本實(shí)用新型涉及石油行業(yè)室內(nèi)滑溜水作用下的頁巖氣解吸附能力測(cè)試結(jié)構(gòu)，尤其是一種通過簡(jiǎn)單計(jì)算得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果、提高實(shí)驗(yàn)精度和縮短實(shí)驗(yàn)周期的滑溜水作用下頁巖氣解吸附能力測(cè)試儀。

背景技術(shù)：

滑溜水是一種由清水及各種添加劑【添加劑為降阻劑、增效劑、防膨劑、消泡劑等成份】組成的壓裂體液；其中水占總體積的99%，而添加劑成分直接決定著壓裂液的性能。

滑溜水壓裂液是目前美國(guó)頁巖氣開發(fā)作業(yè)中應(yīng)用最多的壓裂液技術(shù)，不但使壓裂費(fèi)用較大型水力壓裂減少65%，而且使頁巖氣最終采收率提高20%。滑溜水壓裂主要適用于水敏性小、儲(chǔ)層天然裂縫較發(fā)育、脆性較高的地層。 較之于常規(guī)凍膠壓裂它摩阻低，能在高排量下大量泵入，形成更深、更為復(fù)雜的裂縫網(wǎng)絡(luò)，獲得更大的改造儲(chǔ)層體積，壓裂效果更好；殘?jiān)?，?duì)儲(chǔ)層傷害?。灰追蹬?，易回收，環(huán)境污染小；成本低。

然而，目前也還存在一些不足，亟待解決，如：由于粘度較低而導(dǎo)致攜砂能力較差； 壓裂時(shí)形成的縫網(wǎng)寬度較窄；要求泵注排量高；效率低、用量大等。在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)根據(jù)壓裂施工的儲(chǔ)層特性及實(shí)驗(yàn)來確定滑溜水壓裂液的配方。在選擇壓裂液添加劑時(shí)，要考慮泵速及壓力、 粘土含量、硅質(zhì)和有機(jī)質(zhì)碎屑的生成潛力、微生物活動(dòng)以及壓裂液返排等因素。

現(xiàn)有技術(shù)的實(shí)驗(yàn)測(cè)試的設(shè)備存在的技術(shù)問題是：試驗(yàn)周期長(zhǎng)，需要的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)均需利用玻意耳—馬略特定律通過復(fù)雜計(jì)算得到，誤差大，獲得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)精度低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是提供一種通過簡(jiǎn)單計(jì)算得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果、提高實(shí)驗(yàn)精度和縮短實(shí)驗(yàn)周期的滑溜水作用下頁巖氣解吸附能力測(cè)試儀。

為實(shí)現(xiàn)上述目的而采用的技術(shù)方案是這樣的，即一種滑溜水作用下頁巖氣解吸附能力測(cè)試儀，其中：包括依次串接在管線上的氣源供給系統(tǒng)、氣體增壓存儲(chǔ)系統(tǒng)、位于恒溫箱中的恒溫測(cè)量系統(tǒng)，所述恒溫箱由具有PLC控制片的控制柜控制運(yùn)行；

所述氣體增壓存儲(chǔ)系統(tǒng)與恒溫測(cè)量系統(tǒng)之間的管線上通過兩根旁通連接管連接有容積計(jì)量系統(tǒng)和抽真空系統(tǒng)，所述容積計(jì)量系統(tǒng)和抽真空系統(tǒng)分別位于兩根旁通連接管的前端，該兩根旁通連接管的末端位于氣體增壓存儲(chǔ)系統(tǒng)的出氣端；

所述恒溫測(cè)量系統(tǒng)的出氣端與放空管連通；

所述氣源供給系統(tǒng)又包括至少一條氣源供給線，所述氣源供給線還包括依次串接在氣源供給管線上的氣瓶、單向閥，氣源供給管線的出氣端與氣體增壓存儲(chǔ)系統(tǒng)的進(jìn)氣端連通；

所述氣體增壓存儲(chǔ)系統(tǒng)又包括氣體增壓泵和至少一條氣體增壓線，所述氣體增壓線還包括依次串接在氣體增壓管線上的緩沖罐、調(diào)壓閥、單向閥；氣體增壓管線的進(jìn)氣端與氣體增壓泵連通，氣體增壓管線的出氣端與恒溫測(cè)量系統(tǒng)的進(jìn)氣端、所述兩根旁通連接管的末端連通；所述氣體增壓泵的進(jìn)氣端與氣源供給管線的出氣端連通；

所述恒溫測(cè)量系統(tǒng)又包括至少一條恒溫測(cè)量線，所述恒溫測(cè)量線還包括依次設(shè)置在恒溫測(cè)量管線上的第一壓力傳感器、第一控制閥、第二壓力傳感器、第二控制閥；第一壓力傳感器與第一控制閥之間的恒溫測(cè)量管線上設(shè)置有第一旁通管，該第一旁通管上設(shè)置有第三控制閥和參考室，固定在參考室外壁上的用于檢測(cè)參考室內(nèi)腔溫度的第一溫度傳感器；所述第二壓力傳感器與第二控制閥之間的恒溫測(cè)量管線上設(shè)置有第二旁通管，該第二旁通管上依次設(shè)置有第四控制閥、巖心室和第五控制閥，固定在巖心室外壁上的用于檢測(cè)巖心室內(nèi)腔溫度的第二溫度傳感器，所述第五控制閥與滑溜水注入系統(tǒng)的滑溜水注入管線的輸出端連通；

所述容積計(jì)量系統(tǒng)又包括依次串接在兩根旁通連接管中的第一根旁通連接管上的鹽水容器、具有刻度的量管和第五手動(dòng)閥，所述鹽水容器位于第一根旁通連接管的最前端；

所述抽真空系統(tǒng)又包括依次串接在兩根旁通連接管中的第二根旁通連接管上的真空泵和第四手動(dòng)閥，所述真空泵位于第二根旁通連接管的最前端；

所述滑溜水注入系統(tǒng)又包括滑溜水注入管線，在滑溜水注入管線上設(shè)置有中間容器和注入泵，所述注入泵的輸出端與中間容器內(nèi)腔中的活塞連接；

所述氣源供給系統(tǒng)中的單向閥，所述氣體增壓存儲(chǔ)系統(tǒng)中的氣體增壓泵、調(diào)壓閥、單向閥，所述恒溫測(cè)量系統(tǒng)中的第一壓力傳感器、第一控制閥、第二壓力傳感器、第二控制閥、第三控制閥、第一溫度傳感器、第四控制閥、第五控制閥、第二溫度傳感器，所述抽真空系統(tǒng)中的真空泵，所述滑溜水注入系統(tǒng)中的注入泵均由具有PLC控制片的控制柜控制運(yùn)行；

所述具有PLC控制片的控制柜上設(shè)置有顯示器和輸入操作面板。

為實(shí)現(xiàn)綜合效果最優(yōu)，進(jìn)一步的：所述氣源供給系統(tǒng)的氣源供給線為三條，所述氣體增壓存儲(chǔ)系統(tǒng)的氣體增壓線為三條，所述恒溫測(cè)量系統(tǒng)的恒溫測(cè)量線為四條；

所述三條氣源供給線的出氣端通過第一四通閥與所述氣體增壓存儲(chǔ)系統(tǒng)的氣體增壓泵的進(jìn)氣端連通；

所述三條氣體增壓線的進(jìn)氣端通過第二四通閥與氣體增壓泵的出氣端連通，該三條氣體增壓線的出氣端通過六通閥與恒溫測(cè)量系統(tǒng)的進(jìn)氣端、兩根旁通連接管的末端連通；

所述四條恒溫測(cè)量線的進(jìn)氣端通過第一五通閥與六通閥連通，該四條恒溫測(cè)量線上的第五控制閥通過第二五通閥與滑溜水注入系統(tǒng)的滑溜水注入管線的輸出端連通。

本實(shí)用新型由于上述結(jié)構(gòu)而具有的優(yōu)點(diǎn)是：僅通過簡(jiǎn)單計(jì)算便能得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果、提高了實(shí)驗(yàn)精度和縮短了實(shí)驗(yàn)周期。

附圖說明

本實(shí)用新型可以通過附圖給出的非限定性實(shí)施例進(jìn)一步說明。

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實(shí)用新型采用電磁閥的控制框圖。

圖3為本實(shí)用新型采用液壓閥或氣壓閥的控制框圖。

圖4為本實(shí)用新型巖心室的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為本實(shí)用新型具有刻度的量管的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：A、氣源供給系統(tǒng)；B、氣體增壓存儲(chǔ)系統(tǒng)；C、恒溫測(cè)量系統(tǒng)；D、容積計(jì)量系統(tǒng)；E、抽真空系統(tǒng)；F、滑溜水注入系統(tǒng)；1、放空管；2、氣體增壓泵；3、鹽水容器；4、具有刻度的量管；5、真空泵；6、中間容器；7、注入泵；8、具有PLC控制片的控制柜；9、顯示器；10、輸入操作面板；11、真空容器；1201、；13、氣瓶Ⅰ；14、氣瓶Ⅱ；15、氣瓶Ⅲ；16、單向閥Ⅰ；17、單向閥Ⅱ；18、單向閥Ⅲ；19、手動(dòng)閥Ⅰ；20、手動(dòng)閥Ⅱ；21、手動(dòng)閥Ⅲ；22、手動(dòng)閥Ⅳ；23、手動(dòng)閥Ⅴ；24、緩沖罐Ⅰ；25、調(diào)壓閥Ⅰ；26、單向閥Ⅴ；27、緩沖罐Ⅱ；28、調(diào)壓閥Ⅱ；29、單向閥Ⅵ；30、緩沖罐Ⅲ；31、調(diào)壓閥Ⅲ；32、單向閥Ⅶ；33、壓力傳感器Ⅰ；34、控制閥Ⅰ；35、壓力傳感器Ⅱ；36、控制閥Ⅱ；37、控制閥Ⅲ；38、參考室Ⅰ；39、溫度傳感器Ⅰ；40、控制閥Ⅳ；41、巖心室Ⅰ；42、溫度傳感器Ⅱ；43、控制閥Ⅴ；44、壓力傳感器Ⅲ；45、控制閥Ⅵ；46、壓力傳感器Ⅳ；47、控制閥Ⅶ；48、控制閥Ⅷ；49、參考室Ⅱ；50、溫度傳感器Ⅲ；51、控制閥Ⅸ；52、巖心室Ⅱ；53、溫度傳感器Ⅳ；54、控制閥Ⅹ；55、壓力傳感器Ⅴ；56、控制閥Ⅺ；57、壓力傳感器Ⅵ；58、控制閥Ⅻ；59、控制閥XIII；60、參考室Ⅲ；61、溫度傳感器Ⅴ；62、控制閥XIV；63、巖心室Ⅲ；64、溫度傳感器Ⅵ；65、控制閥XV；66、壓力傳感器Ⅶ；67、控制閥XVI；68、壓力傳感器Ⅷ；69、控制閥XVII；70、控制閥XVIII；71、參考室Ⅳ；72、溫度傳感器Ⅶ；73、控制閥XIX；74、巖心室Ⅳ；75、溫度傳感器Ⅷ；76、控制閥XX；77、四通閥Ⅰ；78、四通閥Ⅱ；79、六通閥；80、五通閥Ⅰ；81、五通閥Ⅱ。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明：

參見附圖1至5，圖中的滑溜水作用下頁巖氣解吸附能力測(cè)試儀，其特征在于：包括依次串接在管線上的氣源供給系統(tǒng)A、氣體增壓存儲(chǔ)系統(tǒng)B、位于恒溫箱中的恒溫測(cè)量系統(tǒng)C，所述恒溫箱由具有PLC控制片的控制柜8控制運(yùn)行；

所述氣體增壓存儲(chǔ)系統(tǒng)B與恒溫測(cè)量系統(tǒng)C之間的管線上通過兩根旁通連接管連接有容積計(jì)量系統(tǒng)D和抽真空系統(tǒng)E，所述容積計(jì)量系統(tǒng)D和抽真空系統(tǒng)E分別位于兩根旁通連接管的前端，該兩根旁通連接管的末端位于氣體增壓存儲(chǔ)系統(tǒng)B的出氣端；

所述恒溫測(cè)量系統(tǒng)C的出氣端與放空管1連通；

所述氣源供給系統(tǒng)A又包括至少一條氣源供給線，所述氣源供給線還包括依次串接在氣源供給管線上的氣瓶、單向閥，氣源供給管線的出氣端與氣體增壓存儲(chǔ)系統(tǒng)B的進(jìn)氣端連通；

所述氣體增壓存儲(chǔ)系統(tǒng)B又包括氣體增壓泵2和至少一條氣體增壓線，所述氣體增壓線還包括依次串接在氣體增壓管線上的緩沖罐、調(diào)壓閥、單向閥；氣體增壓管線的進(jìn)氣端與氣體增壓泵2連通，氣體增壓管線的出氣端與恒溫測(cè)量系統(tǒng)C的進(jìn)氣端、所述兩根旁通連接管的末端連通；所述氣體增壓泵2的進(jìn)氣端與氣源供給管線的出氣端連通；

所述恒溫測(cè)量系統(tǒng)C又包括至少一條恒溫測(cè)量線，所述恒溫測(cè)量線還包括依次設(shè)置在恒溫測(cè)量管線上的第一壓力傳感器、第一控制閥、第二壓力傳感器、第二控制閥；第一壓力傳感器與第一控制閥之間的恒溫測(cè)量管線上設(shè)置有第一旁通管，該第一旁通管上設(shè)置有第三控制閥和參考室，固定在參考室外壁上的用于檢測(cè)參考室內(nèi)腔溫度的第一溫度傳感器；所述第二壓力傳感器與第二控制閥之間的恒溫測(cè)量管線上設(shè)置有第二旁通管，該第二旁通管上依次設(shè)置有第四控制閥、巖心室和第五控制閥，固定在巖心室外壁上的用于檢測(cè)巖心室內(nèi)腔溫度的第二溫度傳感器，所述第五控制閥與滑溜水注入系統(tǒng)F的滑溜水注入管線的輸出端連通；

所述容積計(jì)量系統(tǒng)D又包括依次串接在兩根旁通連接管中的第一根旁通連接管上的鹽水容器3、具有刻度的量管4和第五手動(dòng)閥，所述鹽水容器3位于第一根旁通連接管的最前端；

所述抽真空系統(tǒng)E又包括依次串接在兩根旁通連接管中的第二根旁通連接管上的真空泵5和第四手動(dòng)閥，所述真空泵5位于第二根旁通連接管的最前端；

所述滑溜水注入系統(tǒng)F又包括滑溜水注入管線，在滑溜水注入管線上設(shè)置有中間容器6和注入泵7，所述注入泵7的輸出端與中間容器6內(nèi)腔中的活塞連接；

所述氣源供給系統(tǒng)A中的單向閥，所述氣體增壓存儲(chǔ)系統(tǒng)B中的氣體增壓泵2、調(diào)壓閥、單向閥，所述恒溫測(cè)量系統(tǒng)C中的第一壓力傳感器、第一控制閥、第二壓力傳感器、第二控制閥、第三控制閥、第一溫度傳感器、第四控制閥、第五控制閥、第二溫度傳感器，所述抽真空系統(tǒng)E中的真空泵5，所述滑溜水注入系統(tǒng)F中的注入泵7均由具有PLC控制片的控制柜8控制運(yùn)行；

所述具有PLC控制片的控制柜8上設(shè)置有顯示器9和輸入操作面板10。

為實(shí)現(xiàn)綜合效果最優(yōu)，上述實(shí)施例中，優(yōu)選地：所述氣源供給系統(tǒng)A的氣源供給線為三條，所述氣體增壓存儲(chǔ)系統(tǒng)B的氣體增壓線為三條，所述恒溫測(cè)量系統(tǒng)C的恒溫測(cè)量線為四條；

所述三條氣源供給線的出氣端通過第一四通閥與所述氣體增壓存儲(chǔ)系統(tǒng)B的氣體增壓泵2的進(jìn)氣端連通；

所述三條氣體增壓線的進(jìn)氣端通過第二四通閥與氣體增壓泵2的出氣端連通，該三條氣體增壓線的出氣端通過六通閥與恒溫測(cè)量系統(tǒng)C的進(jìn)氣端、兩根旁通連接管的末端連通；

所述四條恒溫測(cè)量線的進(jìn)氣端通過第一五通閥與六通閥連通，該四條恒溫測(cè)量線上的第五控制閥通過第二五通閥與滑溜水注入系統(tǒng)F的滑溜水注入管線的輸出端連通。

為實(shí)現(xiàn)綜合效果最優(yōu)，上述實(shí)施例中，優(yōu)選地：所述氣源供給系統(tǒng)A的氣瓶與單向閥之間的氣源供給管線上設(shè)置有手動(dòng)閥。

為進(jìn)一步縮短實(shí)驗(yàn)時(shí)間，上述實(shí)施例中，優(yōu)選地：所述恒溫測(cè)量系統(tǒng)C的巖心室又包括罐體1201、將罐體1201的內(nèi)腔封閉的蓋體1203，固定于罐體1201的內(nèi)腔底部的巖心杯1204，該巖心杯1204的外徑與罐體1201的內(nèi)腔的內(nèi)徑匹配，所述巖心杯1204的頂部端口低于罐體1201的頂部端口，巖心杯1204的頂部端口與罐體1201的頂部端口之間形成有充氣腔1205，巖心杯1204的內(nèi)腔為頁巖粉末填充腔1206；所述第二溫度傳感器與充氣腔1205或頁巖粉末填充腔1206連通；

穿過蓋體1203的第二旁通管的出氣口位于充氣腔1205中，依次穿過罐體1201底板和巖心杯1204底板的滑溜水注入系統(tǒng)F的滑溜水注入管線的出液端位于頁巖粉末填充腔1206中。

為保證滑溜水出液均衡，上述實(shí)施例中，優(yōu)選地：所述滑溜水注入系統(tǒng)F的滑溜水注入管線位于頁巖粉末填充腔1206中的管段上均布有出液孔1207。

為保護(hù)真空泵5的使用安全性，防止回流液倒灌進(jìn)入真空泵5，上述實(shí)施例中，優(yōu)選地：所述抽真空系統(tǒng)E的真空泵5與第四手動(dòng)閥之間的第二根旁通連接管上設(shè)置有真空容器11。

為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，上述實(shí)施例中，優(yōu)選地：所述氣源供給系統(tǒng)A中的單向閥，所述氣體增壓存儲(chǔ)系統(tǒng)B中的調(diào)壓閥、單向閥，所述恒溫測(cè)量系統(tǒng)C中的第一控制閥、第二控制閥、第三控制閥、第四控制閥、第五控制閥，均采用電池閥并由具有PLC控制片的控制柜8控制啟閉。所述氣源供給系統(tǒng)A中的單向閥，所述氣體增壓存儲(chǔ)系統(tǒng)B中的調(diào)壓閥、單向閥，所述恒溫測(cè)量系統(tǒng)C中的第一控制閥、第二控制閥、第三控制閥、第四控制閥、第五控制閥，均采用液壓閥或氣壓閥，所述液壓閥或氣壓由對(duì)應(yīng)的液壓泵或氣壓泵控制啟閉，所述液壓泵或氣壓泵由具有PLC控制片的控制柜8控制運(yùn)行，所述液壓泵或氣壓泵與高壓液壓源或高壓氣壓源連通。

上述所有實(shí)施例中涉及的部件均可以從市場(chǎng)銷售獲得，所述滑溜水注入系統(tǒng)F為市場(chǎng)銷售自動(dòng)注射結(jié)構(gòu)。

下面我們以所述氣源供給系統(tǒng)A的氣源供給線為三條，所述氣體增壓存儲(chǔ)系統(tǒng)B的氣體增壓線為三條，所述恒溫測(cè)量系統(tǒng)C的恒溫測(cè)量線為四條來描述實(shí)驗(yàn)過程。

1. 恒溫測(cè)量系統(tǒng)C的體積標(biāo)定

1.1系統(tǒng)體積標(biāo)定

【1】、第一條恒溫測(cè)量線的系統(tǒng)體積V1標(biāo)定【第一條恒溫測(cè)量線至第四條恒溫測(cè)量線的排列從附圖1上看為從上至下】

第一條恒溫測(cè)量線的系統(tǒng)體積V1是六通閥79與參考室Ⅰ38、控制閥Ⅱ和控制閥Ⅴ之間所有密閉空間體積的總和；

測(cè)試步驟：打開控制閥Ⅰ33、控制閥Ⅲ37、控制閥Ⅳ40、五通閥Ⅰ80、六通閥79、手動(dòng)閥ⅤⅣ22、手動(dòng)閥Ⅴ23，關(guān)閉控制閥Ⅴ43、控制閥Ⅱ36，使得恒溫測(cè)量系統(tǒng)C的第一條恒溫測(cè)量線與容積計(jì)量系統(tǒng)D和抽真空系統(tǒng)E形成一個(gè)相通的控制通道；啟動(dòng)真空泵5，抽真空至10Pa，鹽水容器3中的溶液由于負(fù)壓進(jìn)入具有刻度的量管4【具有刻度的量管4中溶液初始高度在0刻度線】，具有刻度的量管4的液面穩(wěn)定在一個(gè)高度后的讀書就是系統(tǒng)體積V1；

同上測(cè)試步驟方法得出：

恒溫測(cè)量系統(tǒng)C的第二條恒溫測(cè)量線的系統(tǒng)體積V2；

恒溫測(cè)量系統(tǒng)C的第三條恒溫測(cè)量線的系統(tǒng)體積V3；

恒溫測(cè)量系統(tǒng)C的第四條恒溫測(cè)量線的系統(tǒng)體積V4。

1.2參考室體積標(biāo)定

參考室Ⅰ38的系統(tǒng)體積V5標(biāo)定

參考室Ⅰ體積是指六通閥79與參考室Ⅰ38之間所有密閉空間體積的總和。

測(cè)試步驟：打開控制閥Ⅲ37、五通閥Ⅰ80、六通閥79、手動(dòng)閥ⅤⅣ22、手動(dòng)閥Ⅴ23，關(guān)閉控制閥Ⅰ33，使得恒溫測(cè)量系統(tǒng)C的第一條恒溫測(cè)量線的考室體積Ⅰ38的管線與容積計(jì)量系統(tǒng)D和抽真空系統(tǒng)E形成一個(gè)相通的控制通道；啟動(dòng)真空泵5，抽真空至10Pa，鹽水容器3中的溶液由于負(fù)壓進(jìn)入具有刻度的量管4【具有刻度的量管4中溶液初始高度在0刻度線】，具有刻度的量管4的液面穩(wěn)定在一個(gè)高度后的讀書就是參考室Ⅰ系統(tǒng)體積V5；

同上測(cè)試步驟方法得出：

恒溫測(cè)量系統(tǒng)C的參考室Ⅱ系統(tǒng)體積V6；

恒溫測(cè)量系統(tǒng)C的參考室Ⅲ系統(tǒng)體積V6；

恒溫測(cè)量系統(tǒng)C的參考室Ⅳ系統(tǒng)體積V6。

1.3巖心室體積標(biāo)定

巖心室Ⅰ41的系統(tǒng)體積V9標(biāo)定

巖心室Ⅰ41的系統(tǒng)體積V9是指六通閥79與控制閥Ⅲ37、控制閥Ⅱ和控制閥Ⅴ之間所有密閉空間體積的總和。為系統(tǒng)體積V1與參考室Ⅰ系統(tǒng)體積V5的差值。

即巖心室Ⅰ系統(tǒng)體積V9等于系統(tǒng)體積V1減去參考室Ⅰ系統(tǒng)體積V5；

同方法得出：

巖心室Ⅱ系統(tǒng)體積V10等于系統(tǒng)體積V2減去參考室Ⅰ系統(tǒng)體積V6；

巖心室Ⅲ系統(tǒng)體積V11等于系統(tǒng)體積V3減去參考室Ⅰ系統(tǒng)體積V7；

巖心室Ⅳ系統(tǒng)體積V12等于系統(tǒng)體積V4減去參考室Ⅰ系統(tǒng)體積V8。

2.樣品裝罐

將預(yù)處理達(dá)到平衡水分的頁巖樣準(zhǔn)確稱重，迅速裝入巖心室【即巖心室Ⅰ41、巖心室Ⅱ52、巖心室Ⅲ63、巖心室Ⅳ74】?jī)?nèi)。

3.氣密性檢查

3.1充氣

由氣瓶Ⅰ13【氣瓶Ⅰ13中裝入的氦氣】分別向第一條恒溫測(cè)量線、第二條恒溫測(cè)量線、第三條恒溫測(cè)量線、第四條恒溫測(cè)量、中充入氦氣，壓力高于實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)壓力2MPa。

3.2調(diào)節(jié)溫度

設(shè)置并調(diào)節(jié)系統(tǒng)溫度【通過具有PLC控制片的控制柜8對(duì)恒溫箱中的加熱系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)】，由溫度傳感器采集參考室和巖心室的溫度數(shù)據(jù)，使巖心室的溫度穩(wěn)定在實(shí)驗(yàn)要求溫度。

3.3采集數(shù)據(jù)

具有PLC控制片的控制柜8上的顯示器9顯示參考室和巖心室的壓力數(shù)據(jù)，保持壓力在1小時(shí)內(nèi)變化不超過總壓力的1%，則視為系統(tǒng)氣密性良好。

4.巖心室剩余體積測(cè)定

4.1巖心室Ⅰ剩余體積V13測(cè)定

巖心室Ⅰ剩余體積V13是指巖心室中純頁巖體積外包括顆粒內(nèi)孔隙、顆粒間孔隙、吸附罐殘余空間以及連接管線、閥門和壓力表的體積總和。

測(cè)試步驟：打開控制閥Ⅲ37、控制閥Ⅰ34、控制閥Ⅳ40、六通閥79五通閥Ⅰ80、手動(dòng)閥Ⅳ22，真空泵5，抽真空至4Pa。關(guān)六通閥門79、手動(dòng)閥Ⅳ22、關(guān)真空泵，手動(dòng)閥Ⅴ23，具有刻度的量管4上的讀數(shù)就是裝入巖心后的系統(tǒng)體積V1’， V1’與參考室Ⅰ體積V5的差就為巖心室Ⅰ41剩余體積V13；

即巖心室Ⅰ剩余體積V13= V1’﹣V5。

同樣的方法：

巖心室Ⅱ剩余體積V14= V2’﹣V6；

巖心室Ⅲ剩余體積V15= V3’﹣V7；

巖心室Ⅳ剩余體積V16= V4’﹣V8。

5.等溫吸附測(cè)試

5.1參考室中充入甲烷

打開氣瓶Ⅱ14【氣瓶Ⅱ14中為甲烷】，打開調(diào)壓閥、控制閥Ⅲ37、控制閥Ⅷ48、控制閥XIII59和控制閥XVIII 70，向參考室Ⅰ38、參考室Ⅱ49、參考室Ⅲ60和參考室Ⅳ71中充入甲烷氣體，調(diào)節(jié)各參考室中壓力至設(shè)定壓力，10分鐘后記錄各參考室中的壓力為初始?jí)毫Α?/p>

5.2樣品室中充入甲烷

待各參考室中壓力穩(wěn)定后，打開控制閥Ⅳ40、控制閥Ⅸ51、控制閥XIV62和控制閥XIX 73，向巖心室中充入甲烷，在實(shí)驗(yàn)壓力范圍內(nèi)設(shè)定測(cè)8-10個(gè)壓力間隔數(shù)據(jù)點(diǎn)，每點(diǎn)約為最高壓力的1/n，采集各參考室和樣品室內(nèi)的時(shí)間、壓力和溫度數(shù)據(jù)。

6.滑溜水對(duì)頁巖解吸附能力影響測(cè)試

6.1緩慢打開各巖心室對(duì)應(yīng)的控制閥Ⅱ36、控制閥Ⅺ47、控制閥XVI 58、控制閥XX 69，分別放出一定氣體，當(dāng)各巖心室壓力達(dá)到設(shè)定壓力時(shí)，關(guān)閉各巖心室對(duì)應(yīng)的控制閥Ⅱ36、控制閥Ⅺ47、控制閥XVI 58、控制閥XX 69。同時(shí)，注意觀察是否有滑溜水排出，并計(jì)量相應(yīng)體積和時(shí)間。

6.2達(dá)到平衡條件后，采集各巖心室的時(shí)間、壓力和溫度等相關(guān)數(shù)據(jù)。

6.3自高到低逐個(gè)壓力點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試，重復(fù)6.1和6.2步驟，直至最后一個(gè)壓力點(diǎn)測(cè)試結(jié)束。

7.數(shù)據(jù)處理

7.1巖樣體積

（1）巖心室Ⅰ41內(nèi)巖樣體積V17

巖心室?guī)r心室Ⅰ1內(nèi)巖樣體積V17應(yīng)為參考室Ⅰ38的系統(tǒng)體積V5與巖心室Ⅰ41內(nèi)剩余體積V13的差。用公式表達(dá)如下：

巖心室Ⅰ內(nèi)巖樣體積 V17= V5- V13

同理;

巖心室Ⅱ內(nèi)巖樣體積 V18= V6- V14

巖心室Ⅱ內(nèi)巖樣體積 V19= V7- V15

巖心室Ⅱ內(nèi)巖樣體積 V20= V8- V16

上述所有體積的單位均為ml；

7.2各壓力點(diǎn)吸附量

根據(jù)各巖心室、各參考室的平衡壓力及溫度，計(jì)算不同平衡壓力點(diǎn)的吸附量。利用以下公式：

PV=nZRT

式中：p——?dú)怏w壓力，MPa；

V——?dú)怏w體積，ml；

n——?dú)怏w的摩爾數(shù)，mol；

Z——?dú)怏w的壓縮因子，無量綱；

R——摩爾氣體常數(shù)，J·mol-1·K-1；

T——熱力學(xué)溫度，K。

分別求出各壓力點(diǎn)平衡前巖心室內(nèi)氣體的摩爾數(shù)（n1）和平衡后巖心室內(nèi)氣體的摩爾數(shù)（n2），則巖心吸附氣體的摩爾數(shù)（ni）為：

ni= n1- n2

式中：ni——?dú)怏w的摩爾數(shù)，mol；

n1——平衡前巖心室內(nèi)氣體的摩爾數(shù)，mol；

n2——平衡后巖心室內(nèi)氣體的摩爾數(shù)，mol。

各壓力點(diǎn)的吸附氣體體積Vi：

Vi= ni×22.4×1000

各壓力點(diǎn)的吸附量V吸附：

V吸附= Vi /Gc

式中：V吸附——吸附量，ml/g；

Vi——吸附氣體的總體積，ml；

Gc——巖樣重量，g。

7.3脫附后壓力點(diǎn)的吸附量

根據(jù)參考室、巖心室的平衡壓力及溫度，計(jì)算脫附后不同壓力點(diǎn)的吸附量。利用以下公式：

PV=nZRT

式中：p——?dú)怏w壓力，MPa；

V——?dú)怏w體積，ml；

n——?dú)怏w的摩爾數(shù)，mol；

Z——?dú)怏w的壓縮因子，無量綱；

R——摩爾氣體常數(shù)，J·mol-1·K-1；

T——熱力學(xué)溫度，K。

分別求出各壓力點(diǎn)平衡前巖心室內(nèi)氣體的摩爾數(shù)（n1’）和平衡后巖心室內(nèi)氣體的摩爾數(shù)（n2’），則巖心吸附氣體的摩爾數(shù)（ni’）為：

ni’= n1’- n2’

式中：ni’——?dú)怏w的摩爾數(shù)，mol；

n1’——平衡前巖心室內(nèi)氣體的摩爾數(shù)，mol；

n2’——平衡后巖心室內(nèi)氣體的摩爾數(shù)，mol。

各壓力點(diǎn)的吸附氣體體積Vi’：

Vi’= ni’×22.4×1000

各壓力點(diǎn)的吸附量V吸附’：

V吸附’= Vi ’/Gc’

式中：V吸附’——吸附量，ml/g；

Vi’——吸附氣體的總體積，ml；

Gc’——巖樣重量，g。

氣瓶Ⅲ15中裝入其它氣體，進(jìn)行多元化實(shí)驗(yàn)。上述結(jié)構(gòu)僅通過簡(jiǎn)單計(jì)算便能得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果、提高了實(shí)驗(yàn)精度和縮短了實(shí)驗(yàn)周期。

顯然，上述所有實(shí)施例是本實(shí)用新型的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型所述實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范疇。

綜上所述，由于上述結(jié)構(gòu)，僅通過簡(jiǎn)單計(jì)算便能得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果、提高了實(shí)驗(yàn)精度和縮短了實(shí)驗(yàn)周期。