[發明專利]一種頁巖氣藏固氣效應環帶識別系統及其應用

有效

• 申請號: 201710085081.3
• 申請日: 2017-02-17
• 公開（公告）號: CN108460169B
• 公開（公告）日: 2021-08-31
• 發明（設計）人: 鮑云杰;徐旭輝;翟常博;鄧模;呂俊祥;秦建中;劉友祥;李志明;曹濤濤;俞凌杰
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油勘探開發研究院
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F30/28;G06F113/08;G06F119/14;G06F119/08
• 代理公司: 北京聿宏知識產權代理有限公司 11372
• 代理人: 吳大建

本發明提供了一種頁巖氣藏固氣效應環帶識別系統，包括：吸附氣量預測子系統：通過對目的層頁巖樣品在地層溫壓條件下頁巖吸附氣量的預測，建立目的層頁巖樣品吸附氣量隨埋藏深度變化曲線；固氣效應模擬子系統：用于通過模擬實驗，建立目的層頁巖擴散系數和滲透率隨埋藏深度變化曲線；固氣效應環帶識別子系統：基于吸附氣量預測子系統得到的吸附氣量隨埋藏深度變化曲線、固氣效應模擬子系統建立的擴散系數和滲透率隨埋藏深度變化曲線，進而建立固氣效應環帶識別圖版，進一步，確定固氣效應環帶的位置。本發明提供的識別系統為殘留構造頁巖氣散失及保存富集邊界確定、成藏模式研究等提供新的分析手段。

技術領域

本發明屬于地質領域，涉及一種頁巖氣藏固氣效應環帶識別系統及其應用。

背景技術

頁巖氣是一種重要的非常規資源，焦石壩等大型頁巖氣田的成功勘探和開發展示了頁巖氣良好的工業化應用前景。頁巖氣保存條件及成藏模式評價是頁巖氣勘探開發領域的重要課題。勘探實踐證實，齊岳山斷裂以東地區五峰-龍馬溪組頁巖是頁巖氣勘探開發的重要區域，具有明顯的勘探面積和資源優勢，但其與焦石壩地區相比，具有受構造改造作用較強、地層抬升時間早、抬升幅度較大、構造變形強度較強的特點，頁巖氣藏保存條件復雜，殘留構造(向斜)是頁巖氣勘探的重點目標。以往的研究顯示，受差異抬升、頁巖層理構造與巖性、以及滲透率各向異性特征的影響，在殘留構造之中，側向散失是五峰-龍馬溪組頁巖氣逸散的主要通道，頁巖氣自向斜核部向翼部、出露區擴散、運移、散失，從而對頁巖氣藏的成藏規模等產生影響。

已有學者提出距離五峰-龍馬溪組頁巖露頭遠近影響頁巖氣保存，側向擴散是頁巖氣的主要散失通道，但距離露頭區多遠為微弱擴散區仍是一個復雜的問題。研究者雖然從不同方面進行解釋，但是由于頁巖中吸附氣量可以達到20％-80％，頁巖氣吸附聚集是一種重要的成藏機理，頁巖吸附作用對頁巖氣保存、富集成藏影響的研究有待深化。

發明內容

頁巖的吸附作用致使其滲透率降低，形成一種阻滯頁巖氣滲流擴散的“固氣效應”，這種固氣效應對殘留向斜頁巖氣保存及富集邊界的影響顯著，為了確定固氣效應環帶(條帶)的位置，本發明提供了一種頁巖氣藏固氣效應環帶(條帶)識別系統，對于殘留向斜(構造)頁巖氣散失強度分析、保存富集邊界確定，成藏模式研究具有重要意義。

根據本發明的一方面，提供了一種頁巖氣藏固氣效應環帶識別系統，包括：

吸附氣量預測子系統：通過對目的層頁巖樣品在地層溫壓條件下頁巖吸附氣量的預測，建立目的層頁巖吸附氣量隨埋藏深度變化曲線；

固氣效應模擬子系統：通過模擬實驗，建立目的層頁巖擴散系數和滲透率隨埋藏深度變化曲線；

固氣效應環帶識別子系統：基于吸附氣量預測子系統得到的吸附氣量隨埋藏深度變化曲線、固氣效應模擬子系統建立的擴散系數和滲透率隨埋藏深度變化曲線建立固氣效應環帶識別圖版，在固氣效應識別圖版上，確定目的層吸附氣量最大值所對應的埋藏深度H_吸、擴散系數最小值對應的埋藏深度H_擴以及滲透率最小處所對應的埋藏深度H_滲，比較H_吸、H_擴和H_滲的大小，最大深度MAX_{H吸、H擴、H滲}和最小深度MIN_{H吸、H擴、H滲}之間即為固氣環帶的位置。

根據本發明的優選實施方式，所述吸附氣量預測系統建立目的層頁巖吸附氣量隨埋藏深度變化曲線的方法為：通過分析樣品的等溫吸附資料，得到蘭氏體積、蘭氏壓力與溫度的關系式，結合Langmuir模型確定頁巖樣品吸附氣量預測方法，并結合目的層埋深、地溫梯度、地層壓力系數，建立地層溫壓條件下目的層頁巖樣品吸附氣量隨埋藏深度變化曲線。

根據本發明的優選實施方式，所述頁巖吸附氣量通過以下公式預測得到：

Q＝(m×T+c)P/[(n×T+d)+P]