一種含氣頁巖孔隙度和吸附參數的測試裝置及方法
【專利摘要】一種含氣頁巖孔隙度和吸附參數的測試裝置及方法，屬于巖石工程和非常規天然氣工程領域。本發明含氣頁巖孔隙度和吸附參數的測試裝置，包括恒溫三軸壓力室、軸壓加載系統、圍壓加載系統、上端吸附系統、下端吸附系統、抽真空系統、恒溫系統和數據采集控制系統。本發明含氣頁巖孔隙度和吸附參數的測試方法，實現了不同溫度、偏壓環境下頁巖孔隙度、吸附參數同時測試和真實吸附量的計算方法，可適用于深部高地應力和高溫，環境軸向壓力可達300MPa，圍壓可達100MPa，注入氣體壓力可達70MPa，最高溫度可達到100℃。試樣最大為φ50mm×100mm的原巖巖芯。節省了將近四分之三的測試時間，大大提高了測試效率。
【專利說明】一種含氣頁巖孔隙度和吸附參數的測試裝置及方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于巖石工程和非常規天然氣工程領域，特別涉及一種含氣頁巖孔隙度和吸附參數的測試裝置及方法。
【背景技術】
[0002]含氣頁巖中的微裂隙和孔隙是甲烷分子的儲存空間，根據美國的含氣頁巖地質參數，25%-60%的甲烷分子以游離態賦存于含氣頁巖無機基質的粒間孔隙以及自然裂隙中，40% -75%的甲烷分子以吸附態賦存于干酪根和粘土顆粒等有機質孔隙表面。含氣頁巖的初期高產主要依賴于孔隙、裂隙中的游離氣，而長期穩產則依賴于有機質、粘土顆粒中的吸附氣。目前，我國頁巖氣的勘探開發仍處于初期階段，含氣頁巖的孔隙度和吸附參數是含氣頁巖開發急需的重要參數，其測試的準確性直接影響含氣頁巖儲量評價、勘探選區和開發方案設計。吸附常數通常先測定不同氣體壓力P下含氣頁巖吸附的氣體體積V，然后線性最小二乘法擬合P/V與P，根據所得斜率和截距即可計算出吸附常數Vm和壓力常數b值。因此，準確測定不同氣體壓力下含氣頁巖的吸附量是獲得準確吸附參數的關鍵。
[0003]中國含氣頁巖儲層埋深為500m?3500m，且經歷了復雜的地質作用，使得含氣頁巖儲層具有明顯的各向異性和非均質性。目前，測試頁巖孔隙度的主要方法有溫壓下氣體波爾定律法和稱重法，測試含氣頁巖吸附量的方法主要有吸附解吸罐現場解吸法、室內吸附儀測定法。這些方法所采用試樣尺寸較小，多為頁巖碎塊或粉末。而頁巖是具有明顯層理和各向異性特征的非均質巖石，研磨粉末破壞了原有的裂隙和孔隙特征，采用小尺寸碎塊，則導致其尺度過小，需要做大量的平行測試，才可以確保測試孔隙度具有可代表性。
[0004]目前，吸附方法測試的吸附量均為注入試樣的總氣體量，包含了游離氣體量和吸附氣體量，未能實現游離氣體量和吸附氣體量的測試分離，不能測定出頁巖的真實吸附量，高估了含氣頁巖的吸附性能，而試樣的孔隙度正是分離游離氣體獲取真實吸附量的關鍵因素。評價頁巖吸附量必須要測定出同一試樣相應的孔隙度，這樣不同原巖巖芯試樣的真實吸附量才更有可對比性。目前，含氣頁巖孔隙度和吸附性能的測試分別采用不同的試樣和不同的測試裝置進行的。這種測試方法不能同時測試同一原巖巖芯試樣的孔隙度和吸附量，導致無法測定出原巖巖芯的真實吸附量。同時測試同一含氣頁巖原巖試樣孔隙度和吸附性能的測試方法尚未見報道。
[0005]高埋深的含氣頁巖儲層處于高地應力、高溫的環境中。高地應力使得含氣頁巖孔隙被壓縮，高溫環境則使得頁巖骨架膨脹、含氣頁巖中的甲烷分子變得活躍，可見高地應力和高溫環境對含氣頁巖的孔隙度和吸附性能有重要的影響。因此，測試含氣頁巖原巖巖芯孔隙度和吸附性能必須還原和提供符合實際的應力和溫度環境。
[0006]目前也有一些可以提供地應力環境的巖心吸附測試裝置，但主要適用于高、中滲透巖石巖芯。一般而言，含氣頁巖孔隙度小于6 %,對于含氣頁巖這種低滲透致密巖石而言，原有的測試裝置效率低、耗時長，需較長時間才可以達到吸附平衡。已有些裝置多提供的應力環境為三向應力相等的靜水壓力環境。含氣頁巖儲層所處的地應力環境復雜，其隙度和吸附測試需要提供偏應力的測試環境，才可以使得所測試的結果符合工程實際。不考慮偏應力環境的孔隙度和吸附性能測試設備，所測得的測試結果應用于頁巖氣評價和勘探開發中會導致儲量評估和開發方案設計出現偏差。
[0007]深埋含氣頁巖儲層的巖石和孔隙內氣體均處于同一溫度環境中，之前的測試系統加熱或通過將整個三軸腔室置入恒溫水浴加溫，或通過加溫三軸腔室的液壓油對試樣加溫，這兩種方法均要經過很長時間的熱傳導才可以使試樣達到恒定的溫度，而測試如何確保和判斷試樣達到指定溫度這個問題并未得到解決。在測試中，溫度的波動會導致注氣壓力不穩定，使得吸附氣體量的測試出現誤差，以往的測試中，只對試樣加溫，未考慮注入氣體的加熱和恒溫問題。對于含氣頁巖這種低滲透、致密巖石而言，溫度引起的測試誤差不可忽略。
【發明內容】
[0008]針對現有技術的不足，本發明提供了一種不同偏壓圍壓溫度環境下含氣頁巖孔隙度和吸附參數的測試裝置及方法。
[0009]本發明的含氣頁巖孔隙度和吸附參數的測試裝置，包括恒溫三軸壓力室、軸壓加載系統、圍壓加載系統、上端吸附系統、下端吸附系統、抽真空系統、恒溫系統和數據控制采集系統；
[0010]恒溫三軸壓力室包括軸壓室、圍壓室和試樣加溫裝置；軸壓室設置在圍壓室之上，試樣的上下兩端分別放置多孔墊片；試樣加溫裝置設置在圍壓室內；
[0011]軸壓加載系統與恒溫三軸壓力室的軸壓室相連通；
[0012]圍壓加載系統與恒溫三軸壓力室的圍壓室相連通；
[0013]上端吸附系統，包括高壓泵，上端氣體注入系統通過三軸壓力室圍壓室底部穿孔與試樣上部相連通；
[0014]下端吸附系統，包括高壓泵，下端氣體注入系統通過三軸壓力室圍壓室底部穿孔與試樣下部相連通；
[0015]抽真空系統，分別與上端吸附系統及下端吸附系統的相連通；
[0016]恒溫系統，分別與上端吸附系統的高壓泵及下端吸附系統的高壓泵相連接；
[0017]數據控制采集系統，與恒溫三軸壓力室的數據控制端、軸壓加載系統的數據控制端、圍壓加載系統的數據控制端、上端吸附系統的數據控制端和下端吸附系統的數據控制端相連接。
[0018]上端吸附系統包括高壓氣瓶、減壓閥、高壓泵、壓力傳感器和截止閥；高壓氣瓶與減壓閥的一端相連通，減壓閥的另一端與高壓泵的進氣端相連通，高壓泵的出氣端通過圍壓室底部穿孔與恒溫三軸壓力室的試樣上部相連通，在高壓泵與試樣之間設置壓力傳感器，在所述的高壓泵與減壓閥之間及高壓泵與恒溫三軸壓力室的試樣之間均設置截止閥。
[0019]下端吸附系統包括高壓氣瓶、減壓閥、高壓泵、壓力傳感器和截止閥；高壓氣瓶與減壓閥的一端相連通，減壓閥的另一端與高壓泵的進氣端相連通，高壓泵的出氣端通過圍壓室底部穿孔與恒溫三軸壓力室的試樣下部相連通，在高壓泵與試樣之間設置壓力傳感器，在所述的高壓泵與減壓閥之間及高壓泵與恒溫三軸壓力室的試樣之間均設置截止閥。
[0020]恒溫三軸壓力室的試樣加溫裝置包括試樣表面的溫度傳感器、測油溫傳感器和加熱線圈；試樣表面溫度傳感器緊貼試樣放置，測油溫傳感器豎直放置于恒溫三軸壓力室的圍壓室內，加熱線圈緊貼恒溫三軸壓力室圍壓室的側壁放置；
[0021]軸壓加載系統、圍壓加載系統、上端吸附系統、下端吸附系統、抽真空系統、恒溫系統和數據控制采集系統的管路均采用不銹鋼耐壓管線。上端吸附系統、下端吸附系統、抽真空系統和恒溫系統中的不銹鋼耐壓管線外部均包裹保溫夾套。上端吸附系統的高壓泵和下端吸附系統的高壓泵外部均包裹保溫夾套。
[0022]軸壓加載系統和圍壓加載系統中分別設置有壓力傳感器，壓力傳感器數據輸出端與數據控制采集系統相連接。
[0023]本發明提供了一種含氣頁巖孔隙度和吸附參數的測試方法。測試裝置中的管線、閥門、多孔墊片以及接頭等空腔體積是測試裝置帶來的額外體積，在測試中如果不剔除掉，將會導致孔隙度和吸附參數的測量產生很大的誤差。因只有上端吸附系統和試樣上端進氣端相連通，且只有下端吸附系統與試樣下端進氣端相連通，故引起孔隙度和吸附參數測試誤差的系統總空腔體積包括上端吸附系統空腔體積和下端吸附系統空腔體積兩部分；又因本發明測試方法先抽真空再注入氣體,故給試樣注入氣體前已充滿氣體的管線、截止閥及三通并不會引起孔隙度和吸附參數的測試誤差。上端吸附系統空腔體積包括第一高壓泵至試樣上端流體注入端口之間所有不銹鋼管線、截止閥、三通的空腔體積，為了便于敘述，試樣上部墊片空腔體積也歸入上端吸附系統空腔體積中。下端吸附系統空腔體積包括第二高壓泵至試樣下端流體注入端口之間所有不銹鋼管線、截止閥、三通的空腔體積，同樣的，為了便于敘述，試樣下部墊片空腔體積均歸入下端吸附系統空腔體積。系統總空腔均為耐壓不銹鋼材料，故空腔體積為定值。利用本發明測試方法標定系統總空腔體積只需操作一次即可。測試過程逐級升高注入氣體的壓力。所選用的非吸附性氣體為氦氣或氮氣，所選用的吸附性氣體為甲烷或二氧化碳。
[0024]利用本發明的氣頁巖孔隙度和吸附參數的測試裝置，進行含氣頁巖孔隙度和吸附參數的測試方法，具體包括以下步驟:
[0025]步驟一:進行引起孔隙度及吸附參數測試誤差的系統總空腔體積的測試和計算
[0026](I)、將試樣表面的溫度傳感器緊貼標準鋼樣固定，標準鋼樣上端與下端分別放置多孔墊片，標準鋼樣外部套上熱塑管進行隔絕密封；
[0027](2)、提供圍壓偏壓環境:利用圍壓加載系統為標準鋼樣提供圍壓σ μ ;利用軸壓加載系為標準鋼樣提供偏壓σ dl ；
[0028](3)、抽真空:打開上端吸附系統與恒溫三軸壓力室的連通，打開下端吸附系統與恒溫三軸壓力室的連通；利用抽真空系統，將標準鋼樣、管線、閥門、多孔墊片及接頭內氣體抽出，待達到所需真空狀態時，關閉真空系統；
[0029](4)、關閉上端吸附系統的高壓泵與恒溫三軸壓力室之間的截止閥，利用上端吸附系統將上端吸附系統的高壓泵在壓力P1下充滿非吸附性氣體，關閉非吸附性氣體對上端吸附系統的高壓泵的供給，上端吸附系統的高壓泵以壓力P1開始獨立運行；
[0030]關閉下端吸附系統的高壓泵與恒溫三軸壓力室之間的截止閥；利用下端吸附系統將下端吸附系統的高壓泵在壓力P1下充滿非吸附性氣體，關閉非吸附性氣體對下端吸附系統的高壓泵的供給，下端吸附系統的高壓泵以壓力P1開始獨立運行；
[0031](5)、提供恒溫環境:啟動恒溫三軸壓力室的加熱線圈，對恒溫三軸壓力室內標準鋼樣加溫，待達到指定溫度T1后，利用恒溫系統使上端吸附系統的高壓泵和下端吸附系統的高壓泵的泵內氣體達到恒溫溫度T1，并保持恒定；待上端吸附系統的高壓泵和下端吸附系統的高壓泵的泵內氣體的體積均不再變化時，讀取此時標準鋼樣加溫后的上端吸附系統的高壓泵內的氣體體積V8H和標準鋼樣加溫后的第二高壓氣泵內的氣體體積v9a_i ；
[0032](6)、打開上端吸附系統的高壓泵與恒溫三軸壓力室之間的截止閥，打開下端吸附系統的高壓泵與恒溫三軸壓力室之間的截止閥；利用上端吸附系統的高壓泵和下端吸附系統的高壓泵以壓力P1向標準鋼樣上、下端同時注氣，待上端吸附系統的高壓泵和下端吸附系統的高壓泵內氣體體積均不再變化時，讀取標準鋼樣在壓力P1下的第一高壓氣泵內的氣體體積V81ri和標準鋼樣在壓力P1下的第二高壓氣泵內的氣體體積V91rf ；
[0033](7)壓力P1下，i為正整數，系統總空腔體積Vvoi(H = (H) + (H);
[0034]步驟二:含氣頁巖孔隙度的測試和計算[0035](8)、將試樣表面的溫度傳感器緊貼含氣頁巖試樣固定，含氣頁巖上端與下端分別放置多孔墊片，含氣頁巖外部套上熱塑管進行隔絕密封；
[0036](9)、提供圍壓偏壓環境:利用圍壓加載系統為含氣頁巖試樣提供圍壓σ & ;利用軸壓加載系為含氣頁巖試樣提供偏壓σ dl ；
[0037](10)、抽真空:打開上端吸附系統與恒溫三軸壓力室的連通，打開下端吸附系統與恒溫三軸壓力室的連通；利用抽真空系統，將含氣頁巖、管線、閥門、多孔墊片及接頭內氣體抽出，待達到所需真空狀態時，關閉真空系統；
[0038](11)、關閉上端吸附系統的高壓泵與恒溫三軸壓力室之間的截止閥，利用上端吸附系統將上端吸附系統的高壓泵在壓力P1下充滿非吸附性氣體，關閉非吸附性氣體對上端吸附系統的高壓泵的供給，上端吸附系統的高壓泵以壓力P1開始獨立運行；
[0039]關閉下端吸附系統的高壓泵與恒溫三軸壓力室之間的截止閥；利用下端吸附系統將下端吸附系統的高壓泵在壓力P1下充滿非吸附性氣體，關閉非吸附性氣體對下端吸附系統的高壓泵的供給，下端吸附系統的高壓泵以壓力P1開始獨立運行；
[0040](12)、提供恒溫環境:啟動恒溫三軸壓力室的加熱線圈，對恒溫三軸壓力室內含氣頁巖試樣加溫，待達到指定溫度T1后，利用恒溫系統使上端吸附系統的高壓泵和下端吸附系統的高壓泵的泵內氣體達到溫度T1，并保持恒定；待上端吸附系統的高壓泵和下端吸附系統的高壓泵的泵內氣體的體積均不再變化時，讀取此時含氣頁巖試樣加溫后的上端吸附系統的高壓泵內的氣體體積V' 8a_i和含氣頁巖試樣加溫后的第二高壓氣泵內的氣體體積V' 9a-l；
[0041](13)、打開上端吸附系統的高壓泵與恒溫三軸壓力室之間的截止閥，打開下端吸附系統的高壓泵與恒溫三軸壓力室之間的截止閥；利用上端吸附系統的高壓泵和下端吸附系統的高壓泵以壓力P1向標準鋼樣上、下端同時注氣，待上端吸附系統的高壓泵和下端吸附系統的高壓泵內氣體體積均不再變化時，讀取此時的非吸附性氣體環境含氣頁巖試樣在壓力P1下的第一高壓氣泵內的氣體體積V' I1和非吸附性氣體環境含氣頁巖試樣在壓力P1下的第二高壓氣泵內的氣體體積V' ；
[0042](14)、壓力P1下，含氣頁巖試樣的孔隙體積:
[0043]Vporositrl = (Y' Sa-r^' 8b-l) + (V/ 9a-l_V/ 9b-l) _Vvoid-l ；
[0044]其中，Vvoid^1為壓力P1下系統總空腔體積；[0045]含氣頁巖試樣的孔隙度:
[0046]
【權利要求】
1.一種含氣頁巖孔隙度和吸附參數的測試裝置，其特征在于，所述的測試裝置包括恒溫三軸壓力室、軸壓加載系統、圍壓加載系統、上端吸附系統、下端吸附系統、抽真空系統、恒溫系統和數據控制采集系統； 所述的恒溫三軸壓力室包括軸壓室、圍壓室和試樣加溫裝置；軸壓室設置在圍壓室之上，試樣的上下兩端分別放置多孔墊片；試樣加溫裝置設置在圍壓室內； 所述的軸壓加載系統與恒溫三軸壓力室的軸壓室相連通； 所述的圍壓加載系統與恒溫三軸壓力室的圍壓室相連通； 所述的上端吸附系統，包括高壓泵，上端氣體注入系統通過三軸壓力室圍壓室底部穿孔與試樣上部相連通； 所述的下端吸附系統，包括高壓泵，下端氣體注入系統通過三軸壓力室圍壓室底部穿孔與試樣下部相連通； 所述的抽真空系統，分別與上端吸附系統及下端吸附系統相連通； 所述的恒溫系統，分別與上端吸附系統的高壓泵及下端吸附系統的高壓泵相連接； 所述的數據控制采集系統，與恒溫三軸壓力室的數據控制端、軸壓加載系統的數據控制端、圍壓加載系統的數據控制端、上端吸附系統的數據控制端和下端吸附系統的數據控制端相連接。
2.如權利要求1所述的含氣頁巖孔隙度和吸附參數的測試裝置，其特征在于，所述的上端吸附系統包括高壓氣瓶、減壓閥、高壓泵、壓力傳感器和截止閥；高壓氣瓶與減壓閥的一端相連通，減壓閥的另一端與高壓泵的進氣端相連通，高壓泵的出氣端通過圍壓室底部穿孔與恒溫三軸壓力室的試樣上部相連通，在高壓泵與試樣之間設置壓力傳感器，在所述的高壓泵與減壓閥之間及高壓泵與恒溫三軸壓力室的試樣之間均設置截止閥。
3.如權利要求1所述的含氣頁巖孔隙度和吸附參數的測試裝置，其特征在于，所述的下端吸附系統包括高壓氣瓶、減壓閥、高壓泵、壓力傳感器和截止閥；高壓氣瓶與減壓閥的一端相連通，減壓閥的另一端與高壓泵的進氣端相連通，高壓泵的出氣端通過圍壓室底部穿孔與恒溫三軸壓力室的試樣下部相連通，在高壓泵與試樣之間設置壓力傳感器，在所述的高壓泵與減壓閥之間及高壓泵與恒溫三軸壓力室的試樣之間均設置截止閥。
4.如權利要求1所述的含氣頁巖孔隙度和吸附參數的測試裝置，其特征在于，所述的恒溫三軸壓力室的試樣加溫裝置包括試樣表面的溫度傳感器、測油溫傳感器和加熱線圈；試樣表面溫度傳感器緊貼試樣放置，測油溫傳感器豎直放置于恒溫三軸壓力室的圍壓室內，加熱線圈緊貼恒溫三軸壓力室圍壓室的側壁放置。
5.如權利要求1所述的含氣頁巖孔隙度和吸附參數的測試裝置，其特征在于，所述軸壓加載系統、圍壓加載系統、上端吸附系統、下端吸附系統、抽真空系統、恒溫系統和數據控制采集系統的管路均采用不銹鋼耐壓管線。
6.如權利要求5所述的含氣頁巖孔隙度和吸附參數的測試裝置，其特征在于，所述的上端吸附系統、下端吸附系統、抽真空系統和恒溫系統中的不銹鋼耐壓管線外部均包裹保溫夾套。
7.如權利要求1所述的含氣頁巖孔隙度和吸附參數的測試裝置，其特征在于，所述的上端吸附系統的高壓泵和下端吸附系統的高壓泵外部均包裹保溫夾套。
8.如權利要求1所述的含氣頁巖孔隙度和吸附參數的測試裝置，其特征在于，所述的軸壓加載系統和圍壓加載系統中分別設置有壓力傳感器，壓力傳感器數據輸出端與數據控制采集系統相連接。
9.采用權利要求1所述的含氣頁巖孔隙度和吸附參數的測試裝置進行含氣頁巖孔隙度和吸附參數的測試方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟一:進行引起孔隙度及吸附參數測試誤差的系統總空腔體積的測試和計算 (1)、將試樣表面的溫度傳感器緊貼標準鋼樣固定，標準鋼樣上端與下端分別放置多孔墊片，標準鋼樣外部套上熱塑管進行隔絕密封； (2)、提供圍壓偏壓環境:利用圍壓加載系統為標準鋼樣提供圍壓σ& ;利用軸壓加載系為標準鋼樣提供偏壓σ dl ； (3)、抽真空:打開上端吸附系統與恒溫三軸壓力室的連通，打開下端吸附系統與恒溫三軸壓力室的連通；利用抽真空系統，將標準鋼樣、管線、閥門、多孔墊片及接頭內氣體抽出，待達到所需真空狀態時，關閉真空系統； (4)、關閉上端吸附系統的高壓泵與恒溫三軸壓力室之間的截止閥，利用上端吸附系統將上端吸附系統的高壓泵在壓力P1下充滿非吸附性氣體，關閉非吸附性氣體對上端吸附系統的高壓泵的供給，上端吸附系統的高壓泵以壓力P1開始獨立運行； 關閉下端吸附系統的高壓泵與恒溫三軸壓力室之間的截止閥；利用下端吸附系統將下端吸附系統的高壓泵在壓力P1下充滿非吸附性氣體，關閉非吸附性氣體對下端吸附系統的高壓泵的供給，下端 吸附系統的高壓泵以壓力P1開始獨立運行； (5)、提供恒溫環境:啟動恒溫三軸壓力室的加熱線圈，對恒溫三軸壓力室內標準鋼樣加溫，待達到指定溫度T1后，利用恒溫系統使上端吸附系統的高壓泵和下端吸附系統的高壓泵的泵內氣體達到恒溫溫度T1，并保持恒定；待上端吸附系統的高壓泵和下端吸附系統的高壓泵的泵內氣體的體積均不再變化時，讀取此時標準鋼樣加溫后的上端吸附系統的高壓泵內的氣體體積Vn和標準鋼樣加溫后的第二高壓氣泵內的氣體體積V9a_i ； (6)、打開上端吸附系統的高壓泵與恒溫三軸壓力室之間的截止閥，打開下端吸附系統的高壓泵與恒溫三軸壓力室之間的截止閥；利用上端吸附系統的高壓泵和下端吸附系統的高壓泵以壓力P1向標準鋼樣上、下端同時注氣，待上端吸附系統的高壓泵和下端吸附系統的高壓泵內氣體體積均不再變化時，讀取標準鋼樣在壓力P1下的第一高壓氣泵內的氣體體積V81ri和標準鋼樣在壓力P1下的第二高壓氣泵內的氣體體積V91rf ； (7)壓力Pi下，i為正整數，系統總空腔體積
Vvoid-1 — (^8a-l_^8b-l) + (^9a-l_^9b-l); 步驟二:含氣頁巖孔隙度的測試和計算 (8)、將試樣表面的溫度傳感器緊貼含氣頁巖試樣固定,含氣頁巖上端與下端分別放置多孔墊片，含氣頁巖外部套上熱塑管進行隔絕密封； (9)、提供圍壓偏壓環境:利用圍壓加載系統為含氣頁巖試樣提供圍壓σ& ;利用軸壓加載系為含氣頁巖試樣提供偏壓σ dl ； (10)、抽真空:打開上端吸附系統與恒溫三軸壓力室的連通，打開下端吸附系統與恒溫三軸壓力室的連通；利用抽真空系統，將含氣頁巖、管線、閥門、多孔墊片及接頭內氣體抽出，待達到所需真空狀態時，關閉真空系統； (11)、關閉上端吸附系統的高壓泵與恒溫三軸壓力室之間的截止閥，利用上端吸附系統將上端吸附系統的高壓泵在壓力P1下充滿非吸附性氣體，關閉非吸附性氣體對上端吸附系統的高壓泵的供給，上端吸附系統的高壓泵以壓力P1開始獨立運行； 關閉下端吸附系統的高壓泵與恒溫三軸壓力室之間的截止閥；利用下端吸附系統將下端吸附系統的高壓泵在壓力P1下充滿非吸附性氣體，關閉非吸附性氣體對下端吸附系統的高壓泵的供給，下端吸附系統的高壓泵以壓力P1開始獨立運行； (12)、提供恒溫環境:啟動恒溫三軸壓力室的加熱線圈，對恒溫三軸壓力室內含氣頁巖試樣加溫，待達到指定溫度T1后，利用恒溫系統使上端吸附系統的高壓泵和下端吸附系統的高壓泵的泵內氣體達到溫度T1，并保持恒定；待上端吸附系統的高壓泵和下端吸附系統的高壓泵的泵內氣體的體積均不再變化時，讀取此時含氣頁巖試樣加溫后的上端吸附系統的高壓泵內的氣體體積V' ^和含氣頁巖試樣加溫后的第二高壓氣泵內的氣體體積V' 9a-l； (13)、打開上端吸附系統的高壓泵與恒溫三軸壓力室之間的截止閥，打開下端吸附系統的高壓泵與恒溫三軸壓力室之間的截止閥；利用上端吸附系統的高壓泵和下端吸附系統的高壓泵以壓力P1向標準鋼樣上、下端同時注氣，待上端吸附系統的高壓泵和下端吸附系統的高壓泵內氣體體積均不再變化時，讀取此時的非吸附性氣體環境含氣頁巖試樣在壓力P1下的第一高壓氣泵內的氣體體積V' 8Η和非吸附性氣體環境含氣頁巖試樣在壓力P1下的第二高壓氣泵內的氣體體積V' 9b_1; (14)、壓力P1下，含氣頁巖試樣的孔隙體積:
Vporosity-1 (V 8a-1 V 8b-1) + (V 9a-1 V 9b-1) ^void-1 ; 其中，v-H為壓力P1下系統總空腔體積； 含氣頁巖試樣的孔隙度:
10.如權利要求9所述的一種含氣頁巖孔隙度和吸附參數的測試方法，其特正在于，所述的非吸附性氣體為氦氣或氬氣；所述的吸附氣體為甲烷或二氧化碳。
【文檔編號】G01N7/14GK103940722SQ201410182168
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年4月30日 優先權日:2014年4月30日
【發明者】馮夏庭, 陳天宇, 張希巍, 張鳳鵬, 李元輝, 付長劍 申請人:東北大學
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