[发明专利]一种评价泥页岩储层各组分赋存吸附态甲烷量方法

说明书

一种评价泥页岩储层各组分赋存吸附态甲烷量方法，属天然气勘探开发领域。该方法评价各温度、压力条件下泥页岩储层各组分赋存吸附态甲烷量。方法步骤：①对同一块岩心样品制备储层样品、富集干酪根、除去有机质、提纯黏土矿物、除去有机质与黏土矿物等子样品；②对制备子样品开展TOC含量、干酪根碳元素含量、X‑衍射全岩、黏土矿物相对量和甲烷等温吸附实验分析，确定单位质量样品中各组分质量；③构建不同温度、各压力下各组分赋存吸附气量评价模型；④利用最小二乘法建立目标函数求解不同温度、各压力下各组分赋存吸附甲烷量，确定各组分Langmuir体积和压力；⑤评价目的层段泥页岩储层各组分在不同温度、各压力下赋存吸附态甲烷量。

技术领域

本发明涉及一种评价泥页岩储层各组分赋存吸附态甲烷量方法，属于天然气勘探开发技术领域。

背景技术

页岩气是主要以吸附和游离等两种状态赋存于具有生烃能力泥页岩等地层中的天然气聚集，吸附气是页岩气储层中页岩气的主要赋存方式之一。在四川盆地及周缘高成熟度海相泥页岩储层中页岩气以甲烷为主。目前国内外地质研究人员认为页岩气储层中所赋存的吸附气含量至少占页岩气总含气量的40%，尤其是在常压页岩气储层中吸附气所占的比例更高，吸附气含量对页岩气资源量的贡献具有举足轻重作用。此外随着页岩气被开采，储层孔隙流体压力降低，吸附态页岩气解吸为游离态，对缓解页岩气储层压力迅速降低和维持页岩气井生产周期具有重要作用。因此，页岩气储层中所赋存吸附气含量直接影响页岩气储层的含气量，是计算页岩气资源量、优选有利区和制定页岩气井开发方案的重要指标。目前，评价页岩气储层赋存吸附气含量的实验方法主要是借鉴研究煤层气的等温吸附实验。等温吸附实验是引用GB/T 9560-2004煤的高压等温吸附试验方法，评价页岩气储层赋存吸附气的能力，即最大的赋存吸附气含量。等温吸附实验是将一定粒度（60-80目）的页岩样品置于密封容器中，测定其在相同温度、不同压力条件下达到吸附平衡时所吸附的甲烷等试验气体的体积；然后根据Langmuir单分子层吸附理论，通过理论计算出表征页岩气对甲烷等试验气体吸附特性的兰氏体积V_L，兰氏压力P_L，以及等温吸附曲线。除了等温吸附实验外，页岩气勘探研究方面还采用岩心现场解析实验和测井解释等定量评价页岩气储层赋存吸附气量。但是，等温吸附实验、岩心现场解析实验和测井解释等三种方法的分析费用相对比较昂贵，前两种方法需要在钻井时进行取心操作，并进行大量样品分析，测井解释评价页岩气吸附页岩气能力方法的核心技术垄断在斯伦贝谢等跨国公司手中。

为此，本发明通过对同一块岩心样品制备储层样品、富集干酪根、除去有机质、提纯黏土矿物、除去有机质与黏土矿物等样品，开展TOC含量、干酪根碳元素含量、X-衍射全岩、黏土矿物相对量和甲烷等温吸附等实验分析。构建不同温度、各压力下各组分赋存吸附气量评价模型。利用最小二乘法建立目标函数求解不同温度、各压力下各组分赋存吸附甲烷量，确定各组分Langmuir体积和压力。在此基础上评价目的层段泥页岩储层各组分在不同温度、各压力下赋存吸附态甲烷量。

发明内容

本发明的目的是：提供一种评价泥页岩储层各组分赋存吸附态甲烷量方法，实现对各温度、压力条件下页岩气储层中有机质、各黏土矿物和各其它矿物赋存吸附态甲烷量进行评价。克服现有技术、方法操作复杂和费用高昂的缺点。

本发明采用的技术方案是：一种评价泥页岩储层各组分赋存吸附态甲烷量方法，其特征在于：

步骤1：对同一块岩心样品分别制备储层样品、富集干酪根样品、除去有机质的储层样品、提纯黏土矿物样品、除去有机质与黏土矿物的储层样品等5块子样品，这5块子样品的编号分别为1、2、3、4和5；