岩石气体吸附相体积测量方法及装置制造方法及图纸

本申请实施例公开了一种岩石气体吸附相体积测量方法及装置。所述方法包括：当置入目标岩石的测量室中，目标气体的压力值为第一压力值集合中的每个第一预设压力值时，获取该第一预设压力值下测量室的第一质量；依据预设函数关系、测量室本身的质量和体积、目标岩石的质量和体积、以及测量室的第一质量，计算该第一预设压力值下目标气体的过剩吸附质量，所述预设函数关系为过剩吸附质量、绝对吸附质量、以及吸附相体积之间的函数关系；基于所述第一压力值集合中各第一预设压力值所对应的过剩吸附质量，确定目标气体相对于目标岩石的吸附相体积。本申请实施例的方法和装置，具有较强的适用性和较高的精确度。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及地球物理勘探
，特别涉及一种岩石气体吸附相体积测量方法及装置。
技术介绍
岩石中的气体主要以游离态赋存于纳米级孔隙和微裂缝中，以及，以吸附态赋存于有机质及粘土矿物孔隙表面。地质储量是气藏经济性评价中的关键参数，其通常为游离气含量和吸附气含量之和。游离气含量主要受孔隙度、地层温度、压力、以及含气饱和度等因素的影响，计算较为简单。吸附气含量主要受气体与基质的相互作用、流体的性质、以及地层温压等因素的影响，对其进行准确评价较为复杂。因此，吸附气含量的准确测量对地质储量的评价有重要的意义。为了对岩石的吸附气含量进行准确测量，目前通常采用室内等温吸附实验来测试一定温度条件下岩石样品的等温吸附曲线，然后采用Langmuir(朗格缪尔)吸附模型对曲线拟合后计算其吸附气含量。但是，国内外学者在利用容量法对岩石进行等温吸附实验时发现，气体吸附相体积的存在将减小样品池中的自由空间体积，进而对岩石吸附能力的测量结果产生影响。如果忽略气体吸附相所占据的体积，将导致吸附气含量的测量结果偏小，对岩石的实际吸附能力造成低估。因此，气体吸附相体积的准确测量，对计算岩石的吸附气含量有重要的影响。目前，国内外对于吸附相体积的研究仍处于理论假设和数学优化阶段。2012年3月Ambrose等人在“SPE Journal”第17卷第1期中的名称为“Shale gas-in-place calculations Part I:New pore-scale considerations”的文章中，提出了计算页岩气地质储量时应考虑吸附相所占据的体积，但并没有给出吸附相体积实验测试方法。1999年8月周理等人在“化学进展”第11卷第3期中的名称为“评述评超临界温度气体在多孔固体上的物理吸附”的文章中、2000年1月周理等人在“中国科学B辑”第30卷第1期中的名称为“超临界甲烷在高表面活性炭上的吸附测量及其理论分析”的文章中、以及2015年5月俞凌杰等人在“石油学报”第36卷第5期中的名称为“富有机质页岩高温高压重量法等温吸附实验”的文章中，将绝对吸附量数据曲线与吸附方程相结合，并基于拟合最优化原则，计算得到了甲烷的吸附相体积和密度。这种将吸附相体积设为变量，然后通过等温吸附模型的优化拟合得到吸附相体积的方法，严重依赖于等温吸附模型的适用性。但是，不同类型的岩石通常具有不同的孔隙结构，使得等温吸附模型的适用性较差，一种等温吸附模型通常难以适用于各种不同类型的岩石。因此，利用该方法所得到的吸附相体积尚需进一步研究。因此，对于岩石的气体吸附相体积，不同学者的研究结果相差很大，终无定论。目前尚未有实用性强并且能够精确测量岩石气体吸附相体积的方法。
技术实现思路
本申请实施例的目的是提供一种适用性强并且能够精确测量岩石气体吸附相体积的方法及装置。为解决上述技术问题，本申请实施例提供的一种岩石气体吸附相体积测量方法及装置是这样实现的：一种岩石气体吸附相体积测量方法，包括：当置入目标岩石的测量室中，目标气体的压力值为第一压力值集合中的每个第一预设压力值时，获取该第一预设压力值下测量室的第一质量，所述第一质量包括目标气体的绝对吸附质量；依据预设函数关系、测量室本身的质量和体积、目标岩石的质量和体积、以及测量室的第一质量，计算该第一预设压力值下目标气体的过剩吸附质量，所述预设函数关系为过剩吸附质量、绝对吸附质量、以及吸附相体积之间的函数关系；基于所述第一压力值集合中各第一预设压力值所对应的过剩吸附质量，确定目标气体相对于目标岩石的吸附相体积。一种岩石的气体吸附相体积测量装置，包括：获取单元，用于当置入目标岩石的测量室中，目标气体的压力值为第一压力值集合中的每个第一预设压力值时，获取该第一预设压力值下测量室的第一质量，所述第一质量包括目标气体的绝对吸附质量；计算单元，用于依据预设函数关系、测量室本身的质量和体积、目标岩石的质量和体积、以及测量室的第一质量，计算该第一预设压力值下目标气体的过剩吸附质量，所述预设函数关系为过剩吸附质量、绝对吸附质量、以及吸附相体积之间的函数关系；确定单元，用于基于所述第一压力值集合中各第一预设压力值所对应的过剩吸附质量，确定目标气体相对于目标岩石的吸附相体积。由以上本申请实施例提供的技术方案可见，本申请实施例采用实验的方法确定目标气体相对于目标岩石的吸附相体积，避免了等温吸附模型的优化拟合过程。因此，与现有技术相比，本申请实施例具有较强的适用性和较高的精确度。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本申请实施例岩石气体吸附相体积测量方法的流程图；图2为本申请实施例基于选取的第一预设压力值所对应的过剩吸附质量、以及选取的第一预设压力值所对应的目标气体密度，进行直线拟合的示意图；图3为本申请实施例基于第二压力值集合中各第二预设压力值所对应的第二质量、以及所对应的测试气体密度，进行直线拟合的示意图；图4为本申请实施例基于第三压力值集合中各第三预设压力值所对应的第三质量、以及所对应的测试气体密度，进行直线拟合的示意图；图5为本申请实施例岩石气体吸附相体积测量装置的功能结构示意图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。下面介绍本申请岩石气体吸附相体积测量方法的一个实施例。请参阅图1，该实施例可以包括如下的步骤。步骤S10：当置入目标岩石的测量室中，目标气体的压力值为第一压力值集合中的每个第一预设压力值时，获取该第一预设压力值下测量室的第一质量，所述第一质量包括目标气体的绝对吸附质量。所述目标岩石可以为待测量的岩石，具体可以包括页岩、泥岩和煤矿等。所述目标气体可以为待测量的气体，具体可以包括甲烷和二氧化碳等。所述测量室为用于容纳所述目标岩石和所述目标气体的容器，例如，可以为测量桶。所述第一压力值集合通常为两个或两个以上的第一预设压力值组成的集合。每个所述第一预设压力值可以大于或等于预设阈值。所述预设阈值可以根据实际需要灵活设定，例如，可以为20MPa。所述绝对吸附质量，又称为实际吸附质量，通常为在某一压力值下，实际上处于被吸附状态的气体质量。通常地，可以将目标岩石置入测量室，并可以通过增压泵将目标气体泵入所述测量室；可以先后设置测量室中目标气体的压力值分别为第一压力值集合中的各第一预设压力值。当测量室中目标气体的压力值为每个所述第一预设压力值时，可以在测量室中的目标气体达到吸附平衡后，通过磁悬浮天平获取该第一预设压力值下，所述测量室的第一质量。所述第一质量通常是所述测量室本身的质量、所述目标岩石的质量、所述目标气体的绝对吸附质量、所述测量室的浮力、所述目标岩石的浮力、以及吸附相浮力共同作用的结果。其中，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种岩石气体吸附相体积测量方法，其特征在于，包括：当置入目标岩石的测量室中，目标气体的压力值为第一压力值集合中的每个第一预设压力值时，获取该第一预设压力值下测量室的第一质量，所述第一质量包括目标气体的绝对吸附质量；依据预设函数关系、测量室本身的质量和体积、目标岩石的质量和体积、以及测量室的第一质量，计算该第一预设压力值下目标气体的过剩吸附质量，所述预设函数关系为过剩吸附质量、绝对吸附质量、以及吸附相体积之间的函数关系；基于所述第一压力值集合中各第一预设压力值所对应的过剩吸附质量，确定目标气体相对于目标岩石的吸附相体积。

【技术特征摘要】
1.一种岩石气体吸附相体积测量方法，其特征在于，包括：当置入目标岩石的测量室中，目标气体的压力值为第一压力值集合中的每个第一预设压力值时，获取该第一预设压力值下测量室的第一质量，所述第一质量包括目标气体的绝对吸附质量；依据预设函数关系、测量室本身的质量和体积、目标岩石的质量和体积、以及测量室的第一质量，计算该第一预设压力值下目标气体的过剩吸附质量，所述预设函数关系为过剩吸附质量、绝对吸附质量、以及吸附相体积之间的函数关系；基于所述第一压力值集合中各第一预设压力值所对应的过剩吸附质量，确定目标气体相对于目标岩石的吸附相体积。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一质量还包括测量室本身的质量、以及目标岩石的质量。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在获取该第一预设压力值下测量室的第一质量之前，所述方法还包括：确定测量室本身的质量和体积、以及目标岩石的质量和体积。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述确定测量室本身的质量和体积，包括：当没有置入目标岩石的测量室中，测试气体的压力值为第二压力值集合中的每个第二预设压力值时，获取该第二预设压力值下测量室的第二质量；基于所述第二压力值集合中各第二预设压力值所对应的第二质量，确定测量室本身的质量和体积。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述确定目标岩石的质量和体积，包括：当置入目标岩石的测量室中，测试气体的压力值为第三压力值集合中的每个第三预设压力值时，获取该第三预设压力值下测量室的第三质量；基于测量室本身的质量和体积、以及所述第三压力值集合中各第三预设压力值所对应的第三质量，确定目标岩石的质量和体积。6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述函数关系为mex＝ma-Va×ρg1，其中，mex表示目标气体的过剩吸附质量；ma表示目标气体的绝对吸附质量；Va表示目标气体的吸附相体积；ρg1表示目标气体的密度。7.如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：周尚文，薛华庆，郭伟，李晓波，申卫兵，卢斌，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11