[发明专利]一种页岩气组成定量判识方法

说明书

技术领域

本发明涉及页岩气领域，特别是涉及一种尤其适用于页岩气中干酪根裂解气和原油裂解气的组成定量判识方法。

背景技术

伴随着经济发展对油气资源需求的不断增长和世界油气工业的快速发展，常规的油气资源在剩余油气资源中所占的比例越来越小，非常规油气资源逐渐成为了全球油气勘探开发的热点和接替资源。尤其是美国、加拿大和中国页岩气产量已经取得重大突破，使得页岩气在能源经济结构中占的比重日趋增长。页岩具有低孔低渗的特征，早期生成的大量液态烃类很难大规模运移出去造就了页岩气藏具有自生自储的特点，在有机质进入更高演化阶段，由于液态烃类的相对不稳定性使其开始发生裂解向气态烃类转化，并最终转化成以甲烷为主的小分子烃类，因此页岩气藏气中应当既有干酪根直接热降解成因的烃气，也有早期有机质热演化产生的滞留在页岩内部的液态烃类二次裂解气态烃。如何判识页岩气是干酪根直接降解生成气还是原油裂解气关系着勘探潜力评价和目标区的选取。然而，一个页岩气藏中究竟有多少是干酪根直接降解生成的气，又会有多少是二次裂解气，特别是针对我国南方高-过成熟页岩气目前还未见有相关的定量判识方法。

目前天然气组成的定性判识方法主要由以下几种：(1)C₁/C₂—C₂/C₃图版法：利用干酪根热模拟实验生成的天然气的气体组分进行判别，认为在C₂/C₃接近或相同的条件下，C₁/C₂、C₁/C₃和干燥系数等明显相对较高的天然气为干酪根裂解气，否则为原油裂解气。(2)δ¹³C₂-δ¹³C₃—ln(C₂/C₃)图版法：该方法利用乙烷和丙烷的碳同位素差值结合乙烷、丙烷的含量来判别，认为干酪根初次裂解气δ¹³C₂与δ¹³C₃分馏较大，其差值呈负斜率的近垂直方向总体变大，而ln(C₂/C₃)基本不变；原油裂解气δ¹³C₂与δ¹³C₃分馏较小，其差值基本呈水平方向变化，相反ln(C₂/C₃)值急剧变大。(3)轻烃组成判别：通过对原油和干酪根的热解模拟生气实验中烃类产物中轻烃的组成进行对比研究，这两种裂解气在轻烃组成上存在差别，可以用甲基环己烷/正庚烷和(2-甲基己烷+3-甲基己烷)/正己烷这两项指标来进行判别。一般情况下原油裂解气这两项指标均较高，前者比值大于1.0，后者比值大于0.5，而干酪根裂解气则这两个指标则刚好相反。

整体来看，现有的天然气组成判识方法主要存在以下问题和不足：

1.现有的天然气组成判识方法并不针对页岩气，页岩气的成藏机理与常规天然气存在很大差别，拿现有方法判识页岩气的组成可能产生错误的结论；2.现有的天然气组成判识方法尚处于定性阶段，无法计算出天然气中干酪根裂解气和原油裂解气各自所占的比例；3.现有的天然气组成判识方法均需要丙烷含量数据或者是轻烃组成数据，然而，对于我国南方高-过成熟页岩气来说，页岩气中的烃类主要是甲烷，普遍缺乏丙烷，甚至乙烷含量也只是微量。此外，由于页岩成熟度高，难以获得轻烃数据，因此，现有方法无法用于高-过成熟页岩气组成的判别；4.现有图版是在一定区域或位置的气田气或者一定区域的源岩热解生成气的基础上建立起来的，所以只能适应于某类特定的相似的盆地中气体来源的判识，因此，应用存在很大的局限性。

由此可见，由于页岩气具有成藏机理特殊，页岩成熟度跨度大等特征，现有方法无法适用于页岩气的组成判识，更无法将页岩气中干酪根裂解气和原油裂解气各自所占的比例定量化。总之，如何创设一种操作简便并且能够准确判识页岩气中干酪根裂解气和原油裂解气占比的方法，是当前页岩气领域的重要研究课题。

发明内容

本发明的目的是提供一种操作简便并能够准确判识页岩气中干酪根裂解气和原油裂解气占比的页岩气组成定量判识方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明提供一种页岩气组成定量判识方法，包括如下步骤：