[發明專利]一種頁巖氣藏氣體有效孔隙度反演方法

有效

• 申請號: 201710095343.4
• 申請日: 2017-02-22
• 公開（公告）號: CN106932323B
• 公開（公告）日: 2019-05-14
• 發明（設計）人: 王敬;劉慧卿;劉化普;孟慶幫;趙鳳鳴
• 申請（專利權）人: 中國石油大學(北京)
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 張德斌;姚亮

1.一種頁巖氣藏氣體有效孔隙度反演方法，其包括以下步驟：

(1)、根據質量守恒定律，建立考慮吸附氣與游離氣的頁巖有效孔隙度反演公式；

(2)、采用氦氣測定頁巖氣藏絕對孔隙度，得到氦氣測定絕對孔隙度，在該氦氣測定絕對孔隙度的基礎上反演得到實際頁巖分別對甲烷及二氧化碳的有效孔隙度；

或者采用氮氣測定頁巖氣藏對氮氣的有效孔隙度，得到氮氣測定的有效孔隙度，在該氮氣測定有效孔隙度的基礎上反演得到頁巖絕對孔隙度，再由該絕對孔隙度反演得到實際頁巖分別對甲烷及二氧化碳的有效孔隙度；

步驟(1)中所述頁巖有效孔隙度反演公式如下式(15)所示；

φ_e＝φ_ab(1+f)(15)；

式(15)中，φe為氣體在頁巖中的有效孔隙度，φab為氦氣氣測法測得的頁巖絕對孔隙度或者氮氣氣測法反演得到的頁巖絕對孔隙度，f為甲烷或二氧化碳有效孔隙度修正系數，其中，f由下式(14)計算得到：

式(14)中，ρ_ads為吸附氣密度，ρ_g為氣體測定密度，φads為頁巖吸附氣孔隙度。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，采用氦氣測定時，步驟(2)中通過所述反演得到的氦氣測定絕對孔隙度到實際頁巖分別對甲烷及二氧化碳有效孔隙度的反演公式如下式(28)所示；

式(28)中，φab,He為氦氣測定的絕對孔隙度，ρ_r為巖石密度，ρ_ads為吸附氣密度，V_L為單層飽和吸附體積，為摩爾分子量，p為頁巖氣藏壓力，B_g為氣體體積系數，Z為氣體壓縮因子，R為阿伏伽德羅常數，T為溫度，ξ為吸附氣與游離氣密度之比，通常取值為1.8-2.5，C為與凈熱吸附有關的常數，p₀為氣體飽和吸附壓力，N為吸附層數。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，采用氦氣測定時，實際地層氣體i的有效孔隙度反演公式為：

φ_i,e＝φ_ab,He(1+f_i,He) (16)；

式(16)中，實際地層有效孔隙度修正系數為：

式(17)中，氣體密度表達式為：

ρ_ads＝ξρ_g (22)；

式(22)中，ξ＝ae^bp；其中，a、b為吸附氣密度系數，與氣體類型、巖石礦物有關，p為頁巖氣藏壓力；

考慮多層吸附時，吸附層氣體體積計算公式：

式(23)中，V_bulk為頁巖巖塊體積；

由此得到吸附層氣體孔隙度：

將中間變量G_a帶入到吸附層氣體孔隙度公式中：

由此得到使用氦氣測定孔隙度時實際地層氣體i的有效孔隙度修正系數表達式：

將式(27)代入式(16)，得到氦氣測定孔隙度到實際地層氣體i的有效孔隙度的反演公式：

其中，所述實際地層氣體i為甲烷或者二氧化碳。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，采用氮氣測定時，步驟(2)中所述頁巖絕對孔隙度由下式(37)計算得到，

式(37)中，φ_ab，N2為氮氣測定絕對孔隙度，φ_a,N2為采用氮氣測定時頁巖氣藏對氮氣的有效孔隙度，ξ為吸附氣與游離氣密度之比，通常取值為1.8-2.5，ρ_r為巖石密度，V_L為單層飽和吸附體積，為摩爾分子量，p為頁巖氣藏壓力，B_g為氣體體積系數，C為與凈熱吸附有關的常數，p₀為氣體飽和吸附壓力，N為吸附層數，ρ_ads為吸附氣密度，Z為氣體壓縮因子，R為阿伏伽德羅常數，T為溫度。