[发明专利]一种煤岩与页岩原位含气性评价方法及系统

权利要求书

1.一种煤岩与页岩原位含气性评价方法，其特征是，包括以下步骤：

根据气体释放行为将取心和现场解吸过程分为五个阶段，并确定各个阶段的时间零点和损失气体时间两个关键参数；

根据关键参数和储层特征对各个阶段中气体解吸、气体逸出进行分析计算；

分析各个阶段的气体解吸量，得到岩心的一系列原位含气量，原位含气量包括总含气量、吸附气量、游离气量；

所述取心和现场解吸过程的阶段划分具体为：

第一阶段：储层压力P小于钻井泥浆重力P_g和大气压力P_a之和，PP_g+P_a；钻井泥浆重力P_g和大气压力P_a阻止气体的逸出，气体没有逸出；随着岩心的上升，P_g+P_a逐渐降低至储层压力P，表明第一阶段终止；

经历时间t₁：P_i＝ρgv(t_d-t₁)sinθ+P_a；

式中，P_i为原始储层压力，MPa；ρ为钻井液密度，g/cm³；v为平均提钻速度，km/min；t_d为岩心在井筒中经历的提钻总时间，min；θ为钻井倾角，°；

第二阶段：储层压力P等于钻井泥浆重力P_g和大气压力P_a之和，P＝P_g+P_a，且大于甲烷的临界解吸压力P_cd，PP_cd；随着岩心的不断抬升，储层压力P逐渐降低，储层压力P突破岩心周围的压力而使游离气体逸出并损失；当储层压力P降低至临界解吸压力时，表明第二阶段终止；经历时间t₂：P_cd＝ρgv(t_d-t₂)sinθ+P_a；

第三阶段：储层压力P等于钻井泥浆重力P_g和大气压P_a之和，P＝P_g+P_a，且小于甲烷的临界解吸压力，P≤P_cd；岩心基质中的吸附气体开始解吸，并开始对气体逸散量有所贡献；

第四阶段：岩心到达地面，且尚未放入解吸罐中；岩心中的气体开始逸出到大气中，直到岩心放入解吸罐中为止；

第五阶段：密封解吸罐中的气体释放开始，且是第四阶段的延续；

在取心和现场解吸过程中，钻井液温度和岩心提升速度恒定；此评价方法估算中高阶煤和海相页岩中的天然气含量。

2.根据权利要求1所述的一种煤岩与页岩原位含气性评价方法，其特征是，所述第二阶段的累积解吸气量具体为：

将一定温度和压力条件下的自由气体浓度转换为标准条件下的自由气体浓度，公式如下：

式中，C_f为过剩吸附量对应的游离气含量，m³/t；Z为气体压缩系数，无因次；Z₀为标准条件下甲烷的压缩系数，0.9976；T₀为标准温度，273.15K；P₀为标准压力，0.101325MP_a；Sw为含水饱和度，％；φ——岩心孔隙度，％；

气体压缩系数Z为：

式中，P_C为临界压力，MPa；T_C为临界温度，K；

第二阶段，t₁≤tt₂，从岩心逸出的累积气体含量为：

式中，Z_i为储层压力下的气体压缩系数，无因次；Z_cd为临界解吸压力下的气体压缩系数，无因次；ρ_a为岩心视密度，g/cm³。