[发明专利]一种粉砂质页岩中游离气定量测定方法

说明书

本发明公开了页岩气含量检测领域，特别涉及一种粉砂质页岩中游离气定量测定方法。本发明的技术方案中，变换利用解吸气恢复损失气的思路，改用孔隙结构分析法来表征游离气及吸附气。选取岩心数据较全的井作为样本井开展取样实验分析，针对不同层位的粉砂质页岩采样后，做了多组低温氮气吸附实验及氦气法孔隙度实验，并结合气测录井参数、密度曲线来表征含气性特征，建立起气测全烃与游离气之间的线性相关关系，通过线性相关关系得到粉砂质页岩中游离气的定量的数据。

技术领域

本发明涉及页岩气含量检测领域，特别涉及一种粉砂质页岩中游离气定量测定方法。

背景技术

页岩气含气量一直都是页岩气勘探评价过程中的核心参数，页岩气具有两种赋存状态，分别为游离气和吸附气，随着温度、压力的变化，赋存状态及吸附、游离比例随之发生变化。目前，页岩现场含气量实验总含气量可根据取心的不同阶段，划分为解析气、损失气和残余气。由于残余气需要破碎岩心让死孔隙内的气体逸散，且残余气的气量较小，破碎过程中热膨胀效应会造成残余气量读取误差较大，因此大多将含气量归为解析气和损失气。

通常利用吸附气解吸附的过程预测恢复损失气，目前常见的包括USBM法，曲线法，Smith-Williams法等。这些方法对于测试富有机质页岩和煤岩储层等吸附性较好的岩类具有良好的适应性。富有机质页岩和煤岩储层中，游离气的比重较小，吸附气的比重较大，因此，通过吸附气解吸附实验得到的曲线反推游离气量产生的误差较小。

但是对于粉砂质页岩这类吸附性不强的岩类，由于游离气含量较吸附气含量高，最终通过实验法得到的解析气量较低，从而导致恢复的含气量与测井过程中得到的气测全烃的参数并不匹配，实验误差较大，无法客观的评价储层的含气量；因此需要对粉砂质页岩的含气机理进行分析，形成新的定量测定方法，对于指导页岩储层评价、储量计算提供有力的证据。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中所存在的现有页岩中损失气恢复方法不适用于粉砂质类页岩含气量的计算，存在较大的误差的不足，提供一种粉砂质页岩中游离气定量测定方法。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种粉砂质页岩中游离气定量测定方法，包括如下步骤：

步骤1、岩石取心得到的样品，针对若干个层位的粉砂质页岩进行采样，进行氮气吸附实验；利用BET模型，得到岩石表面的单分子层饱和吸附气量V_m；

步骤2、根据孔隙度岩石密度ρ_r的参数，能够得到游离气体V_free的计算公式为：

步骤3、将气测全烃曲线测定出总气量与步骤2中的游离气V_free建立线性相关关系，根据V_free-T_G关系式，得到游离气体的含气量。

本发明的技术方案中，变换利用解吸气恢复损失气的思路，改用孔隙结构分析法来表征游离气及吸附气。选取岩心数据较全的井作为样本井开展取样实验分析，针对不同层位的粉砂质页岩采样后，做了多组低温氮气吸附实验及氦气法孔隙度实验，并结合气测录井参数、密度曲线来表征含气性特征，建立起气测全烃与游离气之间的线性相关，通过线性相关关系得到粉砂质页岩中游离气的定量的数据。

BET模型是岩石表面在低温下发生物理吸附，是目前被公认为测量固体比表面的标准方法。其假设物理吸附是按多层方式进行，吸附平衡时，测量平衡吸附压力和吸附气体量。所以吸附法测得的表面积实质上是吸附质分子所能达到的岩石的表面积之和。

作为本发明的优选技术方案，BET吸附等温方程为：

其中，V_m：单分子层饱和吸附量吸附气量；

V：吸附气体的体积；