[发明专利]一种快速预测不同深度页岩储层吸附甲烷能力的方法

权利要求书

1.一种快速预测不同深度页岩储层吸附甲烷能力的方法，其特征在于，所述计算方法包括以下步骤：

S1：将泥页岩样品粉碎制备成60-80目的颗粒；

S2：将上述样品颗粒放置于恒温箱中，每隔24小时用微量电子天平称量一次，直到相邻两次称量样品的质量变化小于2％为止，此步骤的目的是烘干样品中的水分；

S3：将上述烘干后的样品迅速装入样品缸并连续抽真空，利用真空条件进一步去除样品吸附的杂质气体和水分；

S4：采用容积法或重量法等温吸附实验装置，在恒定参考温度T₀下测试上述样品在不同压力下的过剩吸附量，获得过剩吸附量随压力变化曲线；

S5：利用修正的超临界Langmuir等温吸附模型拟合步骤S4中实验测得的过剩吸附量数据，获得参考温度T₀下的Langmuir体积V_L0、Langmuir压力P_L0和吸附相甲烷密度ρ_ad；

S6：在NIST化学数据库中查询获得当温度为T₀、压力为P_L0时的自由相甲烷密度ρ_g0；

S7：假定预测储层深度为h，温度为T_x，甲烷在该深度处页岩储层中的吸附曲线对应的Lanmguir压力为P_Lx，计算出与之相对应的自由相甲烷密度为ρ_gx；

其中，步骤S7所述自由相甲烷密度ρ_gx的计算公式如下：

上式中，T₀表示实验参考温度，K；T_x表示页岩储层深度为h时对应的储层温度，K；ρ_g0为参考温度T₀时的实验数据拟合获得的Langmuir压力P_L0下的自由相甲烷密度，g/cm³；ρ_ad为吸附相甲烷密度，g/cm³；ρ_gx表示页岩储层深度为h时，在储层温度T_x和对应的Langmuir压力P_Lx下的自由相甲烷密度，g/cm³；需要注意的是，此时P_Lx是未知的；ρ_g0由步骤S6查询获得；

S8：利用P-R真实气体状态方程，结合步骤S7中计算得到的自由相甲烷密度ρ_gx和储层温度T_x，计算出对应的Langmuir压力P_Lx；

S9：获得预测储层压力P_x，利用上述步骤得到的Langmuir等温吸附模型参数计算页岩储层吸附甲烷能力。

2.如权利要求1中所述的一种快速预测不同深度页岩储层吸附甲烷能力的方法，其特征在于，所述步骤S1中将泥页岩样品粉碎的方法可以参照GB/T19560-2008标准。

3.如权利要求1中所述的一种快速预测不同深度页岩储层吸附甲烷能力的方法，其特征在于，所述步骤S2中恒温箱中的温度设置为80℃，所述步骤S3中连续抽真空的时间为24小时。

4.如权利要求1中所述的一种快速预测不同深度页岩储层吸附甲烷能力的方法，其特征在于，所述步骤S5中修正的超临界Langmuir等温吸附模型：

式中，V_ex为步骤S4中实验测得的过剩吸附量，cm³/g；V_L为Langmuir体积，cm³/g；P_L为Langmuir压力，MPa；P为吸附解吸平衡压力，MPa；ρ_ad为吸附相甲烷密度，g/cm³；ρ_g为自由相甲烷密度，g/cm³；不同压力点下的自由相甲烷密度ρ_g从NIST化学数据库中查询获得，在该数据库中只需要输入温度和压力即可准确获得自由相甲烷密度值；所述步骤S6中的自由相甲烷密度ρ_g0也是在NIST化学数据库中直接输入温度T₀和压力P_L0准确获得。