一种煤页岩等温吸附/解吸曲线的测定方法

摘要

本发明提供了一种煤页岩等温吸附/解吸曲线的测定方法，主要是将煤页岩试件置于真三轴岩心夹持系统中，根据实际地层条件设定试件的初始测量状态，标定自由孔隙体积后，进行试件的吸附/解吸实验，根据入口端或出口端高精度气体质量流量计以及系统压力传感器分别测量并记录入口端或出口端气体累计流量值以及平衡后的系统压力值，计算得到吸附气体体积，即可绘制得到煤页岩试件的等温吸附/解吸曲线。本发明可真实反映地应力场、温度场等对煤页岩表面气体吸附/解吸的影响，既可进行单因素影响下的试验，也可进行多因素耦合作用下的试验，所测定的吸附/解吸曲线可更加真实地表征实际煤页岩储层气体吸附/解吸特性。

主权项

1.一种煤页岩等温吸附/解吸曲线的测定方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：将煤岩或页岩样品试件装入真三轴岩心夹持系统中；S2：接通恒温箱电源，根据实际地层条件设定样品试件的初始测量状态；S3：向系统充入纯度＞99.999%的氦气，待系统压力稳定后，分别通过入口端高精度气体质量流量计和系统压力传感器记录充入的气体量以及系统压力，由下式计算系统的自由空间体积，重复实验三次，取平均值作为自由空间体积：式中，V_free为自由空间体积，m³；p为平衡后的系统压力，Pa；m为充入夹持器内氦气的质量，g；M_He为气体相对分子质量，g/mol；Z为气体压缩因子，无量纲；R为通用气体常数，8.314J/(mol*K)；T为系统温度，K；S4：开启真空泵，打开真空泵阀门，对系统进行抽真空，持续时间为3-6h；S5：样品试件等温吸附实验过程：根据实验设计的系统压力，向系统中充入待测气体，依次提高实验压力，直至达到最高实验压力；通过入口端高精度气体质量流量计以及系统压力传感器分别测量入口端气体累计流量以及平衡后的系统压力，按以下公式计算吸附气体体积：式中，m_i为入口端气体累计流量，g；V_ad为待测气体的吸附量，m³；下标0代表标准状态；S6：样品试件等温解吸实验过程：从等温吸附实验后的最大平衡压力开始，逐次降低系统实验压力，直至最低实验压力；通过出口端高精度气体质量流量计以及系统压力传感器分别测量出口端气体累计流量以及平衡后的系统压力，按以下公式计算吸附气体体积：式中，m_t为累计充入系统中的待测气体质量，g；m_o为出口端待测气体累计流量，g；S7：根据等温吸附/解吸实验记录的系统平衡压力以及其对应的吸附气体体积，绘制等温吸附/解吸曲线。