[发明专利]一种确定页岩含气量的方法及装置

权利要求书

1.一种确定页岩含气量的方法，其特征在于，所述页岩中包括有机质和黏土矿物，所述方法提供有所述有机质的等温吸附数据和所述黏土矿物的等温吸附数据，以及目的页岩储层中钻井位置处的地层参数信息；其中，所述地层参数信息包括地层压力和地层温度；所述方法包括：

分别对所述有机质的等温吸附数据和所述黏土矿物的等温吸附数据进行拟合处理，得到所述有机质的吸附气量图版和所述黏土矿物的吸附气量图版；其中，所述吸附气量图版用于表征吸附气量与温度、压力的关联关系；

从所述有机质的吸附气量图版中分别确定所述有机质在所述地层温度和所述地层压力下的有机质吸附量，以及从所述黏土矿物的吸附气量图版中确定所述黏土矿物在所述地层温度和所述地层压力下的黏土矿物吸附量；

基于所述有机质吸附量、所述黏土矿物吸附量和所述地层参数信息，确定所述目的页岩储层中钻井位置处的页岩含气量；

其中，分别对所述有机质的等温吸附数据和所述黏土矿物的等温吸附数据进行拟合处理，得到所述有机质的吸附气量图版和所述黏土矿物的吸附气量图版，包括：采用预设吸附模型分别对所述有机质的等温吸附数据和所述黏土矿物的等温吸附数据进行拟合处理，确定在指定温度下所述有机质对应的吸附控制参数和所述黏土矿物对应的吸附控制参数；根据所述预设吸附模型和在指定温度下所述有机质对应的吸附控制参数，确定所述有机质的吸附气量图版；以及根据所述预设吸附模型和在指定温度下所述黏土矿物对应的吸附控制参数，确定所述黏土矿物的吸附气量图版。

2.根据权利要求1所述的一种确定页岩含气量的方法，其特征在于，所述黏土矿物包括蒙脱石、伊利石、绿泥石、高岭石和伊蒙混层中至少一种矿物；

相应的，所述黏土矿物的等温吸附曲线数据包括蒙脱石、伊利石、绿泥石、高岭石和伊蒙混层中至少一种矿物的等温吸附曲线数据。

3.根据权利要求1所述的一种确定页岩含气量的方法，其特征在于，所述吸附控制参数包括兰氏体积、兰氏结合常数、压力指数和特征体积；所述兰氏结合常数用于反映气体分子在所述有机质或所述黏土矿物中的吸附速率与脱附速率的比值；所述压力指数表示与温度、页岩孔隙分布相关联的模型参数；所述特征体积表示单个吸附相甲烷分子所占据的体积。

4.根据权利要求3所述的一种确定页岩含气量的方法，其特征在于，可以采用下述公式表征所述预设吸附模型：

其中，G_ex表示所述有机质的吸附气量或所述黏土矿物的吸附气量，G_L表示所述兰氏体积，b表示所述兰氏结合常数，P表示压力，n表示所述压力指数，V_m表示所述特征体积；ρ_g表示甲烷气体的密度，M表示甲烷气体的分子摩尔质量，N_A表示阿伏伽德罗常数。

5.根据权利要求1所述的一种确定页岩含气量的方法，其特征在于，所述基于所述有机质吸附量、所述黏土矿物吸附量和所述地层参数信息，确定所述目的页岩储层中钻井位置处的页岩含气量，包括：

基于所述有机质吸附量、所述黏土矿物吸附量、所述地层参数信息中有机质的含量和黏土矿物的含量，以及所述地层参数信息中的含水饱和度，确定所述目的页岩储层中钻井位置处的吸附气量；

基于所述地层参数信息中的孔隙度、含气饱和度、页岩密度和甲烷的体积系数，确定所述目的页岩储层中钻井位置处的游离气量；

根据所述目的页岩储层中钻井位置处的吸附气量和游离气量，确定所述目的页岩储层中钻井位置处的页岩含气量。

6.根据权利要求5所述的一种确定页岩含气量的方法，其特征在于，采用下述公式确定所述目的页岩储层中钻井位置处的吸附气量：

其中，G_a表示所述目的页岩储层中钻井位置处的吸附气量，γ表示所述含水饱和度，m_TOC表示有机质的含量，G_TOC表示所述有机质吸附量，χ表示所述页岩中有机质的纯度系数，m_i表示所述黏土矿物中第i种矿物的含量，G_i表示所述黏土矿物中第i种矿物的吸附量。