[發(fā)明專(zhuān)利]一種評(píng)價(jià)泥頁(yè)巖儲(chǔ)層各組分賦存吸附態(tài)甲烷量方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110374626.9
• 申請(qǐng)日: 2021-04-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113049785A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-06-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 丁雪;陳方文;于越海;劉德才;譚雅文;鄭強(qiáng);盧雙舫
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)石油大學(xué)（華東）
• 主分類(lèi)號(hào): G01N33/24
• 分類(lèi)號(hào): G01N33/24;G01N23/20;G01N7/04
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

一種評(píng)價(jià)泥頁(yè)巖儲(chǔ)層各組分賦存吸附態(tài)甲烷量方法，屬天然氣勘探開(kāi)發(fā)領(lǐng)域。該方法評(píng)價(jià)各溫度、壓力條件下泥頁(yè)巖儲(chǔ)層各組分賦存吸附態(tài)甲烷量。方法步驟：①對(duì)同一塊巖心樣品制備儲(chǔ)層樣品、富集干酪根、除去有機(jī)質(zhì)、提純黏土礦物、除去有機(jī)質(zhì)與黏土礦物等子樣品；②對(duì)制備子樣品開(kāi)展TOC含量、干酪根碳元素含量、X?衍射全巖、黏土礦物相對(duì)量和甲烷等溫吸附實(shí)驗(yàn)分析，確定單位質(zhì)量樣品中各組分質(zhì)量；③構(gòu)建不同溫度、各壓力下各組分賦存吸附氣量評(píng)價(jià)模型；④利用最小二乘法建立目標(biāo)函數(shù)求解不同溫度、各壓力下各組分賦存吸附甲烷量，確定各組分Langmuir體積和壓力；⑤評(píng)價(jià)目的層段泥頁(yè)巖儲(chǔ)層各組分在不同溫度、各壓力下賦存吸附態(tài)甲烷量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種評(píng)價(jià)泥頁(yè)巖儲(chǔ)層各組分賦存吸附態(tài)甲烷量方法，屬于天然氣勘探開(kāi)發(fā)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

頁(yè)巖氣是主要以吸附和游離等兩種狀態(tài)賦存于具有生烴能力泥頁(yè)巖等地層中的天然氣聚集，吸附氣是頁(yè)巖氣儲(chǔ)層中頁(yè)巖氣的主要賦存方式之一。在四川盆地及周緣高成熟度海相泥頁(yè)巖儲(chǔ)層中頁(yè)巖氣以甲烷為主。目前國(guó)內(nèi)外地質(zhì)研究人員認(rèn)為頁(yè)巖氣儲(chǔ)層中所賦存的吸附氣含量至少占頁(yè)巖氣總含氣量的40%，尤其是在常壓頁(yè)巖氣儲(chǔ)層中吸附氣所占的比例更高，吸附氣含量對(duì)頁(yè)巖氣資源量的貢獻(xiàn)具有舉足輕重作用。此外隨著頁(yè)巖氣被開(kāi)采，儲(chǔ)層孔隙流體壓力降低，吸附態(tài)頁(yè)巖氣解吸為游離態(tài)，對(duì)緩解頁(yè)巖氣儲(chǔ)層壓力迅速降低和維持頁(yè)巖氣井生產(chǎn)周期具有重要作用。因此，頁(yè)巖氣儲(chǔ)層中所賦存吸附氣含量直接影響頁(yè)巖氣儲(chǔ)層的含氣量，是計(jì)算頁(yè)巖氣資源量、優(yōu)選有利區(qū)和制定頁(yè)巖氣井開(kāi)發(fā)方案的重要指標(biāo)。目前，評(píng)價(jià)頁(yè)巖氣儲(chǔ)層賦存吸附氣含量的實(shí)驗(yàn)方法主要是借鑒研究煤層氣的等溫吸附實(shí)驗(yàn)。等溫吸附實(shí)驗(yàn)是引用GB/T 9560-2004煤的高壓等溫吸附試驗(yàn)方法，評(píng)價(jià)頁(yè)巖氣儲(chǔ)層賦存吸附氣的能力，即最大的賦存吸附氣含量。等溫吸附實(shí)驗(yàn)是將一定粒度（60-80目）的頁(yè)巖樣品置于密封容器中，測(cè)定其在相同溫度、不同壓力條件下達(dá)到吸附平衡時(shí)所吸附的甲烷等試驗(yàn)氣體的體積；然后根據(jù)Langmuir單分子層吸附理論，通過(guò)理論計(jì)算出表征頁(yè)巖氣對(duì)甲烷等試驗(yàn)氣體吸附特性的蘭氏體積V_L，蘭氏壓力P_L，以及等溫吸附曲線。除了等溫吸附實(shí)驗(yàn)外，頁(yè)巖氣勘探研究方面還采用巖心現(xiàn)場(chǎng)解析實(shí)驗(yàn)和測(cè)井解釋等定量評(píng)價(jià)頁(yè)巖氣儲(chǔ)層賦存吸附氣量。但是，等溫吸附實(shí)驗(yàn)、巖心現(xiàn)場(chǎng)解析實(shí)驗(yàn)和測(cè)井解釋等三種方法的分析費(fèi)用相對(duì)比較昂貴，前兩種方法需要在鉆井時(shí)進(jìn)行取心操作，并進(jìn)行大量樣品分析，測(cè)井解釋評(píng)價(jià)頁(yè)巖氣吸附頁(yè)巖氣能力方法的核心技術(shù)壟斷在斯倫貝謝等跨國(guó)公司手中。

為此，本發(fā)明通過(guò)對(duì)同一塊巖心樣品制備儲(chǔ)層樣品、富集干酪根、除去有機(jī)質(zhì)、提純黏土礦物、除去有機(jī)質(zhì)與黏土礦物等樣品，開(kāi)展TOC含量、干酪根碳元素含量、X-衍射全巖、黏土礦物相對(duì)量和甲烷等溫吸附等實(shí)驗(yàn)分析。構(gòu)建不同溫度、各壓力下各組分賦存吸附氣量評(píng)價(jià)模型。利用最小二乘法建立目標(biāo)函數(shù)求解不同溫度、各壓力下各組分賦存吸附甲烷量，確定各組分Langmuir體積和壓力。在此基礎(chǔ)上評(píng)價(jià)目的層段泥頁(yè)巖儲(chǔ)層各組分在不同溫度、各壓力下賦存吸附態(tài)甲烷量。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是：提供一種評(píng)價(jià)泥頁(yè)巖儲(chǔ)層各組分賦存吸附態(tài)甲烷量方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)各溫度、壓力條件下頁(yè)巖氣儲(chǔ)層中有機(jī)質(zhì)、各黏土礦物和各其它礦物賦存吸附態(tài)甲烷量進(jìn)行評(píng)價(jià)。克服現(xiàn)有技術(shù)、方法操作復(fù)雜和費(fèi)用高昂的缺點(diǎn)。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種評(píng)價(jià)泥頁(yè)巖儲(chǔ)層各組分賦存吸附態(tài)甲烷量方法，其特征在于：

步驟1：對(duì)同一塊巖心樣品分別制備儲(chǔ)層樣品、富集干酪根樣品、除去有機(jī)質(zhì)的儲(chǔ)層樣品、提純黏土礦物樣品、除去有機(jī)質(zhì)與黏土礦物的儲(chǔ)層樣品等5塊子樣品，這5塊子樣品的編號(hào)分別為1、2、3、4和5；