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會發(fā)布T/CI267-2024 12規(guī)范性引用文件 13術語和定義 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成果報告 810質量評述 8附錄A保壓測氣法煤巖含氣量測定記錄表 9附錄B損失氣計算圖（直線法） 附錄C解吸氣測定累計曲線 附錄D保壓測氣法煤巖含氣量測定結果表 T/CI267-2024本文件按照GB/T1.1-2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請注意本文件的某些內容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構不承擔識別專利的責任。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任公司提出。本文件由中國國際科技促進會歸口。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、中國石油集團長城鉆探工程有限公司工程技術研究院、中國海洋石油海油發(fā)展工程技術分公司、新疆亞新煤層氣投資開發(fā)(集團)有限責任公司、四川省科源工程技術測試中心、煤與煤層氣共采國家重點實驗室。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、成果報告和質量評述等技術要求。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地質樣品有機地球化學分析方法第2部分：有機質穩(wěn)定碳同位素測定同位素質譜法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術語和定義下列術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以收到時候煤的狀態(tài)為基準，以下標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：適用范圍-30℃~80℃。5.6電子秤：量程10kg,感量1g。4T/CI267-20246.2損失時間要求從打開保壓取心內筒至樣品裝入解吸罐密封所用的時間宜控制在20min以內。6.3參數(shù)記錄采集樣品時，應按照附錄A的格式記錄樣品基本信息。7測定步驟7.1測定前準備7.1.1向保壓取心人員確認取心內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現(xiàn)場，安裝保壓測氣裝置，確認密封性。7.1.3應對解吸罐進行氣密性檢測，向解吸罐沖入0.2MPa氣體，放入水中無氣泡冒出。7.1.4解吸前應將恒溫裝置預熱至儲層溫度。7.2帶壓氣測定7.2.1密封性檢查保壓內筒取出后，應立即檢查關閉性與密封性。確認保壓內筒球閥關閉良好后，沒入水中觀察5min，檢查有無氣泡冒出。7.2.2保壓內筒加熱保壓內筒出口端朝上傾斜放置，并對保壓內筒進行加熱，加熱溫度應不宜低于儲層溫度。7.2.3帶壓氣測量連接保壓測氣裝置與保壓內筒，打開閥門1，記錄初始壓力。緩慢打開閥門2，使保壓桶內流體進入氣液分離器，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終止條件確認保壓內筒出口和保壓測氣裝置的管路未堵塞情況下，當連續(xù)10min氣體流速小于50ml/min時，可終止帶壓測氣。7.3解吸氣測定帶壓測氣終止后，應立即打開保壓內筒，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的自然解吸應在常溫下進行，用于計算從打開保壓內筒至裝罐密封之間的損失氣。之后按GB/T19559，在儲層溫度下進行自然解吸測試。當連續(xù)60min氣體平均流速小于1ml/min時，可終止解吸氣測定。7.4殘余氣測定儲層溫度小于90℃時，加熱至90℃進行殘余氣測定，否則加熱至高于儲層溫度20℃。參照GB/T28753，按測定時間間隔為1h計，連續(xù)3次，每次測定的氣體體積小于20ml時，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，采集頻率應不低于GB/T19559要求。氣組分分析按GB/T13610進行，氣體碳同位素分析按GB/T18340.2進行，氣體氫同位素分析按SY/T7313進行。8數(shù)據(jù)處理8.1煤層含氣量計算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進行標準狀態(tài)校正，換算到0℃、壓力101.325kPa下。氣體體積校正見式（1STP101.325(273.15Tm)——標準狀態(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帶壓氣計算帶壓含氣量計算見公式（2）~（4w1T/CI267-2024式中：V0——帶壓氣總體積，單位為立方厘米（cm3V0t——帶壓測氣總累計體積，單位為立方厘米（cm3V00——開始點燃時累計體積，單位為立方厘米（cm3wi——第i個解吸樣品權重，無量綱；Q1i——第i個樣品的損失氣，單位為立方厘米每克（cm3/gQ2i——第i個樣品的解吸氣，單位為立方厘米每克（cm3/gQ3i——第i個樣品的殘余氣，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個樣品的質量，單位為克（g）。8.1.3損失氣計算8.1.3.1損失氣時間計算對于保壓取心，將打開保壓筒時間作為零時間。損失氣時間為零時間到封罐時間。其計算方法見公式（57T/CI267-2024式中：tl——損失氣時間；t2——封罐時間；t1——打開保壓筒時間。8.1.3.2損失氣計算方法損失氣計算方法采用直接法。解吸初期，解吸量與時間平方根成正比。以標準狀態(tài)下累計解吸量為縱坐標，損失氣時間（tl）與解吸時間和的平方根為橫坐標圖，將最初常溫解吸點連接，延長直線與縱坐標軸相交，則直線在縱坐標軸的截距為損失氣Q1i，參見附錄C的圖C.1。8.1.4解吸氣計算解吸氣計算見公式（6Q2iV2i/mti式中：V2i——第i個樣品的解吸氣體積，單位為立方厘米（cm3）。8.1.5殘余氣計算殘余氣計算見公式（7/mRi（7）式中：Q3i——第i個樣品的殘余氣，單位為立方厘米每克（cm3/gV3i——第i個樣品的殘余氣體積，單位為立方厘米(cm3)；mRi——第i個樣品殘余氣的樣品質量，單位為克（g）。8.1.6總含氣量計算總含氣量計算見式（88T/CI267-2024式中：Qti——第i個樣品的總含氣量，單位為立方厘米每克（cm3/g）。0——第i個樣品的帶壓測量氣含量，立方厘米每克（cm3/g1——第i個樣品的損失氣含量，立方厘米每克（cm3/g2——第i個樣品的解吸氣含量，立方厘米每克（cm3/g3——第i個樣品的殘余氣含量，立方厘米每克（cm3/g）。8.2計算數(shù)值基準和精度要求現(xiàn)場含氣量測定結果為原煤基，空氣干燥基、干燥無灰基含氣量可根據(jù)對應基準的樣品質量換算得到。含氣量測定數(shù)據(jù)保留2位有效數(shù)字。9成果報告煤層含氣量測定成果報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果表等。文字說明和有關分析，如采樣情況說明，實驗過程說明及分析結論等。10質量評述10.1樣品未達到6.1要求時，該樣品作為參考樣品。10.2取心內筒球閥未關閉或不滿足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.日測定時間時:分累計時間min累計氣體體積cm環(huán)境溫度℃大氣壓力kPa備注采樣人：實驗人：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樣品編號鉆遇煤層時間提鉆暴露時間/min井號解吸罐號提心時間裝樣暴露時間/min采樣深度/m空罐質量/g到達井口時間儲層溫度/℃煤層名稱樣罐質量/g封罐時間采樣日期測定日期年.月.日測定時間時:分間隔時間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：實驗人：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量g測定日期測定時間時：分間隔時間min氣體體積cm3環(huán)境溫度℃大氣壓力kPa備注實驗人：審核人：損失氣計算圖(直線法)損失氣計算圖(直線法)見圖B.1。-15041圖B.1XX井XX煤層XX樣品損失氣計算0T/CI