[发明专利]一种煤岩与页岩原位含气性评价方法及系统

说明书

本发明公开了一种煤岩与页岩原位含气性评价方法及系统，涉及石油天然气勘探和开发技术领域，解其技术方案要点是：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析量，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。本发明将取心和解吸过程分为五个阶段，并综合考虑了不同时间内仅游离气以及吸附、游离气的气体释放行为。通过此方法精确确定时间零点和损失气体时间这两个参数，能够更加准确的表征岩心在井眼提升过程中甲烷气体逸散规律。

技术领域

本发明涉及石油天然气勘探和开发技术领域，更具体地说，它涉及一种煤岩与页岩原位含气性评价方法及系统。

背景技术

随着世界油气能源供给的日趋紧张和常规油气勘探开发形势的日趋严峻，非常规油气已引起人们的高度重视。包括煤层气、页岩气在内的非常规油气在现有经济技术条件下展示了巨大的潜力，全球油气资源将迎来再次高峰。近十年来，煤层气和页岩气的勘探开发得到了广泛和深入地研究。随着煤层气和页岩气资源对能源供应的重要性逐步提高，人们对煤层气和页岩气资源储量的评估越来越感兴趣。大量的研究表明，储层中的煤层气和页岩气受多种地质因素影响，包括地质结构、沉积环境、水动力条件、埋深、温压条件、储层物性、物质组成等，导致原位储层中气体含量有着强烈的横向/纵向非均质异性。煤岩与页岩原位含气量常用于天然气资源量的估算或者作为储层模型和生产模拟的关键输入参数之一，此外也是影响天然气资源开发经济潜力的关键储层参数之一。因此，国内外学者对原位含气量估算非常重视，长期以来将此作为一个重要的研究方向。

人们普遍认为，煤层气和页岩气主要以吸附、游离和溶解态赋存于地下储层中。通常情况下，吸附气是煤层气中的主要成分，特别是在中-高阶煤中；而在低阶煤中，游离气和溶解气的存在则不能忽略。与煤层气相比，页岩储集层中甲烷以吸附态和游离态共存，其中吸附气占总气的20％-85％。在成熟度较高的海相页岩中可忽略溶解气，陆相页岩中不可忽略。总体而言，吸附气和游离气在中高阶煤和海相页岩中占主导地位，页岩中游离气浓度比煤岩中的要高得多。由于吸附气和游离气的传输机制不同，它们的含量直接影响气体的产生。为此，测定总气体含量、吸附气和游离气含量对煤层气和页岩气的高效开采至关重要。

在此背景下，如何研究设计一种煤岩与页岩原位含气性评价方法及系统是我们目前急需解决的问题，这对煤岩、页岩含气量资源潜力的客观评估、产量的科学计算以及有利目标层位和地区的筛选有着重要作用。

发明内容

为克服现有技术中的不足，本发明的目的是提供一种煤岩与页岩原位含气性评价方法及系统，本发明介绍了一种新的原位含气量恢复方法，即过程分析法，该方法理想地将取心和解吸过程分为五个阶段，并综合考虑了不同时间内仅游离气以及吸附、游离气的气体释放行为。本发明对煤岩/页岩含气量资源潜力的客观评估、产量的科学计算以及有利目标层位/地区的筛选有着重要作用。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

第一方面，提供了一种煤岩与页岩原位含气性评价方法及系统，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析量，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。

进一步的，所述取心和现场解吸过程的阶段划分具体为：