[發明專利]確定頁巖游離氣含量的方法及系統

有效

• 申請號: 201710792234.8
• 申請日: 2017-09-05
• 公開（公告）號: CN109427018B
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發明（設計）人: 李軍;路菁;武清釗;金武軍
• 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: G06Q50/02
• 分類號: G06Q50/02
• 代理公司: 北京思創畢升專利事務所 11218
• 代理人: 孫向民;廉莉莉

本發明公開了一種確定頁巖游離氣含量的方法及系統，該方法包括：基于干粘土骨架值，確定頁巖氣地層總孔隙度；確定地層條件下吸附氣孔隙度；確定頁巖氣束縛水孔隙度；基于所述地層條件下吸附氣孔隙度和所述頁巖氣束縛水孔隙度，確定游離氣孔隙度；基于所述游離氣孔隙度，確定地表條件下的游離氣含量。本發明方法中關鍵地質參數依據測井資料得到，因此實用性強，便于推廣應用，為快速評價頁巖氣游離氣含量提供技術手段。

技術領域

本發明屬于非常規頁巖氣儲層中游離氣含量評價領域，更具體地，涉及一種確定頁巖游離氣含量的方法及系統。

背景技術

頁巖氣儲層中天然氣主要包括游離氣和吸附氣兩種相態，總含氣量近似為兩者之和。確定吸附氣含量主要采用藍格繆爾方法，即模擬地層條件，進行系列等溫吸附實驗，確定蘭氏體積和蘭氏壓力等關鍵參數，利用蘭格繆爾公式確定地層中吸附氣含量。而游離氣含量一般采用測井計算含氣飽和度參數來評價。

常用每噸巖石中游離天然氣的體積表示游離氣含量的大小(m³/ton)。目前測井確定頁巖中游離氣含量基本步驟如下：首先，利用測井資料確定地下頁巖儲層孔隙中游離氣飽和度(S_g)，即游離氣體積占總孔隙體積的百分比(％)，然后將地下游離天然氣體積換算成地面體積，以每噸巖石中所含游離氣體積來表示(m³/ton)。其轉換公式如下：

S_g＝1.0-S_w (1)

式中，G_free為游離氣含量，φ_t為頁巖儲層孔隙度，S_g為游離氣飽和度，ρ_b為地層密度，B_g為天然氣體積系數，S_w為含水飽和度。

由上可見，頁巖游離氣飽和度(S_g)的確定是測井確定游離氣含量的關鍵參數。目前在測井行業中，利用電阻率測井資料基于傳統純砂巖含油氣飽和度模型(阿爾奇公式)和泥質砂巖含油氣飽和度模型(Simandoux公式、Waxman-Smits雙水模型等)確定頁巖游離氣飽和度。比如，張培先(2012)、冀昆(2013)直接利用阿爾奇公式確定頁巖游離氣飽和度；張作清，等(2013)利用改進的Simandoux公式確定頁巖游離氣飽和度；趙鵬飛(2011)、莫修文(2011)利用雙水模型確定頁巖氣游離氣飽和度。Slunberger公司也是利用雙水模型確定頁巖游離氣飽和度。

然而，傳統含油氣飽和度模型是針對粒間孔隙的砂巖儲層建立起來的，從理論基礎上來講不適于以粘土礦物為主的頁巖氣儲層。這也是目前頁巖中游離氣含量難以準確評價的根本原因。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的缺陷，建立利用測井資料確定頁巖游離氣含量方法，以準確評價頁巖中游離氣含量。

為了實現上述目的，本發明的一方面提供一種確定頁巖游離氣含量的方法，該方法包括：

基于干粘土骨架值，確定頁巖氣地層總孔隙度；

確定地層條件下吸附氣孔隙度；

確定頁巖氣束縛水孔隙度；

基于所述地層條件下吸附氣孔隙度和所述頁巖氣束縛水孔隙度，確定游離氣孔隙度；

基于所述游離氣孔隙度，確定地表條件下的游離氣含量。

本發明的另一方面提供一種確定頁巖游離氣含量的系統，該系統包括：

存儲器，存儲有計算機可執行指令；

處理器，所述處理器運行所述存儲器中的計算機可執行指令，執行以下步驟：

基于干粘土骨架值，確定頁巖氣地層總孔隙度；