[发明专利]一种解析法计算页岩含气量的方法

说明书

本发明涉及油气测量技术领域，尤其涉及一种解析法计算页岩含气量的方法，利用该方法获得的页岩气层游离气量、吸附气量以及总含气量参数，与实验实际测定值相关程度高，可以用于页岩气层参数计算、储层质量评价、页岩气储量评估，具有其他页岩气含量计算方法所不可比拟的科学性和实用性。该种解析法计算页岩含气量的方法，具体的该方法包括有分析检测岩心实验数据确定页岩成因类型、设定解析气吸附因子、将视吸附气量、视游离气量分别与各经验公式进行误差分析，最终得到吸附气量拟合公式、游离气量拟合公式。

技术领域

本发明涉及油气测量技术领域，尤其涉及一种解析法计算页岩含气量的方法。

背景技术

页岩含气量是指每吨页岩中所含天然气在标准状态下的体积，具体由吸附气、游离气和溶解气三部分构成。其中，吸附气（简称之为G_吸附）是指吸附在干酪根和粘土颗粒表面的天然气，当页岩中压力较小时，吸附机理是页岩气赋存的非常有效的机理。吸附气含量主要受有机碳含量、压力、成熟度、温度等因素控制。游离气（简称之为G_游离）是指储存于天然裂缝和粒间孔隙中的天然气，其含气量主要受地层压力、孔隙度、岩层厚度、含气饱和度、温度等因素控制。溶解气是指溶解在页岩有机质、液态烃和沥青等物质中的天然气。由于溶解气在页岩含气量构成中所占比例十分微小，因此在计算含气量是可以忽略不计。

页岩含气量测试是对页岩气储层进行评价，确定优选区的重要实验。测试方法具体包括有解析法、等温吸附法、测井解释法等，其中解析法是页岩含气量测试的直接方法，也是最常用的方法，等温吸附和测井解释是页岩含气量测试的间接方法。

解析法中泥页岩含气量由解析气量（简称之为G_解析）、残余气量（简称之为G_残余）和损失气量（简称之为G_孙淑）三部分构成。解析气量指在大气压力条件下将泥页岩样放入样品解析罐中密封之后，从泥页岩样中自然析出来气体的气体量，其由一部分吸附气和一部分游离气构成；残余气量指经过自然解析后仍残余在样品中的气体量，需要将密封罐内的岩样研磨至一定大小的目数测试；损失气量指在钻遇泥页岩后到岩样被装入样品解析罐密封之前，从泥页岩样中释放的气体量，也称逸散气量或散失气量。解析过程中需要记录解析气量、时间、温度和大气压力，之后通过关系式回归的方法计算出损失气量。

解析法测量页岩含气量时，误差主要来源于损失气量的求取。其准确性主要取决于两点：一是设法减少损失气量，二是解析时应模拟地层条件，尤其是储层地温条件，这样既能反映页岩中气体在地层原始条件下的解析速率，又能使损失气量的估算更加准确。

国外页岩气勘探实践证明，页岩气赋存方式极为复杂，四川盆地海相页岩气的岩石实验数据证实了这一认识。对于页岩层中占大多数的游离状态存在的气体，主要取决于储集空间的类型（孔隙、溶孔、裂缝）和大小。而对于岩层中存在的吸附气来讲，与有机质类型、丰度、成熟度等因素密切相关。因此，要准确表征页岩的含气丰度，划分有利储集段的类别，除要准确计算总含气量参数之外，还要区分游离气含量、吸附气含量等参数，满足页岩气储层评价和储量申报的需要。

焦石坝构造海陆相泥页岩地层具有解析法测定含气量实验数据164组，每组数据包括四部分：解析气量、损失气量、残余气量、总含气量；具有等温吸附实验数据66个，提供极限吸附气量、中值压力两个参数。由于解析法是测量页岩气最直接的方法，经过大量研究后优选基于解析实验方法获得的数据计算含气量，求得视总含气量、视吸附气量和视游离气量。

目前国内外大多数公司都是借鉴煤层气中吸附气的评价方法来计算页岩中的吸附气量，即通过页岩样品的等温吸附实验来模拟样品的吸附特点及吸附量，通常采用Langmuir模型来描述其吸附特征；根据该实验得到的等温吸附曲线获得不同样品在不同压力（深度）下的最大吸附含气量，确定该页岩样品的Langmuir方程计算参数，即通过拟合实测样品的吸附气含量与压力值（与地层条件接近），建立两者的关系模型，求取页岩气层的吸附气量。游离气量则通过国内外一些地区的经验公式计算。吸附气量与游离气量的总和为页岩气层总的含气量。