TCI 267-2024 煤巖含氣量測定 保壓取心測氣法

CCSD10/19Coalgascontentdeterminationpressure-holdingt2024-01-15發(fā)布中國國際科技促進(jìn)會(huì)發(fā)布T/CI267-2024 12規(guī)范性引用文件 13術(shù)語和定義 14方法原理 25儀器與材料 26樣品采樣 37測定步驟 48數(shù)據(jù)處理 59成果報(bào)告 810質(zhì)量評述 8附錄A保壓測氣法煤巖含氣量測定記錄表 9附錄B損失氣計(jì)算圖（直線法） 附錄C解吸氣測定累計(jì)曲線 附錄D保壓測氣法煤巖含氣量測定結(jié)果表 T/CI267-2024本文件按照GB/T1.1-2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別專利的責(zé)任。本文件由中國石油天然氣股份有限公司勘探開發(fā)研究院、中國石油天然氣股份有限公司長慶油田分公司、中石油煤層氣有限責(zé)任公司提出。本文件由中國國際科技促進(jìn)會(huì)歸口。本文件起草單位：中國石油天然氣股份有限公司勘探開發(fā)研究院、中國石油天然氣股份有限公司長慶油田分公司、中石油煤層氣有限責(zé)任公司、中國石油天然氣股份有限公司華北油田分公司、中國石油天然氣股份有限公司冀東油田分公司、中國石油集團(tuán)長城鉆探工程有限公司工程技術(shù)研究院、中國海洋石油海油發(fā)展工程技術(shù)分公司、新疆亞新煤層氣投資開發(fā)(集團(tuán))有限責(zé)任公司、四川省科源工程技術(shù)測試中心、煤與煤層氣共采國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。本文件主要起草人：鄧澤、丁蓉、范立勇、張濤、劉忠、陳存良、馬占榮、黃道軍、劉翰林、劉建平、胡愛平、石磊、曹毅民、李永洲、李小剛、張永超、周國曉、蘇洋、戚明輝、馬立濤、王一兵、喬德民、李亞男、張繼東、魯博、段超超。T/CI267-2024煤巖含氣量測定保壓取心測氣法本文件規(guī)定了煤巖含氣量測定之保壓取心測氣法的方法原理、儀器材料、樣品采集、測定步驟、數(shù)據(jù)處理、成果報(bào)告和質(zhì)量評述等技術(shù)要求。本文件適用于煤炭和煤層氣勘探中煤巖含氣量測定的保壓取心測氣法，其它含氣性巖石參考執(zhí)行。2規(guī)范性引用文件下列文件對于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T13610天然氣的組成分析氣相色譜法GB/T18340.2地質(zhì)樣品有機(jī)地球化學(xué)分析方法第2部分：有機(jī)質(zhì)穩(wěn)定碳同位素測定同位素質(zhì)譜法GB/T19559煤層氣含量測定方法GB/T28753煤層氣含量測定加溫解吸法SY/T7313油氣及巖石抽提物與干酪根中氫同位素分析3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1煤層氣井保壓取心CBMwellpressureholdingcoring煤層氣勘探開發(fā)過程中，利用保壓取心工具，使取出的巖心密封在保壓內(nèi)筒、并能保持流體不泄漏的取心方法。3.2收到基asreceived以收到時(shí)候煤的狀態(tài)為基準(zhǔn)，以下標(biāo)ar表示。3.3空氣干燥基airdrybasis24方法原理5儀器與材料4431液22—壓力表；5.2解吸罐：圓柱形，帶出氣口和壓力表(量程不大于1MPa),容積1000cm3以上，0.2MPa壓力下保持氣密性。解吸罐示意圖見圖23242一壓力表3一蓋體；圖2解吸罐示意圖5.3恒溫裝置：溫控精度±1℃。5.4溫度計(jì)：適用范圍-30℃~80℃。5.6電子秤：量程10kg,感量1g。4T/CI267-20246.2損失時(shí)間要求從打開保壓取心內(nèi)筒至樣品裝入解吸罐密封所用的時(shí)間宜控制在20min以內(nèi)。6.3參數(shù)記錄采集樣品時(shí)，應(yīng)按照附錄A的格式記錄樣品基本信息。7測定步驟7.1測定前準(zhǔn)備7.1.1向保壓取心人員確認(rèn)取心內(nèi)筒出口與保壓測氣裝置的連接尺寸。7.1.2鉆遇煤層前，采樣人員需提前到達(dá)現(xiàn)場，安裝保壓測氣裝置，確認(rèn)密封性。7.1.3應(yīng)對解吸罐進(jìn)行氣密性檢測，向解吸罐沖入0.2MPa氣體，放入水中無氣泡冒出。7.1.4解吸前應(yīng)將恒溫裝置預(yù)熱至儲(chǔ)層溫度。7.2帶壓氣測定7.2.1密封性檢查保壓內(nèi)筒取出后，應(yīng)立即檢查關(guān)閉性與密封性。確認(rèn)保壓內(nèi)筒球閥關(guān)閉良好后，沒入水中觀察5min，檢查有無氣泡冒出。7.2.2保壓內(nèi)筒加熱保壓內(nèi)筒出口端朝上傾斜放置，并對保壓內(nèi)筒進(jìn)行加熱，加熱溫度應(yīng)不宜低于儲(chǔ)層溫度。7.2.3帶壓氣測量連接保壓測氣裝置與保壓內(nèi)筒，打開閥門1，記錄初始壓力。緩慢打開閥門2，使保壓桶內(nèi)流體進(jìn)入氣液分離器，含氣量測定儀記錄分離出的氣體體積。7.2.4帶壓氣取樣用氣樣袋或氣樣甁取氣樣，前半小時(shí)采樣間隔不宜超過5分鐘，之后采樣間隔不宜超5T/CI267-20247.2.5終止條件確認(rèn)保壓內(nèi)筒出口和保壓測氣裝置的管路未堵塞情況下，當(dāng)連續(xù)10min氣體流速小于50ml/min時(shí)，可終止帶壓測氣。7.3解吸氣測定帶壓測氣終止后，應(yīng)立即打開保壓內(nèi)筒，迅速丈量巖心長度并拍照。之后對所有巖心稱重并裝罐解吸。裝罐密封后，前0.5h的自然解吸應(yīng)在常溫下進(jìn)行，用于計(jì)算從打開保壓內(nèi)筒至裝罐密封之間的損失氣。之后按GB/T19559，在儲(chǔ)層溫度下進(jìn)行自然解吸測試。當(dāng)連續(xù)60min氣體平均流速小于1ml/min時(shí)，可終止解吸氣測定。7.4殘余氣測定儲(chǔ)層溫度小于90℃時(shí)，加熱至90℃進(jìn)行殘余氣測定，否則加熱至高于儲(chǔ)層溫度20℃。參照GB/T28753，按測定時(shí)間間隔為1h計(jì)，連續(xù)3次，每次測定的氣體體積小于20ml時(shí)，可終止殘余氣測定。7.5.氣樣采集及分析用氣樣袋或氣樣甁采集排出的氣體，采集頻率應(yīng)不低于GB/T19559要求。氣組分分析按GB/T13610進(jìn)行，氣體碳同位素分析按GB/T18340.2進(jìn)行，氣體氫同位素分析按SY/T7313進(jìn)行。8數(shù)據(jù)處理8.1煤層含氣量計(jì)算8.1.1氣體體積校正帶壓測量氣、解吸氣和殘余氣測定所得的氣體體積應(yīng)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)校正，換算到0℃、壓力101.325kPa下。氣體體積校正見式（1STP101.325(273.15Tm)——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下氣體體積，單位為立方厘米（cm36——測試氣體的大氣壓力，單位為千帕（kPa——測試氣體的大氣溫度，單位為攝氏度(℃);——測試氣體的氣體體積，單位為立方厘米（cm3）。8.1.2帶壓氣計(jì)算帶壓含氣量計(jì)算見公式（2）~（4w1T/CI267-2024式中：V0——帶壓氣總體積，單位為立方厘米（cm3V0t——帶壓測氣總累計(jì)體積，單位為立方厘米（cm3V00——開始點(diǎn)燃時(shí)累計(jì)體積，單位為立方厘米（cm3wi——第i個(gè)解吸樣品權(quán)重，無量綱；Q1i——第i個(gè)樣品的損失氣，單位為立方厘米每克（cm3/gQ2i——第i個(gè)樣品的解吸氣，單位為立方厘米每克（cm3/gQ3i——第i個(gè)樣品的殘余氣，單位為立方厘米每克（cm3/gQ0——帶壓測量氣含量，單位為立方厘米每克（cm3/gmti——第i個(gè)樣品的質(zhì)量，單位為克（g）。8.1.3損失氣計(jì)算8.1.3.1損失氣時(shí)間計(jì)算對于保壓取心，將打開保壓筒時(shí)間作為零時(shí)間。損失氣時(shí)間為零時(shí)間到封罐時(shí)間。其計(jì)算方法見公式（57T/CI267-2024式中：tl——損失氣時(shí)間；t2——封罐時(shí)間；t1——打開保壓筒時(shí)間。8.1.3.2損失氣計(jì)算方法損失氣計(jì)算方法采用直接法。解吸初期，解吸量與時(shí)間平方根成正比。以標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下累計(jì)解吸量為縱坐標(biāo)，損失氣時(shí)間（tl）與解吸時(shí)間和的平方根為橫坐標(biāo)圖，將最初常溫解吸點(diǎn)連接，延長直線與縱坐標(biāo)軸相交，則直線在縱坐標(biāo)軸的截距為損失氣Q1i，參見附錄C的圖C.1。8.1.4解吸氣計(jì)算解吸氣計(jì)算見公式（6Q2iV2i/mti式中：V2i——第i個(gè)樣品的解吸氣體積，單位為立方厘米（cm3）。8.1.5殘余氣計(jì)算殘余氣計(jì)算見公式（7/mRi（7）式中：Q3i——第i個(gè)樣品的殘余氣，單位為立方厘米每克（cm3/gV3i——第i個(gè)樣品的殘余氣體積，單位為立方厘米(cm3)；mRi——第i個(gè)樣品殘余氣的樣品質(zhì)量，單位為克（g）。8.1.6總含氣量計(jì)算總含氣量計(jì)算見式（88T/CI267-2024式中：Qti——第i個(gè)樣品的總含氣量，單位為立方厘米每克（cm3/g）。0——第i個(gè)樣品的帶壓測量氣含量，立方厘米每克（cm3/g1——第i個(gè)樣品的損失氣含量，立方厘米每克（cm3/g2——第i個(gè)樣品的解吸氣含量，立方厘米每克（cm3/g3——第i個(gè)樣品的殘余氣含量，立方厘米每克（cm3/g）。8.2計(jì)算數(shù)值基準(zhǔn)和精度要求現(xiàn)場含氣量測定結(jié)果為原煤基，空氣干燥基、干燥無灰基含氣量可根據(jù)對應(yīng)基準(zhǔn)的樣品質(zhì)量換算得到。含氣量測定數(shù)據(jù)保留2位有效數(shù)字。9成果報(bào)告煤層含氣量測定成果報(bào)告主要包括帶壓氣測定原始記錄表，解吸氣測定原始記錄表，殘余氣測定原始記錄表，保壓測氣法煤巖含氣量測定結(jié)果表等。文字說明和有關(guān)分析，如采樣情況說明，實(shí)驗(yàn)過程說明及分析結(jié)論等。10質(zhì)量評述10.1樣品未達(dá)到6.1要求時(shí)，該樣品作為參考樣品。10.2取心內(nèi)筒球閥未關(guān)閉或不滿足7.2.1要求，該樣品為廢樣。9T/CI267-2024（資料性附錄）保壓測氣法煤巖含氣量測定記錄表帶壓氣測定原始記錄表格式見表A.1。A.1帶壓氣測定原始記錄表測定日期年.月.日測定時(shí)間時(shí):分累計(jì)時(shí)間min累計(jì)氣體體積cm環(huán)境溫度℃大氣壓力kPa備注采樣人：實(shí)驗(yàn)人：審核人：T/CI267-2024解吸氣測定原始記錄表格式見表A.2。A.2解吸氣測定原始記錄表采樣地點(diǎn)樣品編號鉆遇煤層時(shí)間提鉆暴露時(shí)間/min井號解吸罐號提心時(shí)間裝樣暴露時(shí)間/min采樣深度/m空罐質(zhì)量/g到達(dá)井口時(shí)間儲(chǔ)層溫度/℃煤層名稱樣罐質(zhì)量/g封罐時(shí)間采樣日期測定日期年.月.日測定時(shí)間時(shí):分間隔時(shí)間min讀數(shù)/cm3氣體體積cm環(huán)境溫度℃大氣壓力kPa備注起始終止采樣人：實(shí)驗(yàn)人：審核人：T/CI267-2024殘余氣測定原始記錄表格式見表A.3。表A.3殘余氣測定原始記錄表井號樣品編號煤層加熱溫度樣品質(zhì)量g測定日期測定時(shí)間時(shí)：分間隔時(shí)間min氣體體積cm3環(huán)境溫度℃大氣壓力kPa備注實(shí)驗(yàn)人：審核人：損失氣計(jì)算圖(直線法)損失氣計(jì)算圖(直線法)見圖B.1。-15041圖B.1XX井XX煤層XX樣品損失氣計(jì)算0T/CI