[發明專利]一種確定頁巖含氣量的方法及裝置

有效

• 申請號: 201711290825.1
• 申請日: 2017-12-08
• 公開（公告）號: CN108106964B
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發明（設計）人: 胡志明;端祥剛;常進;沈瑞;左羅;安為國
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: G01N7/04
• 分類號: G01N7/04
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 李輝;陳剛

1.一種確定頁巖含氣量的方法，其特征在于，所述頁巖中包括有機質和黏土礦物，所述方法提供有所述有機質的等溫吸附數據和所述黏土礦物的等溫吸附數據，以及目的頁巖儲層中鉆井位置處的地層參數信息；其中，所述地層參數信息包括地層壓力和地層溫度；所述方法包括：

分別對所述有機質的等溫吸附數據和所述黏土礦物的等溫吸附數據進行擬合處理，得到所述有機質的吸附氣量圖版和所述黏土礦物的吸附氣量圖版；其中，所述吸附氣量圖版用于表征吸附氣量與溫度、壓力的關聯關系；

從所述有機質的吸附氣量圖版中分別確定所述有機質在所述地層溫度和所述地層壓力下的有機質吸附量，以及從所述黏土礦物的吸附氣量圖版中確定所述黏土礦物在所述地層溫度和所述地層壓力下的黏土礦物吸附量；

基于所述有機質吸附量、所述黏土礦物吸附量和所述地層參數信息，確定所述目的頁巖儲層中鉆井位置處的頁巖含氣量；

其中，分別對所述有機質的等溫吸附數據和所述黏土礦物的等溫吸附數據進行擬合處理，得到所述有機質的吸附氣量圖版和所述黏土礦物的吸附氣量圖版，包括：采用預設吸附模型分別對所述有機質的等溫吸附數據和所述黏土礦物的等溫吸附數據進行擬合處理，確定在指定溫度下所述有機質對應的吸附控制參數和所述黏土礦物對應的吸附控制參數；根據所述預設吸附模型和在指定溫度下所述有機質對應的吸附控制參數，確定所述有機質的吸附氣量圖版；以及根據所述預設吸附模型和在指定溫度下所述黏土礦物對應的吸附控制參數，確定所述黏土礦物的吸附氣量圖版。

2.根據權利要求1所述的一種確定頁巖含氣量的方法，其特征在于，所述黏土礦物包括蒙脫石、伊利石、綠泥石、高嶺石和伊蒙混層中至少一種礦物；

相應的，所述黏土礦物的等溫吸附曲線數據包括蒙脫石、伊利石、綠泥石、高嶺石和伊蒙混層中至少一種礦物的等溫吸附曲線數據。

3.根據權利要求1所述的一種確定頁巖含氣量的方法，其特征在于，所述吸附控制參數包括蘭氏體積、蘭氏結合常數、壓力指數和特征體積；所述蘭氏結合常數用于反映氣體分子在所述有機質或所述黏土礦物中的吸附速率與脫附速率的比值；所述壓力指數表示與溫度、頁巖孔隙分布相關聯的模型參數；所述特征體積表示單個吸附相甲烷分子所占據的體積。

4.根據權利要求3所述的一種確定頁巖含氣量的方法，其特征在于，可以采用下述公式表征所述預設吸附模型：

其中，G_ex表示所述有機質的吸附氣量或所述黏土礦物的吸附氣量，G_L表示所述蘭氏體積，b表示所述蘭氏結合常數，P表示壓力，n表示所述壓力指數，V_m表示所述特征體積；ρ_g表示甲烷氣體的密度，M表示甲烷氣體的分子摩爾質量，N_A表示阿伏伽德羅常數。

5.根據權利要求1所述的一種確定頁巖含氣量的方法，其特征在于，所述基于所述有機質吸附量、所述黏土礦物吸附量和所述地層參數信息，確定所述目的頁巖儲層中鉆井位置處的頁巖含氣量，包括：

基于所述有機質吸附量、所述黏土礦物吸附量、所述地層參數信息中有機質的含量和黏土礦物的含量，以及所述地層參數信息中的含水飽和度，確定所述目的頁巖儲層中鉆井位置處的吸附氣量；

基于所述地層參數信息中的孔隙度、含氣飽和度、頁巖密度和甲烷的體積系數，確定所述目的頁巖儲層中鉆井位置處的游離氣量；

根據所述目的頁巖儲層中鉆井位置處的吸附氣量和游離氣量，確定所述目的頁巖儲層中鉆井位置處的頁巖含氣量。

6.根據權利要求5所述的一種確定頁巖含氣量的方法，其特征在于，采用下述公式確定所述目的頁巖儲層中鉆井位置處的吸附氣量：

其中，G_a表示所述目的頁巖儲層中鉆井位置處的吸附氣量，γ表示所述含水飽和度，m_TOC表示有機質的含量，G_TOC表示所述有機質吸附量，χ表示所述頁巖中有機質的純度系數，m_i表示所述黏土礦物中第i種礦物的含量，G_i表示所述黏土礦物中第i種礦物的吸附量。