[發明專利]一種解析法計算頁巖含氣量的方法

在審

• 申請號: 201611210815.8
• 申請日: 2016-12-24
• 公開（公告）號: CN108240952A
• 公開（公告）日: 2018-07-03
• 發明（設計）人: 李淑榮;陳芳;張晉言;朱留方;王利濱;惠偉;許東暉;李紹霞;宋慧瑩;賈孟強;耿斌;鄔俊峰;沈涌;李軍;趙浩銘;辛龍
• 申請（專利權）人: 中石化石油工程技術服務有限公司;中石化勝利石油工程有限公司;中石化勝利石油工程有限公司測井公司
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08;G01N33/24
• 代理公司: 東營雙橋專利代理有限責任公司 37107
• 代理人: 方圓

本發明涉及油氣測量技術領域，尤其涉及一種解析法計算頁巖含氣量的方法，利用該方法獲得的頁巖氣層游離氣量、吸附氣量以及總含氣量參數，與實驗實際測定值相關程度高，可以用于頁巖氣層參數計算、儲層質量評價、頁巖氣儲量評估，具有其他頁巖氣含量計算方法所不可比擬的科學性和實用性。該種解析法計算頁巖含氣量的方法，具體的該方法包括有分析檢測巖心實驗數據確定頁巖成因類型、設定解析氣吸附因子、將視吸附氣量、視游離氣量分別與各經驗公式進行誤差分析，最終得到吸附氣量擬合公式、游離氣量擬合公式。

技術領域

本發明涉及油氣測量技術領域，尤其涉及一種解析法計算頁巖含氣量的方法。

背景技術

頁巖含氣量是指每噸頁巖中所含天然氣在標準狀態下的體積，具體由吸附氣、游離氣和溶解氣三部分構成。其中，吸附氣（簡稱之為G_吸附）是指吸附在干酪根和粘土顆粒表面的天然氣，當頁巖中壓力較小時，吸附機理是頁巖氣賦存的非常有效的機理。吸附氣含量主要受有機碳含量、壓力、成熟度、溫度等因素控制。游離氣（簡稱之為G_游離）是指儲存于天然裂縫和粒間孔隙中的天然氣，其含氣量主要受地層壓力、孔隙度、巖層厚度、含氣飽和度、溫度等因素控制。溶解氣是指溶解在頁巖有機質、液態烴和瀝青等物質中的天然氣。由于溶解氣在頁巖含氣量構成中所占比例十分微小，因此在計算含氣量是可以忽略不計。

頁巖含氣量測試是對頁巖氣儲層進行評價，確定優選區的重要實驗。測試方法具體包括有解析法、等溫吸附法、測井解釋法等，其中解析法是頁巖含氣量測試的直接方法，也是最常用的方法，等溫吸附和測井解釋是頁巖含氣量測試的間接方法。

解析法中泥頁巖含氣量由解析氣量（簡稱之為G_解析）、殘余氣量（簡稱之為G_殘余）和損失氣量（簡稱之為G_孫淑）三部分構成。解析氣量指在大氣壓力條件下將泥頁巖樣放入樣品解析罐中密封之后，從泥頁巖樣中自然析出來氣體的氣體量，其由一部分吸附氣和一部分游離氣構成；殘余氣量指經過自然解析后仍殘余在樣品中的氣體量，需要將密封罐內的巖樣研磨至一定大小的目數測試；損失氣量指在鉆遇泥頁巖后到巖樣被裝入樣品解析罐密封之前，從泥頁巖樣中釋放的氣體量，也稱逸散氣量或散失氣量。解析過程中需要記錄解析氣量、時間、溫度和大氣壓力，之后通過關系式回歸的方法計算出損失氣量。

解析法測量頁巖含氣量時，誤差主要來源于損失氣量的求取。其準確性主要取決于兩點：一是設法減少損失氣量，二是解析時應模擬地層條件，尤其是儲層地溫條件，這樣既能反映頁巖中氣體在地層原始條件下的解析速率，又能使損失氣量的估算更加準確。

國外頁巖氣勘探實踐證明，頁巖氣賦存方式極為復雜，四川盆地海相頁巖氣的巖石實驗數據證實了這一認識。對于頁巖層中占大多數的游離狀態存在的氣體，主要取決于儲集空間的類型（孔隙、溶孔、裂縫）和大小。而對于巖層中存在的吸附氣來講，與有機質類型、豐度、成熟度等因素密切相關。因此，要準確表征頁巖的含氣豐度，劃分有利儲集段的類別，除要準確計算總含氣量參數之外，還要區分游離氣含量、吸附氣含量等參數，滿足頁巖氣儲層評價和儲量申報的需要。

焦石壩構造海陸相泥頁巖地層具有解析法測定含氣量實驗數據164組，每組數據包括四部分：解析氣量、損失氣量、殘余氣量、總含氣量；具有等溫吸附實驗數據66個，提供極限吸附氣量、中值壓力兩個參數。由于解析法是測量頁巖氣最直接的方法，經過大量研究后優選基于解析實驗方法獲得的數據計算含氣量，求得視總含氣量、視吸附氣量和視游離氣量。

目前國內外大多數公司都是借鑒煤層氣中吸附氣的評價方法來計算頁巖中的吸附氣量，即通過頁巖樣品的等溫吸附實驗來模擬樣品的吸附特點及吸附量，通常采用Langmuir模型來描述其吸附特征；根據該實驗得到的等溫吸附曲線獲得不同樣品在不同壓力（深度）下的最大吸附含氣量，確定該頁巖樣品的Langmuir方程計算參數，即通過擬合實測樣品的吸附氣含量與壓力值（與地層條件接近），建立兩者的關系模型，求取頁巖氣層的吸附氣量。游離氣量則通過國內外一些地區的經驗公式計算。吸附氣量與游離氣量的總和為頁巖氣層總的含氣量。