T-CI 267-2024 煤岩含气量测定 保压取心测气法

CCSD10/19Coalgascontentdeterminationpressure-holdingt2024-01-15发布中国国际科技促进会发布T/CI267-2024 12规范性引用文件 13术语和定义 14方法原理 25仪器与材料 26样品采样 37测定步骤 48数据处理 59成果报告 810质量评述 8附录A保压测气法煤岩含气量测定记录表 9附录B损失气计算图（直线法） 附录C解吸气测定累计曲线 附录D保压测气法煤岩含气量测定结果表 T/CI267-2024本文件按照GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中国石油天然气股份有限公司勘探开发研究院、中国石油天然气股份有限公司长庆油田分公司、中石油煤层气有限责任公司提出。本文件由中国国际科技促进会归口。本文件起草单位：中国石油天然气股份有限公司勘探开发研究院、中国石油天然气股份有限公司长庆油田分公司、中石油煤层气有限责任公司、中国石油天然气股份有限公司华北油田分公司、中国石油天然气股份有限公司冀东油田分公司、中国石油集团长城钻探工程有限公司工程技术研究院、中国海洋石油海油发展工程技术分公司、新疆亚新煤层气投资开发(集团)有限责任公司、四川省科源工程技术测试中心、煤与煤层气共采国家重点实验室。本文件主要起草人：邓泽、丁蓉、范立勇、张涛、刘忠、陈存良、马占荣、黄道军、刘翰林、刘建平、胡爱平、石磊、曹毅民、李永洲、李小刚、张永超、周国晓、苏洋、戚明辉、马立涛、王一兵、乔德民、李亚男、张继东、鲁博、段超超。T/CI267-2024煤岩含气量测定保压取心测气法本文件规定了煤岩含气量测定之保压取心测气法的方法原理、仪器材料、样品采集、测定步骤、数据处理、成果报告和质量评述等技术要求。本文件适用于煤炭和煤层气勘探中煤岩含气量测定的保压取心测气法，其它含气性岩石参考执行。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T13610天然气的组成分析气相色谱法GB/T18340.2地质样品有机地球化学分析方法第2部分：有机质稳定碳同位素测定同位素质谱法GB/T19559煤层气含量测定方法GB/T28753煤层气含量测定加温解吸法SY/T7313油气及岩石抽提物与干酪根中氢同位素分析3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1煤层气井保压取心CBMwellpressureholdingcoring煤层气勘探开发过程中，利用保压取心工具，使取出的岩心密封在保压内筒、并能保持流体不泄漏的取心方法。3.2收到基asreceived以收到时候煤的状态为基准，以下标ar表示。3.3空气干燥基airdrybasis2T/CI267-2024以与空气湿度达到平衡状态的煤为基准，以下标ad表示。3.4干燥无灰基dry-ashfreebasis以假想无水、无灰状态的煤为基准，以下标daf表示。4方法原理保压取心内筒测试带压气Q0、常温解吸USBM法测算地面损失气Q1、储层温度解吸获取解吸气Q2、高温解吸得到残余气Q3，四部分之和即为总含气量。5仪器与材料5.1保压测气装置：包括阀门、压力表、气液分离器、含气量测定仪等，其中，阀门1一端与保压筒连接，含气量测定仪计量的综合精度不低于5%。保压测气装置示意图详见图1。说明：3—阀门2；4—气液分离器；5—含气量测定仪。图1保压测气装置示意图5.2解吸罐：圆柱形，带出气口和压力表（量程不大于1MPa容积1000cm3以上，0.2MPa压力下保持气密性。解吸罐示意图见图2。3T/CI267-2024说明：1—出气口和阀门；2—压力表；图2解吸罐示意图5.3恒温装置：温控精度±1℃。5.4温度计：适用范围-30℃~80℃。5.5气压计：60KPa～106KPa，分度值0.1KPa。5.6电子秤：量程10kg,感量1g。5.7软管：与保压测气装置管线匹配。5.8气样袋：不小于200cm3，不与煤层气发生化学反应的耐酸化耐腐蚀材质，密封性好。5.9气样瓶：不小于200cm3，玻璃材质。6样品采样6.1采样要求保压筒内所有样品应全部装罐解吸，每个解吸罐中样品的岩性应一致。解吸罐以装满为宜。未进行解吸的特殊取样和未装满样品应在附录D中备注。4T/CI267-20246.2损失时间要求从打开保压取心内筒至样品装入解吸罐密封所用的时间宜控制在20min以内。6.3参数记录采集样品时，应按照附录A的格式记录样品基本信息。7测定步骤7.1测定前准备7.1.1向保压取心人员确认取心内筒出口与保压测气装置的连接尺寸。7.1.2钻遇煤层前，采样人员需提前到达现场，安装保压测气装置，确认密封性。7.1.3应对解吸罐进行气密性检测，向解吸罐冲入0.2MPa气体，放入水中无气泡冒出。7.1.4解吸前应将恒温装置预热至储层温度。7.2带压气测定7.2.1密封性检查保压内筒取出后，应立即检查关闭性与密封性。确认保压内筒球阀关闭良好后，没入水中观察5min，检查有无气泡冒出。7.2.2保压内筒加热保压内筒出口端朝上倾斜放置，并对保压内筒进行加热，加热温度应不宜低于储层温度。7.2.3带压气测量连接保压测气装置与保压内筒，打开阀门1，记录初始压力。缓慢打开阀门2，使保压桶内流体进入气液分离器，含气量测定仪记录分离出的气体体积。7.2.4带压气取样用气样袋或气样甁取气样，前半小时采样间隔不宜超过5分钟，之后采样间隔不宜超5T/CI267-20247.2.5终止条件确认保压内筒出口和保压测气装置的管路未堵塞情况下，当连续10min气体流速小于50ml/min时，可终止带压测气。7.3解吸气测定带压测气终止后，应立即打开保压内筒，迅速丈量岩心长度并拍照。之后对所有岩心称重并装罐解吸。装罐密封后，前0.5h的自然解吸应在常温下进行，用于计算从打开保压内筒至装罐密封之间的损失气。之后按GB/T19559，在储层温度下进行自然解吸测试。当连续60min气体平均流速小于1ml/min时，可终止解吸气测定。7.4残余气测定储层温度小于90℃时，加热至90℃进行残余气测定，否则加热至高于储层温度20℃。参照GB/T28753，按测定时间间隔为1h计，连续3次，每次测定的气体体积小于20ml时，可终止残余气测定。7.5.气样采集及分析用气样袋或气样甁采集排出的气体，采集频率应不低于GB/T19559要求。气组分分析按GB/T13610进行，气体碳同位素分析按GB/T18340.2进行，气体氢同位素分析按SY/T7313进行。8数据处理8.1煤层含气量计算8.1.1气体体积校正带压测量气、解吸气和残余气测定所得的气体体积应进行标准状态校正，换算到0℃、压力101.325kPa下。气体体积校正见式（1STP101.325×(273.15+Tm)VSTP——标准状态下气体体积，单位为立方厘米（cm36T/CI267-2024pm——测试气体的大气压力，单位为千帕（kPaTm——测试气体的大气温度，单位为摄氏度(℃);vm——测试气体的气体体积，单位为立方厘米（cm3）。8.1.2带压气计算带压含气量计算见公式（2）~（4Q0i=V0ti（4）式中：V0——带压气总体积，单位为立方厘米（cm3V0t——带压测气总累计体积，单位为立方厘米（cm3V00——开始点燃时累计体积，单位为立方厘米（cm3wi——第i个解吸样品权重，无量纲；Q1i——第i个样品的损失气，单位为立方厘米每克（cm3/gQ2i——第i个样品的解吸气，单位为立方厘米每克（cm3/gQ3i——第i个样品的残余气，单位为立方厘米每克（cm3/gQ0——带压测量气含量，单位为立方厘米每克（cm3/gmti——第i个样品的质量，单位为克（g）。8.1.3损失气计算8.1.3.1损失气时间计算对于保压取心，将打开保压筒时间作为零时间。损失气时间为零时间到封罐时间。其计算方法见公式（57T/CI267-2024tl=t2-t1(5)式中：tl——损失气时间；t2——封罐时间；t1——打开保压筒时间。8.1.3.2损失气计算方法损失气计算方法采用直接法。解吸初期，解吸量与时间平方根成正比。以标准状态下累计解吸量为纵坐标，损失气时间（tl）与解吸时间和的平方根为横坐标图，将最初常温解吸点连接，延长直线与纵坐标轴相交，则直线在纵坐标轴的截距为损失气Q1i，参见附录C的图C.1。8.1.4解吸气计算解吸气计算见公式（6Q2i=V2i/mti式中：V2i——第i个样品的解吸气体积，单位为立方厘米（cm3）。8.1.5残余气计算残余气计算见公式（7/mRi（7）式中：Q3i——第i个样品的残余气，单位为立方厘米每克（cm3/gV3i——第i个样品的残余气体积，单位为立方厘米(cm3)；mRi——第i个样品残余气的样品质量，单位为克（g）。8.1.6总含气量计算总含气量计算见式（8+Q2i+Q3i8T/CI267-2024式中：Qti——第i个样品的总含气量，单位为立方厘米每克（cm3/g）。Q0i——第i个样品的带压测量气含量，立方厘米每克（cm3/gQ1i——第i个样品的损失气含量，立方厘米每克（cm3/gQ2i——第i个样品的解吸气含量，立方厘米每克（cm3/gQ3i——第i个样品的残余气含量，立方厘米每克（cm3/g）。8.2计算数值基准和精度要求现场含气量测定结果为原煤基，空气干燥基、干燥无灰基含气量可根据对应基准的样品质量换算得到。含气量测定数据保留2位有效数字。9成果报告煤层含气量测定成果报告主要包括带压气测定原始记录表，解吸气测定原始记录表，残余气测定原始记录表，保压测气法煤岩含气量测定结果表等。文字说明和有关分析，如采样情况说明，实验过程说明及分析结论等。10质量评述10.1样品未达到6.1要求时，该样品作为参考样品。10.2取心内筒球阀未关闭或不满足7.2.1要求，该样品为废样。9T/CI267-2024（资料性附录）保压测气法煤岩含气量测定记录表带压气测定原始记录表格式见表A.1。A.1带压气测定原始记录表测定日期年.月.日测定时间时:分累计时间min累计气体体积cm环境温度℃大气压力kPa备注采样人：实验人：审核人：T/CI267-2024解吸气测定原始记录表格式见表A.2。A.2解吸气测定原始记录表采样地点样品编号钻遇煤层时间提钻暴露时间/min井号解吸罐号提心时间装样暴露时间/min采样深度/m空罐质量/g到达井口时间储层温度/℃煤层名称样罐质量/g封罐时间采样日期测定日期年.月.日测定时间时:分间隔时间min读数/cm3气体体积cm环境温度℃大气压力kPa备注起始终止采样人：实验人：审核人：T/CI267-202