[发明专利]一种评价泥页岩储层赋存吸附气量的方法

说明书

一种评价泥页岩储层赋存吸附气量的方法，属于石油勘探开发技术领域。该方法可以评价不同温度、压力下泥页岩储层赋存吸附态页岩气量，弥补目前现场岩心解析和等温吸附实验费用昂贵的问题。该方法的步骤为：1)通过多尺度氩离子抛光‑扫描电镜成像方法分析单位质量泥页岩样品中不同孔径孔隙内各组分所覆盖面积；2）分子模拟构建一系列不同孔径的各种组分覆盖孔隙内表面的单孔隙模型；3）分子模拟计算在不同温度、压力条件下各种矿物单孔隙模型内表面吸附态甲烷的厚度和密度；4）结合泥页岩样品中不同孔径孔隙内各组分所覆盖表面积和不同温度、压力下各种矿物单孔隙模型内表面吸附态甲烷厚度、密度，计算相应温度、压力条件下泥页岩储层赋存吸附气量。

技术领域

本发明涉及一种评价泥页岩储层赋存吸附气量的方法，属于石油勘探开发技术领域。

背景技术

页岩气是主体以吸附和游离状态赋存于具有生烃能力的泥岩及页岩等地层中的天然气聚集，吸附作用是页岩气赋存的重要机理之一。目前国内外学者普遍认为泥页岩中吸附气含量至少占泥页岩总含气量的40%，吸附气对页岩气资源量的贡献具有举足轻重作用。泥页岩吸附态页岩气量直接影响着泥页岩储层含气量，是计算页岩气资源量、优选有利区和制定页岩气井开发方案的重要评价参数。分析泥页岩吸附气量的实验方法主要是借鉴研究煤层气的等温吸附实验。等温吸附实验是引用GB/T 9560-2004煤的高压等温吸附试验方法，评价泥页岩吸附页岩气的能力。等温吸附实验是将一定粒度（60-80目）的页岩样品置于密封容器中，测定其在相同温度、不同压力条件下达到吸附平衡时所吸附的甲烷等试验气体的体积；然后根据Langmuir单分子层吸附理论，通过理论计算出表征泥页岩对甲烷等试验气体吸附特性的兰氏体积V_L，兰氏压力P_L以及等温吸附曲线。除了等温吸附实验外，页岩气勘探研究方面还采用岩心现场解析实验和测井解释等定量评价泥页岩储层赋存吸附气量。但是，等温吸附实验、岩心现场解析实验和测井解释等三种方法的分析费用相对比较昂贵，前两种方法需要在钻井时进行取心操作，测井解释评价泥页岩吸附页岩气能力方法的核心技术垄断在斯伦贝谢等跨国公司手中。

为此，本发明通过多尺度氩离子抛光-扫描电镜成像方法确定单位质量泥页岩样品中不同孔径孔隙内各组分所覆盖面积，结合分子模拟计算在不同温度、压力条件下各种组分的单孔隙模型内表面吸附态甲烷的厚度和密度，评价不同温度、压力条件下泥页岩储层赋存吸附气量的方法。该方法易于操作、费用低廉。

发明内容

本发明的目的是：提供一种评价泥页岩储层赋存吸附气量的方法，实现对不同温度、压力条件下泥页岩储层赋存吸附气量的定量评价。克服现有技术、方法操作复杂和费用高昂的缺点。

本发明采用的技术方案是：评价泥页岩储层赋存吸附气量的方法，其特征在于：

步骤1：通过多尺度氩离子抛光-扫描电镜成像方法分析单位质量泥页岩样品中有机质、伊利石、伊蒙混层、蒙脱石、绿泥石、高岭石、石英、长石、方解石、白云石、黄铁矿覆盖不同孔径的孔隙内表面面积S_有机质i、S_伊利石i、S_{伊蒙混层i}、S_蒙脱石i、S_绿泥石i、S_高岭石i、S_石英i、S_长石i、S_方解石i、S_白云石i、S_黄铁矿i，各种组分覆盖不同孔径的孔隙内表面面积的单位为nm²/g，i=1、2、3、…、n，为孔径的编号，无量纲参数；

步骤2：利用分子模拟技术，构建孔径为D_i而且分别由有机质、伊利石、伊蒙混层、蒙脱石、绿泥石、高岭石、石英、长石、方解石、白云石、黄铁矿覆盖孔隙内表面的单孔隙模型，孔径的单位为nm，i=1、2、3、…、n，为孔径的编号，无量纲参数；