岩芯含气量直接测定

北检院检测中心  |  完成测试:  |  2026-04-16  

本检测详细阐述了岩芯含气量直接测定技术,这是一项在油气勘探与非常规天然气(如页岩气、煤层气)资源评价中至关重要的核心分析手段。文章系统性地介绍了该技术的检测项目、适用范围、主流测定方法以及所需的关键仪器设备,旨在为相关领域的研究人员与工程技术人员提供全面的技术参考。

注意:因业务调整,暂不接受个人委托测试望见谅。

检测项目

总含气量:指岩芯样品中解吸气、损失气和残余气的总和,是评价储层含气性的核心指标。

解吸气量:指岩芯从井底提至地面并装入密封罐后,在常温常压或规定温度下自然脱附出的气体体积。

损失气量:指岩芯从钻遇储层到装入密封罐前,在钻井液和提钻过程中逸散到环境中的气体量,通常通过数学模型反演估算。

残余气量:指解吸实验结束后,仍残留在岩芯颗粒内部和表面的气体量,需通过粉碎岩样或加热等方式最终释放并测定。

气体组分分析:测定解吸气体中甲烷、乙烷、二氧化碳、氮气等各组分的体积百分比或摩尔百分比。

解吸速率:记录单位时间内岩芯的气体解吸量,用于分析气体解吸动力学特征和估算损失气。

解吸时间:记录从岩芯装入密封罐开始至解吸基本结束(如连续多日解吸气量低于某阈值)所经历的总时间。

含气饱和度:在已知岩芯孔隙度的情况下,通过含气量数据计算孔隙空间中被气体填充的比例。

现场含气量:指根据实测解吸气、估算损失气和残余气计算得到的,代表储层原位条件下的理论含气量。

等温吸附参数:结合含气量数据与地层压力、温度条件,可间接获取或验证兰格缪尔体积、压力等吸附特征参数。

检测范围

页岩岩芯:适用于富有机质页岩层段的岩芯,评价其页岩气资源潜力和可采性。

煤层岩芯:适用于煤矿区或煤层气勘探区的煤芯,直接测定煤层气含量,是煤矿瓦斯防治和煤层气开发的基础。

致密砂岩岩芯:适用于低孔隙度、低渗透率的致密砂岩储层岩芯,评估其游离气与吸附气含量。

火山岩等其他非常规储层岩芯:适用于具有储气能力的火山岩、碳酸盐岩等非常规储层的研究。

钻井现场新鲜岩芯:检测对象必须是刚出筒、暴露时间最短的新鲜岩芯,以确保测定结果准确性。

不同埋深岩芯:适用于从浅层到超深层各种埋藏深度下获取的岩芯样品。

不同成熟度烃源岩岩芯:适用于从低成熟到过成熟各个阶段的烃源岩,分析其生烃与存留气量。

岩芯柱塞样与全直径岩芯:既适用于小尺寸的柱塞样,也适用于能更好代表非均质性的全直径岩芯。

常规油气藏岩芯:虽非常规领域应用为主,但也可用于常规砂岩、碳酸盐岩储层的含气量辅助分析。

地质研究与工程评价样品:服务于地质科学研究、资源储量计算、开发方案设计及经济评价等多个环节。

检测方法

USBM直接法:美国矿业局提出的经典方法,通过现场解吸、损失气估算和室内残余气测定获得总含气量。

解吸罐法(现场解吸):将现场获取的岩芯迅速装入密封解吸罐,连接气体计量装置,定期记录解吸气量和时间。

损失气量估算法:通常利用早期解吸数据(如前2小时),通过线性回归、多项式拟合或扩散模型反推损失气量。

残余气测定-粉碎法:将解吸结束后的岩样放入密闭球磨罐中粉碎至特定粒度,使封闭孔隙中的残余气释放并测量。

残余气测定-加热法:将解吸后的岩样置于恒温加热炉中加热至一定温度(如90-100℃),加速残余气体脱附并收集测量。

水置换法计量气体体积:使用带刻度管的集气瓶,通过排水集气并读取液面高度变化来计量常压下的解吸气体积。

气体流量计法:使用数字式或转子式气体流量计,直接、连续或间隔地读取并累计解吸出的气体体积。

压力-体积-温度(PVT)关系计算法:在已知解吸罐容积和初始压力的情况下,通过监测压力变化,利用PVT状态方程计算气体量。

全程恒温解吸法:将解吸罐置于恒温水浴或恒温箱中,确保整个解吸过程在模拟地层温度或标准温度下进行。

分级解吸/等温解吸法:在不同压力点或温度点进行分段解吸,用于研究气体的吸附/解吸等温线及能量特征。

检测仪器设备

岩芯快速密封罐:带有橡胶密封圈和阀门的不锈钢罐,用于在钻井现场第一时间密封并保存岩芯样品。

现场解吸仪:集成气体收集、体积计量(如玻璃量管)、数据记录功能的便携式设备,用于井场实时监测解吸气。

恒温水浴槽:为解吸罐提供恒定温度环境,以模拟地层温度或进行标准温度下的解吸实验。

气体计量系统:包括带刻度的集气瓶、液位平衡瓶、精密数字流量计等,用于精确测量解吸出的气体体积。

岩芯粉碎装置:通常为高强度密封球磨罐及配套的球磨机,用于粉碎岩样以释放和测定残余气。

残余气测定仪:集加热、搅拌、气体收集与计量于一体的专用设备,用于测定岩样的残余气含量。

气体组分色谱分析仪:气相色谱仪,用于精确分析解吸气体中各组分(CH4、C2H6、CO2、N2等)的浓度。

压力传感器与数据采集器:高精度压力传感器连接数据采集系统,实时监测并记录解吸罐内的压力变化。

电子天平:高精度天平,用于称量岩芯样品在解吸前、后的质量,以及粉碎前后样品的质量。

样品储存与运输设备:包括低温冷藏箱、防震运输箱等,用于在测定前后安全保存和运输岩芯样品。

检测流程

线上咨询或者拨打咨询电话;

获取样品信息和检测项目;

支付检测费用并签署委托书;

开展实验,获取相关数据资料;

出具检测报告。

北检(北京)检测技术研究院
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