析装置中可放置的岩石样品量较小,一般约为100mg左右,也就需要对岩石样品进行破碎处理,而在对岩石样品进行破碎处理的过程中会导致轻质烃(轻烃)基本挥发殆尽,从而也就无法准确地获取到岩石中真实的轻质烃(轻烃)的含量;而含气量解析法是近年来开展的页岩气含气量解析的一种常用手段,含气量解析装置一般是对全直径岩心进行热解析,对岩石岩心中的气态烃含量进行测定,可以有效避免因对岩石样品进行破碎而导致的轻烃流失问题,但由于该类型的解析装置缺少载气模块,只能通过对岩心样品进行加热“增压”,仅能适用于对岩石中气态烃的含量进行测定,且没有考虑到泥页岩中轻烃热挥发非均值特点(岩石中存在的轻烃大部分会沿着岩石的层理缝析出,虽然岩石表面同样也会析出部分轻烃,但是与岩石层理缝所析出的轻烃相比,岩石表面析出的轻烃含量较少),并不能满足泥页岩中轻烃含量测定的客观要求。
4.因此,为保证在非常规天然气开发储量计算时结果的准确性和可靠性,亟需一种既能够解析岩石的全直径岩心样品又能够充分解析岩石中的轻烃,有效避免因对岩石样品进行破碎而导致岩石中的轻烃不必要流失的问题的装置。


技术实现要素:

5.针对现有技术存在的不足与缺陷,为了解决因对岩石样品进行破碎而导致的轻烃流失以及解析的样品量较小的问题,本发明提供了一种泥页岩岩心轻烃解析装置、方法以及电子设备,以能够充分解析岩石全直径岩心样品中的轻烃。
6.本发明的第一个方面,提供一种泥页岩岩心轻烃解析装置,该装置包括:罐体、盖体、载气模块和温控模块;其中,载气模块用于导出罐体内的轻烃;温控模块用于对罐体进
行加热以及对罐体进行温度控制。
7.在一些实施例中,本发明提供的泥页岩岩心轻烃解析装置用于对泥页岩岩石的全直径岩心样品进行解析。
8.在一些实施例中,本发明提供的泥页岩岩心轻烃解析装置中的载气模块包括:进气口、进气气栅、出气气栅、出气口、气体流速感应器,其中,罐体内壁底部一侧设置有进气口,罐体内壁对应进气口的位置设置有进气气栅,罐体内壁底部与进气口相对的另一侧设置有出气口,罐体内壁对应出气口的位置设置有出气气栅和气体流速感应器。
9.在一些实施例中,本发明提供的泥页岩岩心轻烃解析装置中的气体流速感应器位于出气口处,用于检测载气的流速。
10.在一些实施例中,本发明提供的一种泥页岩岩心轻烃解析装置中的温控模块包括:出气口温感器、样品温感器、加热棒。
11.在一些实施例中,本发明提供的泥页岩岩心轻烃解析装置中的样品温感器位于罐体底部的中心位置,用于检测岩石样品的温度。
12.在一些实施例中,本发明提供的泥页岩岩心轻烃解析装置中的盖体包括:样品托盘、样品卡槽、连接杆、密封卡扣;其中,样品托盘和盖体之间通过连接杆连接,样品托盘通过可拆卸连接装置固定于样品卡槽之上,密封卡扣用于罐体和盖体组合时进行密封。
13.在一些实施例中,本发明提供的泥页岩岩心轻烃解析装置中的罐体包括:密封凹槽,固定凹槽;其中,密封凹槽、固定凹槽、载气模块、温控模块均置于罐体中。
14.本发明的第二个方面,提供一种泥页岩岩心轻烃解析方法,该方法应用于泥页岩岩心轻烃解析装置,该方法包括:
15.对解析装置进行预处理;
16.通过温控模块加热预处理后的解析装置,预处理后的解析装置中包含有待测岩石样品;
17.对待测岩石样品进行解析。
18.在一些实施例中,在对待测岩石样品进行解析时,在控制罐体温度达到第一预设温度后保持该第一预设温度持续第一预设时长后,控制罐体温度达到第二预设温度后保持该第二预设温度,直至解析完成;或者,控制罐体温度达到第三预设温度后保持第三预设温度,直至解析完成。
19.本发明的第三个方面,提供一种泥页岩岩心轻烃解析电子设备,该电子设备包括:泥页岩岩心轻烃解析装置、数据采集及控制单元、存储器以及处理器;其中,泥页岩岩心轻烃解析装置和数据采集及控制单元之间互相通信连接,数据采集及控制单元和处理器之间互相通信连接,存储器中存储有计算机程序,处理器运行存储在存储器中的计算机程序,泥页岩岩心轻烃解析装置包括:罐体、盖体、载气模块和温控模块,载气模块用于导出罐体内的轻烃,温控模块用于对罐体进行加热以及温度控制。
20.在一些实施例中,本发明提供的泥页岩岩心轻烃解析电子设备中的数据采集及控制单元接收处理器的指令,并根据处理器的指令来控制解析装置中的温控模块和/或载气模块。
21.在一些实施例中,本发明提供的泥页岩岩心轻烃解析电子设备中的存储器中存储有计算机程序,处理器运行该计算机程序后生成相应的控制指令,数据采集及控制单元通
过该指令来控制泥页岩岩心轻烃解析装置中的温控模块。
22.在一些实施例中,本发明提供的泥页岩岩心轻烃解析电子设备中的存储器中存储有计算机程序,处理器运行该计算机程序后生成相应的控制指令,数据采集及控制单元通过该指令对罐体温度进行灵活的控制。
23.在一些实施例中,本发明提供的泥页岩岩心轻烃解析电子设备中的存储器中存储有计算机程序,处理器运行该计算机程序后生成相应的控制指令,数据采集及控制单元通过该指令来控制泥页岩岩心轻烃解析装置中的载气模块。
24.在一些实施例中,本发明提供的泥页岩岩心轻烃解析电子设备中的载气模块包括:进气口、进气气栅、出气气栅、出气口、气体流速感应器,其中,罐体内壁底部一侧设置有进气口,罐体内壁对应进气口的位置设置有进气气栅,罐体内壁底部与进气口相对的另一侧设置有出气口,罐体内壁对应出气口的位置设置有出气气栅和气体流速感应器。
25.在一些实施例中,本发明提供的泥页岩岩心轻烃解析电子设备中的温控模块包括:出气口温感器、样品温感器、加热棒;样品温感器位于罐体底部的中心位置,用于检测岩石样品的温度。
26.在一些实施例中,本发明提供的泥页岩岩心轻烃解析电子设备中的罐体包括:密封凹槽,固定凹槽;其中,密封凹槽、固定凹槽、载气模块、温控模块均置于罐体中。
27.在一些实施例中,本发明提供的泥页岩岩心轻烃解析电子设备中的盖体包括:样品托盘、样品卡槽、连接杆、密封卡扣;其中,样品托盘和盖体之间通过连接杆连接,样品托盘通过可拆卸连接装置固定于样品卡槽之上,密封卡扣用于罐体和盖体组合时进行密封。
28.应用本发明的泥页岩岩心轻烃解析装置、方法、电子设备,能够有效地避免因对岩石样品进行破碎而导致的轻烃流失问题,解析出的轻烃在载气驱动下会实时的流出罐体,且在载气的驱动下,罐体内部椭圆形的空间能够最大程度地减少解析出的轻烃在罐体内的残留量,提升对泥页岩轻烃含量测定准确度的有益效果。
29.与现有技术相比,上述方案中的一个或多个实施例可以具有以下优点或有益效果:
30.1、本发明提供的泥页岩岩心轻烃解析装置、方法、电子设备,可以对全直径岩心样品进行解析,解决了因对岩石样品进行破碎而导致的轻烃流失问题。
31.2、本发明提供的泥页岩岩心轻烃解析装置、方法、电子设备,包含有载气模块,岩石样品中经过高温解析出的轻烃在载气的带动下可以实时地流出罐体。
32.3、本发明提供的泥页岩岩心轻烃解析装置、方法、电子设备,其中罐体具有椭圆形的内部空间,在载气的带动下可以最大程度地减少解析出的轻烃在罐体内的残留量,能够达到更加符合预期的效果。
附图说明
33.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此,不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图,具体地,在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述:
34.图1示出了本发明一个实施例的泥页岩岩心轻烃解析装置的剖面图。
35.图2示出了本发明一个实施例的泥页岩岩心轻烃解析装置的俯视图。
36.图3示出了本发明一个实施例的泥页岩岩心轻烃解析方法的流程图。
37.图4示出了本发明一个实施例的泥页岩岩心轻烃解析电子设备的连接框图。
38.附图标记:
39.图中,1-罐体,2-进气口,3-进气气栅,4-密封凹槽,5-固定凹槽,6-样品托盘,7-样品卡槽,8-连接杆,9-盖体,10-出气气栅,11-出气口,12-出气口温感器,13-样品温感器,14-加热棒,15-密封卡扣。
具体实施方式
40.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式,借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题,并达到相应技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。本发明实施例以及实施例中的各个特征,在不相冲突前提下可以相互结合,所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。
41.由背景技术可知,目前针对岩石样品的热解析实验,广泛使用的方法有岩石热解法和含气量解析法。其中,在使用岩石热解法时一般首先将页岩样品进行破碎,然后将破碎后的岩石样品放置于岩石热解析装置的坩埚中进行加热,随后经高温解析出的烃经由载气带出,最后再对烃含量进行检测,但目前的岩石热解析装置中可放置的岩石样品量较小,一般约为100mg左右,也就需要对岩石样品进行破碎处理,而在对岩石样品进行破碎处理的过程中会导致轻质烃(轻烃)基本挥发殆尽,从而也就无法准确地获取到岩石中真实的轻质烃(轻烃)的含量;而含气量解析法是近年来开展的页岩气含气量解析的一种常用手段,含气量解析装置一般是对全直径岩心进行热解析,对岩石岩心中的气态烃含量进行测定,可以有效避免因对岩石样品进行破碎而导致的轻烃流失问题,但由于该类型的解析装置缺少载气模块,只能通过对岩心样品进行加热“增压”,仅能适用于对岩石中气态烃的含量进行测定,且没有顾及到泥页岩中轻烃热挥发非均值的特点,并不能满足泥页岩中轻烃含量测定的客观要求。
42.有鉴于此,为保证在非常规天然气开发储量计算时结果的准确性和可靠性、减少人工操作时的误差,本发明提供了一种既能有效避免因对岩石样品进行破碎而导致岩石中的轻烃不必要流失的问题,又能够精确解析岩石中轻烃含量的装置、方法以及电子设备,以能够准确分析岩石中真实的轻烃的含量。
43.本发明提供一种泥页岩岩心轻烃解析装置,该解析装置包括:罐体1、盖体9、载气模块和温控模块。其中,载气模块用于导出罐体1内的轻烃;温控模块用于对罐体1进行加热以及控制罐体1的温度。
44.在一些实施例中,解析装置用于对岩石的全直径岩心样品进行解析。
45.在一些实施例中,本发明提供的泥页岩岩心轻烃解析装置中的载气模块包括:进气口2、进气气栅3、出气气栅10、出气口11、气体流速感应器(图中未示出),其中,罐体1内壁底部一侧设置有进气口2,罐体内壁对应进气口2的位置设置有进气气栅3,罐体1内壁底部与进气口2相对的另一侧设置有出气口11,罐体1内壁对应出气口11的位置设置有出气气栅10和气体流速感应器。
46.在一些实施例中,本发明提供的泥页岩岩心轻烃解析装置中的温控模块包括:出气口温感器12、样品温感器13、加热棒14,其中,出气口温感器12位于罐体1底部的中心位置,加热棒14置于罐体1的内壁中。
47.在一些实施例中,样品温感器13位于罐体1底部的中心位置,用于检测岩石样品的温度。
48.在一些实施例中,加热棒14为电加热棒,该电加热棒可选陶瓷电加热或热敏电阻探测温度式加热棒。
49.在一些实施例中,本发明提供的泥页岩岩心轻烃解析装置中的罐体包括:密封凹槽4,固定凹槽5;其中,密封凹槽4、固定凹槽5、载气模块、温控模块均置于罐体1中。
50.在一些实施例中,本发明提供的泥页岩岩心轻烃解析装置中的盖体9包括:样品托盘6、样品卡槽7、连接杆8、密封卡扣15;其中,样品托盘6和盖体9之间通过连接杆8连接,样品托盘6通过可拆卸连接装置固定于样品卡槽7之上,密封卡扣15用于罐体1和盖体9组合时进行密封。
51.本发明提供一种泥页岩岩心轻烃解析方法,该方法包括:
52.对解析装置进行预处理;
53.通过温控模块加热预处理后的解析装置,预处理后的解析装置中包含有待测岩石样品;
54.对待测岩石样品进行解析。
55.在一些实施例中,在控制罐体温度达到第一预设温度后保持第一预设温度持续第一预设时长后,控制罐体温度达到第二预设温度后保持第二预设温度,直至解析完成;或者,控制罐体温度达到第三预设温度后保持第三预设温度,直至解析完成。
56.本发明提供一种泥页岩岩心轻烃解析电子设备,该电子设备包括:泥页岩岩心轻烃解析装置、数据采集及控制单元、存储器以及处理器;其中,泥页岩岩心轻烃解析装置和数据采集及控制单元之间互相通信连接,数据采集及控制单元和处理器之间互相通信连接,存储器中存储有计算机程序,处理器运行存储在存储器中的计算机程序,泥页岩岩心轻烃解析装置包括:罐体1、盖体9、载气模块和温控模块,载气模块用于导出罐体1内的轻烃,温控模块用于对罐体1进行加热以及温度控制。
57.在一些实施例中,本发明提供的泥页岩岩心轻烃解析电子设备中的处理器与数据采集及控制单元之间互相通信连接,处理器与存储器之间互相通信连接。
58.在一些实施例中,本发明提供的泥页岩岩心轻烃解析电子设备中的数据采集及控制单元接收处理器的指令,并根据处理器的指令来控制解析装置中的温控模块和/或载气模块。
59.在一些实施例中,本发明提供的泥页岩岩心轻烃解析电子设备中的存储器中存储有计算机程序,处理器运行该计算机程序后生成相应的控制指令,数据采集及控制单元通过该指令来控制泥页岩岩心轻烃解析装置中的温控模块。
60.在一些实施例中,本发明提供的泥页岩岩心轻烃解析电子设备中的存储器中存储有计算机程序,处理器运行该计算机程序后生成相应的控制指令,数据采集及控制单元通过该指令对罐体温度进行灵活的控制。
61.在一些实施例中,本发明提供的泥页岩岩心轻烃解析电子设备中的存储器中存储
有计算机程序,处理器运行该计算机程序后生成相应的控制指令,数据采集及控制单元通过该指令来控制泥页岩岩心轻烃解析装置中的载气模块。
62.在一些实施例中,本发明提供的泥页岩岩心轻烃解析电子设备中的载气模块包括:进气口2、进气气栅3、出气气栅10、出气口11、气体流速感应器(图中未示出),其中,罐体1内壁底部一侧设置有进气口2,罐体内壁对应进气口2的位置设置有进气气栅3,罐体1内壁底部与进气口2相对的另一侧设置有出气口11,罐体1内壁对应出气口11的位置设置有出气气栅10和气体流速感应器。
63.在一些实施例中,本发明提供的泥页岩岩心轻烃解析电子设备中的温控模块包括:出气口温感器12、样品温感器13、加热棒14,其中,出气口温感器12位于罐体1底部的中心位置,加热棒14置于罐体1的内壁中。
64.在一些实施例中,样品温感器13位于罐体1底部的中心位置,用于检测岩石样品的温度。
65.在一些实施例中,加热棒14为电加热棒,该电加热棒14可选陶瓷电加热或热敏电阻探测温度式加热棒。
66.在一些实施例中,本发明提供的泥页岩岩心轻烃解析电子设备中的罐体包括:密封凹槽4,固定凹槽5;其中,密封凹槽4、固定凹槽5、载气模块、温控模块均置于罐体1中。
67.在一些实施例中,本发明提供的泥页岩岩心轻烃解析电子设备中的盖体9包括:样品托盘6、样品卡槽7、连接杆8,密封卡扣15;其中,样品托盘6和盖体9之间通过连接杆8连接,样品托盘6通过可拆卸连接装置固定于样品卡槽7之上,密封卡扣15用于罐体1和盖体9组合时进行密封。
68.在一些实施例中,该泥页岩岩心轻烃解析电子设备用于对岩石的全直径岩心样品进行解析。
69.应用本发明的泥页岩岩心轻烃解析装置、方法以及电子设备,能够有效地避免因对岩石样品进行破碎而导致的轻烃流失问题,解析出的轻烃在载气驱动下会实时的流出罐体,且在载气的驱动下,罐体内部椭圆形的空间能够最大程度地减少解析出的轻烃在罐体内的残留量,提升对泥页岩轻烃含量测定准确度的有益效果。
70.实施例一
71.本实施例提供一种泥页岩岩心轻烃解析装置,图1示出了本发明一个实施例的解析装置的剖面图,图2示出了本发明一个实施例的解析装置的俯视图。如图1和图2所示,本实施例的解析装置可以包括:
72.罐体1、盖体9、载气模块和温控模块;其中,载气模块用于导出罐体1内的轻烃,温控模块用于对罐体1进行加热以及控制罐体1的温度。
73.需要说明的是在一些实施例中,该解析装置用于对全直径岩心样品进行解析,在解析全直径岩心样品时,温控模块用来对罐体1进行加热并控制罐体1的温度,载气模块控制载气流入罐体1,并带动解析出的轻烃流出罐体1。
74.在解析全直径岩心样品时,罐体1和盖体9组合时通过密封卡扣15进行密封,罐体1的内部具有椭圆形空间,在载气的带动下罐体1内部会形成一定的漩涡,解析出的轻烃在载气驱动下会实时的流出罐体1,而将罐体1内部空间设计为椭圆形后,可以最大程度地减少解析出的轻烃在罐体1内的残留量,能够达到更加符合预期的效果。
75.在一些实施例中,载气为惰性气体,可优选为氮气。
76.在一些实施例中,该解析装置用于对岩石的全直径岩心样品进行解析。
77.目前针对岩石样品的热解析实验,广泛使用的方法有岩石热解法和含气量解析法。其中,在使用岩石热解法时一般首先将页岩样品进行破碎,然后将破碎后的岩石样品放置于岩石热解析装置的坩埚中进行加热,随后经高温解析出的烃经由载气带出,最后再对烃含量进行检测,但目前的岩石热解析装置中可放置的岩石样品量较小,一般约为100mg左右,也就需要对岩石样品进行破碎处理,而在对岩石样品进行破碎处理的过程中会导致轻质烃(轻烃)基本挥发殆尽,从而也就无法准确地获取到岩石中真实的轻质烃(轻烃)的含量;而含气量解析法是近年来开展的页岩气含气量解析的一种常用手段,含气量解析装置一般是对全直径岩心进行热解析,对岩石岩心中的气态烃含量进行测定,可以有效避免因对岩石样品进行破碎而导致的轻烃流失问题,但由于该类型的解析装置缺少载气模块,只能通过对岩心样品进行加热“增压”,仅能适用于对岩石中气态烃的含量进行测定,且没有顾及到泥页岩中轻烃热挥发非均值的特点,并不能满足泥页岩中轻烃含量测定的客观要求。
78.在本实施例中,该解析装置包括:罐体1、盖体9、载气模块和温控模块;其中,载气模块用于导出罐体1内的轻烃,温控模块用于对罐体1进行加热以及控制罐体1的温度。利用该装置解析全直径岩心样品时,能够有效地避免因对岩石样品进行破碎而导致的轻烃流失问题,解析出的轻烃在载气驱动下会实时的流出罐体1,且在载气的驱动下,罐体1内部椭圆形的空间能够最大程度地减少解析出的轻烃在罐体1内的残留量,达到提升对泥页岩轻烃含量测定准确度的有益效果,以便后续能够准确分析岩石中真实的轻烃的含量。
79.实施例二
80.本实施例提供一种泥页岩岩心轻烃解析装置,图1示出了本发明一个实施例的解析装置的剖面图,图2示出了本发明一个实施例的解析装置的俯视图。如图1和图2所示,本实施例的解析装置可以包括:
81.罐体1、盖体9、载气模块和温控模块;其中,载气模块用于导出罐体1内的轻烃,温控模块用于对罐体1进行加热以及控制罐体1的温度。
82.需要说明的是,罐体1可以包括:密封凹槽4,固定凹槽5。其中,密封凹槽4、固定凹槽5、载气模块以及温控模块均可置于罐体中。需要说明的是,盖体可以包括:样品托盘6、样品卡槽7、连接杆8。进一步的,样品托盘6和盖体9之间可以通过连接杆8连接,样品托盘6可以固定于样品卡槽7之上,二者之间通过可拆卸连接装置固定在一起。
83.需要说明的是,载气模块可以包括:进气口2、进气气栅3、出气气栅10、出气口11、气体流速感应器(图中未示出)其中,罐体1内壁底部一侧设置有进气口2,罐体1内壁对应进气口2的位置设置有进气气栅3,罐体1内壁底部与进气口2相对的另一侧设置有出气口11,罐体内壁对应出气口11的位置设置有出气气栅10和气体流速感应器。需要说明的是,温控模块可以包括:出气口温感器12、样品温感器13、加热棒14,其中,加热棒14为电加热棒,该电加热棒14可选陶瓷电加热或热敏电阻探测温度式加热棒,样品温感器13位于罐体1底部的中心位置,用于检测岩石样品的温度,密封卡扣用于罐体和盖体组合时进行密封。
84.在一些实施例中,罐体1的内部具有椭圆形空间,在载气的带动下罐体1内部会形成一定的漩涡,解析出的轻烃在载气驱动下会实时的流出罐体1,而将罐体1内部空间设计
为椭圆形后,可以最大程度地减少解析出的轻烃在罐体1内的残留量,能够达到更加符合预期的效果。
85.目前针对岩石样品的热解析实验,广泛使用的方法有岩石热解法和含气量解析法。其中,在使用岩石热解法时一般首先将页岩样品进行破碎,然后将破碎后的岩石样品放置于岩石热解析装置的坩埚中进行加热,随后经高温解析出的烃经由载气带出,最后再对烃含量进行检测,但目前的岩石热解析装置中可放置的岩石样品量较小,一般约为100mg左右,也就需要对岩石样品进行破碎处理,而在对岩石样品进行破碎处理的过程中会导致轻质烃(轻烃)基本挥发殆尽,从而也就无法准确地获取到岩石中真实的轻质烃(轻烃)的含量;而含气量解析法是近年来开展的页岩气含气量解析的一种常用手段,含气量解析装置一般是对全直径岩心进行热解析,对岩石岩心中的气态烃含量进行测定,可以有效避免因对岩石样品进行破碎而导致的轻烃流失问题,但由于该类型的解析装置缺少载气模块,只能通过对岩心样品进行加热“增压”,仅能适用于对岩石中气态烃的含量进行测定,且没有顾及到泥页岩中轻烃热挥发非均值的特点,并不能满足泥页岩中轻烃含量测定的客观要求。
86.本实施例提供的一种泥页岩岩心轻烃解析装置,该装置包括:罐体1、盖体9、载气模块和温控模块,其中,载气模块用于导出罐体1内的轻烃,温控模块用于对罐体1进行加热以及温度控制;载气模块包括:进气口2、进气气栅3、出气气栅10、出气口11、气体流速感应器(图中未示出),其中,罐体内壁底部一侧设置有进气口2,罐体1内壁对应进气口2的位置设置有进气气栅3,罐体1内壁底部与进气口2相对的另一侧设置有出气口11,罐体内壁对应出气口11的位置设置有出气气栅10和气体流速感应器(图中未示出),进气口2是只允许气体向罐体1单向流入的单向阀,出气口11是只允许气体由罐体1向外单向流出的单向阀;温控模块包括:出气口温感器12、样品温感器13、加热棒14,其中,样品温感器13位于罐体1底部的中心位置,用于检测岩石样品的温度;盖体9包括:样品托盘6、样品卡槽7、连接杆8、密封卡扣15,其中,样品托盘6和盖体9之间通过连接杆8连接,样品托盘6通过可拆卸连接装置固定于样品卡槽7之上,密封卡扣15用于对罐体1和盖体9进行密封;罐体1包括:密封凹槽4,固定凹槽5,其中,密封凹槽4、固定凹槽5、载气模块、温控模块均置于罐体1中。利用该装置解析全直径岩心样品时,能够有效地避免因对岩石样品进行破碎而导致的轻烃流失问题,解析出的轻烃在载气驱动下会实时的流出罐体1,且在载气的驱动下,罐体1内部椭圆形的空间能够最大程度地减少解析出的轻烃在罐体1内的残留量,达到提升对泥页岩轻烃含量测定准确度的有益效果,以便后续能够准确分析岩石中真实的轻烃的含量。
87.实施例三
88.本实施例提供一种泥页岩岩心轻烃解析方法,该方法应用于泥页岩岩心轻烃解析装置,图3示出了本发明一个实施例的泥页岩岩心轻烃解析方法的流程图。如图3所示,本实施例的方法可以包括以下步骤:
89.s100、对解析装置进行预处理。
90.具体的,对解析装置进行预处理,可以包括以下子步骤:
91.s101、将解析装置中的罐体1和盖体9组合后通过密封卡扣15进行密封,打开载气模块,通过温控模块对罐体1进行预加热,直至罐体温度达到第二预设温度。
92.s102、当罐体温度达到第二预设温度、罐体1中载气流速达到预设流速时,停止预
加热,保持罐体1中载气流速为预设流速。
93.其中,通过气体流速感应器来检测载气的流速,预设流速可以根据用户的实际需求进行设定。
94.在一些实施例中,预设流速可优选为400ml/min。
95.在一些实施例中,载气模块中使用的载气为惰性气体,可优选为氮气。
96.在一些实施例中,停止预加热后,保持当前状态并稳定一定的时长,稳定时长可优选为10分钟。
97.s103、将待测岩石样品放入罐体1后,再次将罐体1和盖体9组合并通过密封卡扣15进行密封,完成预处理。
98.在一些实施例中,待测岩石样品可选全直径岩心样品。
99.需要说明的是,在放置岩石样品时,打开密封卡扣15并及时将岩石样品放入样品托盘6中,随后及时闭合密封卡扣15。
100.可以将岩石样品放置于样品托盘6的中心位置处,以免岩石样品因太过于靠近罐体内壁而不利于岩石样品中轻烃的解析。
101.在放置岩石样品的时候,使岩石的层理缝和载气的前进方向向平行,这种放置方式更有利于岩石中轻烃的解析(岩石中存在的轻烃主要沿着岩石的层理缝析出,岩石表面同样也会析出轻烃,但是与层理缝析出的轻烃相比,岩石表面析出的轻烃含量较少)。
102.s200、通过温控模块加热预处理后的解析装置,预处理后的解析装置中包含有待测岩石样品。
103.s300、对待测岩石样品进行解析。
104.具体的,在对待测岩石样品进行解析时,在控制罐体温度达到第一预设温度后保持该第一预设温度持续第一预设时长后,控制罐体温度达到第二预设温度后持续保持该第二预设温度,直至解析完成。
105.或者,在对待测岩石样品进行解析时,控制罐体温度达到第三预设温度后保持第三预设温度,直至解析完成。
106.解析过程中,保持罐体1中载气流速为预设流速,并实时地在出气口11对混合气体(混合气体包括载气和载气带出的轻烃)进行检测,当在混合气体中不再检测出轻烃时即可认为解析完成,解析完成后停止对罐体1进行加热并关闭载气模块。
107.其中,第一预设温度、第一预设时长、第二预设温度以及第三预设温度均可以根据用户的实际需求进行设定。
108.在一些实施例中,第一预设温度可优选60摄氏度、第一预设时长可优选3小时、第二预设温度可优选150摄氏度、第三预设温度可优选120摄氏度。
109.目前针对岩石样品的热解析实验,广泛使用的方法有岩石热解法和含气量解析法。其中,在使用岩石热解法时一般首先将页岩样品进行破碎,然后将破碎后的岩石样品放置于岩石热解析装置的坩埚中进行加热,随后经高温解析出的烃经由载气带出,最后再对烃含量进行检测,但目前的岩石热解析装置中可放置的岩石样品量较小,一般约为100mg左右,也就需要对岩石样品进行破碎处理,而在对岩石样品进行破碎处理的过程中会导致轻质烃(轻烃)基本挥发殆尽,从而也就无法准确地获取到岩石中真实的轻质烃(轻烃)的含量;而含气量解析法是近年来开展的页岩气含气量解析的一种常用手段,含气量解析装置
一般是对全直径岩心进行热解析,对岩石岩心中的气态烃含量进行测定,可以有效避免因对岩石样品进行破碎而导致的轻烃流失问题,但由于该类型的解析装置缺少载气模块,只能通过对岩心样品进行加热“增压”,仅能适用于对岩石中气态烃的含量进行测定,且没有顾及到泥页岩中轻烃热挥发非均值的特点,并不能满足泥页岩中轻烃含量测定的客观要求。
110.本实施例提供的一种泥页岩岩心轻烃解析方法,该方法应用于泥页岩岩心轻烃解析装置,该方法包括:对解析装置进行预处理,通过温控模块加热预处理后的解析装置,预处理后的解析装置中包含有待测岩石样品,;对待测岩石样品进行解析,其中,在对待测岩石样品进行解析时,在控制罐体温度达到第一预设温度后保持该第一预设温度持续第一预设时长后,控制罐体温度达到第二预设温度后持续保持该第二预设温度,直至解析完成,或者,在对待测岩石样品进行解析时,控制罐体温度达到第三预设温度后保持第三预设温度,直至解析完成。该方法应用于泥页岩岩心轻烃解析装置,能够有效地避免因对岩石样品进行破碎而导致的轻烃流失问题,解析出的轻烃在载气驱动下会实时的流出罐体,且在载气的驱动下,罐体内部椭圆形的空间能够最大程度地减少解析出的轻烃在罐体内的残留量,达到提升对泥页岩中轻烃含量测定的准确度的有益效果,以便后续能够准确分析岩石中真实的轻烃的含量。
111.实施例四
112.本实施例提供一种泥页岩岩心轻烃解析电子设备,图4示出了本发明一个实施例的泥页岩岩心轻烃解析电子设备的连接框图。如图4所示,本实施例的泥页岩岩心轻烃解析电子设备可以包括:泥页岩岩心轻烃解析装置、数据采集及控制单元、存储器以及处理器;其中,泥页岩岩心轻烃解析装置和数据采集及控制单元之间互相通信连接,数据采集及控制单元和处理器之间互相通信连接,存储器中存储有计算机程序,处理器运行存储在存储器中的计算机程序,泥页岩岩心轻烃解析装置包括:罐体1、盖体9、载气模块和温控模块,载气模块用于导出罐体1内的轻烃,温控模块用于对罐体1进行加热以及温度控制。
113.本发明提供的泥页岩岩心轻烃解析电子设备中的处理器与数据采集及控制单元之间互相通信连接,数据采集及控制单元接收处理器的指令,并根据处理器的指令来控制解析装置中的温控模块和/或载气模块,存储器中存储有计算机程序,处理器运行该计算机程序后生成相应的控制指令,数据采集及控制单元通过该控制指令来控制泥页岩岩心轻烃解析装置中的温控模块。
114.在一些实施例中,本发明提供的泥页岩岩心轻烃解析电子设备中的存储器中还存储有控制罐体温度的计算机程序,处理器运行该计算机程序后生成相应的控制指令,数据采集及控制单元通过该控制指令控制泥页岩岩心轻烃解析装置中的温控模块。具体的,可以控制罐体的温度以及罐体保持该温度所持续的时长。
115.需要说明的是,控制罐体温度的计算机程序,可以被设计为:在控制罐体温度达到第一预设温度后保持第一预设温度持续第一预设时长后,控制罐体温度达到第二预设温度后保持第二预设温度;也可以被设计为:控制罐体温度达到第三预设温度后保持第三预设温度。其中,第一预设温度、第一预设时长、第二预设温度以及第三预设温度均可以根据用户的实际需求进行设定。在一些实施例中,本发明提供的泥页岩岩心轻烃解析电子设备中的存储器中还存储有控制载气的计算机程序,处理器运行该计算机程序后生成相应的控制
指令,数据采集及控制单元通过该指令来控制泥页岩岩心轻烃解析装置中的载气模块。
116.需要说明的是,本发明提供的泥页岩岩心轻烃解析电子设备中的载气模块包括:进气口2、进气气栅3、出气气栅10、出气口11、气体流速感应器(图中未示出);温控模块包括:出气口温感器12、样品温感器13、加热棒14,其中,样品温感器13位于罐体1底部的中心位置,用于检测岩石样品的温度;罐体1包括:密封凹槽4,固定凹槽5,其中,密封凹槽4、固定凹槽5、载气模块、温控模块均置于罐体1中;盖体9包括:样品托盘6、样品卡槽7、连接杆8、密封卡扣15,其中,样品托盘6和盖体9之间通过连接杆8连接,样品托盘6通过可拆卸连接装置固定于样品卡槽7之上,密封卡扣15用于罐体1和盖体9组合时进行密封。
117.在一些实施例中,加热棒14为电加热棒,该电加热棒14可选陶瓷电加热或热敏电阻探测温度式加热棒。
118.在一些实施例中,本发明提供的泥页岩岩心轻烃解析电子设备中的进气口2是只允许气体向罐体1单向流入的单向阀,出气口11是只允许气体由罐体1向外单向流出的单向阀。
119.在一些实施例中,本发明提供的泥页岩岩心轻烃解析电子设备用于对岩石的全直径岩心样品进行解析。
120.处理器可以是专用集成电路(application specific integrated circuit,简称asic)、数字信号处理器(digital signal processor,简称dsp)、数字信号处理设备(digital signal processing device,简称dspd)、可编程逻辑器件(programmable logic device,简称pld)、现场可编程门阵列(field programmable gate array,简称fpga)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现。
121.存储器可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现,例如静态随机存取存储器(static random access memory,简称sram),电可擦除可编程只读存储器(electrically erasable programmable read-only memory,简称eeprom),可擦除可编程只读存储器(erasable programmable read-only memory,简称eprom),可编程只读存储器(programmable read-only memory,简称prom),只读存储器(read-only memory,简称rom),磁存储器,快闪存储器,磁盘或光盘等。
122.以上描述的处理、功能、方法和/或软件可被记录、存储或固定在一个或多个计算机可读存储介质中,存储介质包括计算机程序,该计算机程序将被计算机实现,以使处理器执行该计算机程序。存储介质还可单独包括计算机程序、数据文件、数据结构等,或者包括其组合。存储介质或计算机程序可被计算机软件领域的技术人员具体设计和理解,或存储介质或计算机程序对计算机软件领域的技术人员而言可以是公知和可用的。计算机程序的示例包括机器代码(例如,由编译器产生的代码)和包含高级代码的文件,可由计算机通过使用解释器来执行高级代码。所描述的硬件装置可被配置为用作一个或多个软件模块,以执行以上描述的操作和方法,反之亦然。另外,计算机可读存储介质可分布在联网的计算机系统中,可以分散的方式存储和执行计算机可读代码或计算机程序。
123.需要说明的是,该电子设备可以包括一个或多个处理器以及存储器(即计算机可读存储介质),处理器和存储器可以通过总线或者其他方式连接。存储器作为一种非易失性计算机可读存储介质,可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块。处理器通过运行存储在存储器中的非易失性软件程序、计算机程序以及模块,从而执行
设备的各种功能应用以及数据处理。
124.目前针对岩石样品的热解析实验,广泛使用的方法有岩石热解法和含气量解析法。其中,在使用岩石热解法时一般首先将页岩样品进行破碎,然后将破碎后的岩石样品放置于岩石热解析装置的坩埚中进行加热,随后经高温解析出的烃经由载气带出,最后再对烃含量进行检测,但目前的岩石热解析装置中可放置的岩石样品量较小,一般约为100mg左右,也就需要对岩石样品进行破碎处理,而在对岩石样品进行破碎处理的过程中会导致轻质烃(轻烃)基本挥发殆尽,从而也就无法准确地获取到岩石中真实的轻质烃(轻烃)的含量;而含气量解析法是近年来开展的页岩气含气量解析的一种常用手段,含气量解析装置一般是对全直径岩心进行热解析,对岩石岩心中的气态烃含量进行测定,可以有效避免因对岩石样品进行破碎而导致的轻烃流失问题,但由于该类型的解析装置缺少载气模块,只能通过对岩心样品进行加热“增压”,仅能适用于对岩石中气态烃的含量进行测定,且没有顾及到泥页岩中轻烃热挥发非均值的特点,并不能满足泥页岩中轻烃含量测定的客观要求。
125.本实施例提供的一种泥页岩岩心轻烃解析电子设备,该电子设备包括:泥页岩岩心轻烃解析装置、数据采集及控制单元、存储器以及处理器;其中,泥页岩岩心轻烃解析装置和数据采集及控制单元之间互相通信连接,数据采集及控制单元和处理器之间互相通信连接,存储器中存储有计算机程序,处理器运行存储在存储器中的计算机程序。该泥页岩岩心轻烃解析电子设备,能够根据用户需求灵活地对该电子设备中的解析装置进行控制,有效地避免了因对岩石样品进行破碎而导致的轻烃流失问题,解析出的轻烃在载气驱动下会实时的流出罐体1,且在载气的驱动下,罐体1内部椭圆形的空间能够最大程度地减少解析出的轻烃在罐体1内的残留量,达到提升对泥页岩轻烃含量测定准确度的有益效果,以便后续能够准确分析岩石中真实的轻烃的含量。
126.实施例五
127.本实施例在实施例四的基础上,提供了一种具有人机交互界面并且能和其它智能终端进行通信的泥页岩岩心轻烃解析电子设备,该泥页岩岩心轻烃解析电子设备还包括:显示模块和通信模块;其中,显示模块和处理器之间互相通信连接,显示模块和存储器之间互相通信连接,通信模块和处理器之间互相通信连接,通信模块和储器之间互相通信连接。
128.该显示模块可以支持触摸操作,显示模块中还包括相应的人机交互界面。该人机交互界还具有控制温度的操作界面,通过该操作互界面输入需要对罐体1进行加热的温度和罐体1保持该温度所持续的时间,数据采集及控制单元通过存储器中存储的计算机程序并基于用户输入的温度和时间,控制罐体1中的温控模块;同时该人机交互界还可以具有控制载气的操作界面,数据采集及控制单元通过存储器中存储的计算机程序并基于用户选择的结果,控制罐体1中的载气模块;显示模块还可以实时显示温感器所感应到的罐体温度、出气口处的温度、载气流速以及出气口处采集到的气体中是否包含轻烃等信息;显示模块中还包含有分享界面,该分享界面支持通过通信模块将这些数据发送到其他的智能终端设备上,以便后续进行进一步的分析与处理;其中,智能终端设备包括:电脑、手机、平板电脑等其它电子设备。
129.需要说明的是,在本实施例中,显示模块可以实时显示温感器所感应到的罐体温度、出气口处的温度、载气流速以及出气口处采集到的气体的总体积,而且,还能够根据用
户在人机交互界面中的输入并结合存储器中存储的计算机程序,通过该解析电子设备中的数据采集及控制单元,来控制罐体1中的温控模块和载气模块,同时还支持通过通信模块将这些数据发送到其他的智能终端设备上,以便后续对这些数据进行进一步的分析与处理。
130.目前针对岩石样品的热解析实验,广泛使用的方法有岩石热解法和含气量解析法。其中,在使用岩石热解法时一般首先将页岩样品进行破碎,然后将破碎后的岩石样品放置于岩石热解析装置的坩埚中进行加热,随后经高温解析出的烃经由载气带出,最后再对烃含量进行检测,但目前的岩石热解析装置中可放置的岩石样品量较小,一般约为100mg左右,也就需要对岩石样品进行破碎处理,而在对岩石样品进行破碎处理的过程中会导致轻质烃(轻烃)基本挥发殆尽,从而也就无法准确地获取到岩石中真实的轻质烃(轻烃)的含量;而含气量解析法是近年来开展的页岩气含气量解析的一种常用手段,含气量解析装置一般是对全直径岩心进行热解析,对岩石岩心中的气态烃含量进行测定,可以有效避免因对岩石样品进行破碎而导致的轻烃流失问题,但由于该类型的解析装置缺少载气模块,只能通过对岩心样品进行加热“增压”,仅能适用于对岩石中气态烃的含量进行测定,且没有顾及到泥页岩中轻烃热挥发非均值的特点,并不能满足泥页岩中轻烃含量测定的客观要求。
131.本实施例当对全直径岩心样品进行解析时,不仅有效地避免了因对岩石样品进行破碎而导致的轻烃流失问题,解析出的轻烃在载气驱动下会实时的流出罐体1,且在载气的驱动下,罐体内部椭圆形的空间能够最大程度地减少解析出的轻烃在罐体内的残留量;而且还能够实时监控罐体1中的温度信息和载气信息,能够根据用户不同的需求对温度或载气进行灵活的调整,提高了解析效率,提升了厨房电器的智能性以及用户的使用体验。
132.综上所述,本发明提供的一种泥页岩岩心轻烃解析装置、方法以及电子设备,解析装置可以包括:罐体1、盖体9、密封卡扣15、载气模块和温控模块;其中,载气模块用于导出罐体1内的轻烃,温控模块用于对罐体1进行加热以及控制罐体1的温度;载气模块包括:进气口2、进气气栅3、出气气栅10、出气口11、气体流速感应器(图中未示出),其中,罐体内壁底部一侧设置有进气口,罐体内壁对应进气口的位置设置有进气气栅,罐体内壁底部与进气口相对的另一侧设置有出气口,罐体内壁对应出气口的位置设置有出气气栅和气体流速感应器;温控模块包括:出气口温感器12、样品温感器13、加热棒14,其中,样品温感器12位于罐体底部的中心位置,用于检测岩石样品的温度;盖体9包括:样品托盘6、样品卡槽7、连接杆8、密封卡扣15,其中,样品托盘6和盖体9之间通过连接杆8连接,样品托盘6通过可拆卸连接装置固定于样品卡槽7之上,密封卡扣15,用于罐体和盖体组合时进行密封;罐体1包括:密封凹槽4,固定凹槽5,其中,密封凹槽4、固定凹槽5、载气模块、温控模块均置于罐体1中。泥页岩岩心轻烃解析电子设备可以包括:泥页岩岩心轻烃解析装置、数据采集及控制单元、存储器以及处理器;其中,泥页岩岩心轻烃解析装置和数据采集及控制单元之间互相通信连接,数据采集及控制单元和处理器之间互相通信连接,存储器中存储有计算机程序,处理器运行存储在存储器中的计算机程序。泥页岩岩心轻烃解析方法可以包括以下步骤:对解析装置进行预处理;通过温控模块加热预处理后的解析装置,预处理后的解析装置中包含有待测岩石样品;对待测岩石样品进行解析,其中,在对待测岩石样品进行解析时,在控制罐体温度达到第一预设温度后保持该第一预设温度持续第一预设时长后,控制罐体温度达到第二预设温度后持续保持该第二预设温度,直至解析完成,或者,在对待测岩石样品进
行解析时,控制罐体温度达到第三预设温度后保持第三预设温度,直至解析完成。
133.在本发明所提供的几个实施例中,均可用于对泥页岩全直径岩心样品中的轻烃进行解析,因此,其所能达到的有益效果可参考上文所提供的对应的方法中的有益效果,此处不再赘述。
134.另外应该理解到,在本发明所提供的几个实施例中所揭露的方法,也可以通过其它的方式实现。以上所描述的方法实施例仅仅是示意性的,例如,附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的方法和装置的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上,流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、计算机程序段或计算机程序的一部分,模块、计算机程序段或计算机程序的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的计算机程序。也应当注意,在有些作为替换的实现方式中,方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生,实际上也可以基本并行地执行,它们有时也可以按相反的顺序执行,这依所涉及的功能而定。也要注意的是,框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合,可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现,或者可以用专用硬件与计算机程序的组合来实现。
135.在本发明中,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个
……”
限定的要素,并不排除在包括要素的过程、方法、装置或者设备中还存在另外的相同要素;如果有描述到“第一”、“第二”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系;在本发明的描述中,除非另有明确的限定,术语“通信连接”、“单向阀”、“可拆卸连接装置”、“密封”、“全直径岩心样品”等词语应做广义理解,所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定词语在本发明中的具体含义;在本发明的描述中,轻烃或轻质烃可以包含气态烃(c4-)和液态烃(c5-c15);在本发明的描述中,温感器指的是温度感应器或者温度传感器;在本发明的描述中,除非另有说明,术语“多个”、“多”的含义是指至少两个。
136.最后需要说明的是,在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“一个示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式进行结合。
137.尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例都是示例性的,所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式,并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员,在不脱离本发明所公开的精神和范围的前提下,可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化,但本发明的保护范围,仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。
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