[发明专利]富有机质泥页岩含氢组分、孔隙度及孔径的评价方法

说明书

本发明属于油气开发技术领域，公开了一种富有机质泥页岩含氢组分、孔隙度及孔径的评价方法，根据干酪根、含吸附油干酪根、不同含水态粘土矿物、泥页岩、泥页岩干样、饱和油岩样、饱和水岩样的核磁共振T1‑T2谱差异，建立富含有机质泥页岩各含氢组分的划分方案及流体组分的定量表征方法；以饱和油后富有机质泥页岩的T2谱为目标，以泥页岩干样的T2谱为基底，去基底反演得到孔隙内油的T2谱，并以此T2谱为基础，评价富含有机质泥页岩的孔隙度和孔径分布。本发明与常规方法相比表现出较高的创新性和可信性，有助于完善核磁共振在泥页岩岩石物理测定方面的分析。

技术领域

本发明属于油气开发技术领域，尤其涉及一种富有机质泥页岩含氢组分、孔隙度及孔径的评价方法。

背景技术

目前，业内常用的现有技术是这样的：

页岩油气是指已经生成但滞留于泥页岩层系微-纳米级孔隙中的烃类，近年来，因其资源量巨大而受到广泛关注，作为页岩油勘探初期阶段，富含有机质的泥页岩(TOC>2％)层系内页岩油为经济可采的首要研究对象。与常规砂岩储层相比，富含有机质泥页岩表现出含氢组分复杂(高粘土矿物、富有机质)、致密(低孔低渗)等特点，导致常规核磁共振评价方法在富含有机质泥页岩含氢组分识别、孔隙度及孔径分布表征方面存在着局限性。

对于岩石中含氢组分核磁共振信号的识别，目前主要基于信号屏蔽法和二维核磁法 (Kausik et al.,2011；Cao et al.,2012；Gannaway.2014；Karimi et al.,2015；Washburn et al.,2015；Daigle et al.,2016；Korb et al.,2014；Mansoor et al.,2016；Nicot et al.,2016)。信号屏蔽法是对泥页岩浸泡氯化锰溶液(MnCl2)或者饱和重水(D2O)，使核磁共振只检测到油的信号。

(1)该基于信号屏蔽法和二维核磁法主要存在问题是：①当氯化锰或者重水不能进入小孔或者死孔时，水的信号可能屏蔽不掉；②湖相泥页岩富含粘土矿物，Mn2+会与一些粘土矿物发生水解反应破坏孔隙结构(Wang et al.,2003)；③该方法仅对油水信号进行分离，而无法区分干酪根的信号。二维核磁法是在横向弛豫(T2)基础上对另外一个参数(扩散系数 D、纵向弛豫时间T1和磁场梯度G)进行测定，根据不同组分的核磁响应的差异性对各组分进行分离。对于常规储层来说，最常见的是D-T2法，但泥页岩的孔隙致密，且顺磁性物质较多，该方法难以取得较好的效果(Kausik et al.,2011；Washburn et al.,2015)。针对泥页岩含氢组分的区分，目前国外学者使用较多的是核磁共振T1-T2谱技术(Kausik etal., 2011；Washburn et al.,2015；Korb et al.,2014)，但对于泥页岩中吸附态和游离态的流体组分的区分鲜有研究，同时其研究对象为海相泥页岩，能否适用于中国富粘土的陆相页岩仍值得商榷。

在泥页岩孔隙度和孔径分布评价方面，国内外学者做了较多的尝试(Yao et al.,2010； Rylander et al.,2013；Hinai et al.,2014；Saidian 2014；许浩等，2014；Tan etal., 2015；张鹏飞等，2016；高明哲等，2016；邹贤利等，2016；宁传祥等，2017)。目前已形成的实验流程是对泥页岩饱和水后，利用氦气法孔隙度的测试结果优选核磁共振实验的测试参数(主要对象为TE和TW)，并以此测定饱和水状态下泥页岩T2谱，估算泥页岩孔隙度和孔径分布(李太伟等，2012；孙军昌等，2012；周尚文等，2016；高明哲等，2016)。