[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

说明书

本发明公开了一种快速预测不同深度页岩储层吸附甲烷能力的方法，基于吸附势和吸附相体积关系曲线的唯一性，从理论上推导出了利用已知页岩样品单一吸附曲线求取不同深度页岩储层等温吸附模型参数的计算公式和计算方法，结合求得的吸附模型参数和目标深度页岩储层压力可快速预测出页岩储层吸附甲烷能力。本方法操作简便，除了用于快速预测不同深度页岩储层吸附甲烷能力外，还可用于快速预测不同深度煤层吸附甲烷能力，在页岩气及煤层气勘探开发中具有广泛的应用价值。

技术领域

本发明涉及非常规天然气勘探开发技术领域，尤其涉及一种快速预测不同深度页岩储层吸附甲烷能力的方法。

背景技术

页岩储层吸附甲烷能力的确定是页岩气藏勘探开发的先导性和基础性工作，对于页岩气藏储量计算和开发方案编制具有重要影响。在页岩气探井钻探现场，可通过取芯进行解吸测试获得页岩储层吸附甲烷能力，但是在岩芯从地层取出井筒过程中逸散的甲烷难以准确估算。此时，通过室内等温吸附实验测试页岩储层吸附甲烷能力成为一种可行的选择。

然而，室内等温吸附实验对仪器设备精度要求较高，且整个测试过程中各压力点下达到吸附解吸动态平衡所需时间较长，有时一个样品的测试周期长达一周，这些因素导致页岩等温吸附实验成本高昂且耗时耗力。此外，通过等温吸附实验只能获得某一特定温度下的吸附曲线，而页岩储层在纵向上存在温度梯度，因此想要计算不同深度页岩储层吸附甲烷能力必然要求在更多测试温度下开展等温吸附实验，其工作量和测试费用也随之大大增加。因此，有必要开展不同深度页岩储层吸附甲烷能力预测研究工作，以便快速低成本获取页岩气藏储量等参数，为页岩气藏勘探评价及开发提供有力支撑。

发明内容

本发明主要是克服现有技术中的不足之处，本发明的目的是提供一种快速预测不同深度页岩储层吸附甲烷能力的方法。

为达到以上技术目的，本发明采用以下技术方案：

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；

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。