CN103411848A - 一种泥页岩吸附页岩气能力评价方法 - Google Patents

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一种泥页岩吸附页岩气能力评价方法，属于石油、地质、矿业勘探开发技术领域。该方法可以计算地层温度下泥页岩储层吸附页岩气的能力，弥补目前现场岩心解析和等温吸附实验费用昂贵的问题。该方法的步骤为：对同一套泥页岩储层不同深度的若干样品分别测定有机质含量、粘土矿物含量和其它矿物含量；对上述泥页岩样品进行等温吸附实验，测定泥页岩样品在地层温度下的兰氏体积；结合上述泥页岩样品的有机质、粘土矿物、其它矿物含量和兰氏体积，建立方程组求解有机质、粘土矿物和其它矿物在地层温度下吸附页岩气的能力；结合其它深度点的有机碳、粘土矿物和其它矿物含量，计算对应深度点泥页岩吸附页岩气的兰氏体积。

Description

一种泥页岩吸附页岩气能力评价方法
技术领域
本发明涉及一种泥页岩吸附页岩气能力评价方法，属于石油、地质、矿业勘探开发技术领域。
背景技术
页岩气是主体以吸附和游离状态赋存于具有生烃能力的泥岩及页岩等地层中的天然气聚集，吸附作用是页岩气赋存的重要机理之一。目前国内外学者普遍认为泥页岩中吸附气含量至少占泥页岩总含气量的 40%，吸附气对页岩气资源量的贡献具有举足轻重的作用。泥页岩吸附页岩气能力直接影响着泥页岩储层的总含气量，是计算页岩气资源量和有利区优选的重要评价参数。分析泥页岩吸附页岩气能力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，评价泥页岩吸附页岩气的能力。等温吸附实验是将粒度为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泥页岩对甲烷等试验气体吸附特性的兰氏体积VL，兰氏压力PL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泥页岩的总含气量。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，测井解释评价泥页岩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，本发明通过对泥页岩样品进行有机碳含量分析、X-衍射全岩分析和X-衍射粘土矿物相对含量分析，结合等温吸附实验，定量计算泥页岩储层中有机质、粘土矿物和其它矿物等对页岩气的吸附能力，并外推到研究区同一套埋深和热演化程度相近的泥页岩，评价泥页岩吸附页岩气的能力。该方法易于操作、费用低廉。
发明内容
本发明的目的是：提供一种泥页岩吸附页岩气能力评价方法，实现对泥页岩吸附页岩气能力的定量评价。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：泥页岩吸附页岩气能力评价方法，其特征在于：
    步骤1：对同一套泥页岩储层不同深度的若干块（不少于3块）样品进行有机碳含量分析、X-衍射全岩分析和X-衍射粘土矿物相对含量分析，确定每块样品单位质量M的泥页岩中有机质含量（M有机质1、M有机质2、M有机质3、…M有机质n）、粘土矿物含量(M粘土1、M粘土2、M粘土3、…M粘土n)和其它矿物含量(M其它1、M其它2、M其它3、…M其它n)，有机质含量、粘土矿物含量和其它矿物含量的单位为g，n为样品的编号；
步骤2：同时对上述若干块泥页岩样品进行等温吸附实验，实验温度为泥页岩储层地层温度，测定在地层温度下的兰氏体积(VL1、VL2、VL3、…VLn)，兰氏体积VL的单位是mL/g，n为样品的编号；
步骤3：假设该套泥页岩储层中单位质量的有机质、粘土矿物和其它矿物在地层温度下吸附页岩气的能力分别为Q有机质、Q粘土、和Q其它，结合各个泥页岩样品的有机质、粘土矿物、其它矿物含量和兰氏体积VL，建立如下方程组：         
Figure 2013103135203100002DEST_PATH_IMAGE001
在保证误差最小的情况下求解有机质、粘土矿物和其它矿物在地层温度下吸附页岩气的能力Q有机质、Q粘土、和Q其它，Q有机质、Q粘土、和Q其它的单位均为mL/g；
步骤4：根据步骤3求取单位质量的有机质、粘土矿物和其它矿物在地层温度下吸附页岩气的能力Q有机质、Q粘土、和Q其它，结合该套泥页岩储层其它深度点的有机质含量M有机质、粘土矿物含量M粘土和其它矿物含量M其它，按下列公式计算对应深度点泥页岩吸附页岩气的兰氏体积VL,
Figure 2013103135203100002DEST_PATH_IMAGE002
有机质、粘土矿物和其它矿物吸附页岩气的能力Q有机质、Q粘土、和Q其它的单位均为mL/g, 有机质含量M有机质、粘土矿物含量M粘土和其它矿物含量M其它的单位均为g，泥页岩吸附页岩气的兰氏体积VL的单位为mL/g。
本发明的有益效果：本发明泥页岩吸附页岩气能力评价方法，实现了对泥页岩吸附页岩气能力的定量评价,而且该评价方法易于操作、费用低廉，所评价的泥页岩吸附页岩气能力是页岩气勘探和开发中所必需的重要参数。
附图说明
图1是本发明的流程图。
图2是采用本发明对泥页岩层段吸附页岩气能力评价结果。
具体实施方式：
实施例1：如图1所述，一种泥页岩吸附页岩气能力评价方法，含有以下步骤；
     步骤1：选取同一套泥页岩储层不同深度的4块样品进行有机碳含量分析、X-衍射全岩分析和X-衍射粘土矿物相对含量分析，确定这4块样品每100g的泥页岩中有机质含量M有机质1、M有机质2、 M有机质3、M有机质4分别为2.24g、6.67g、6.81g和8.00g，粘土矿物含量M粘土1、M粘土2、M粘土3、M粘土4分别为9.78g、16.80g、17.71g和14.88g，其它矿物含量M其它1、M其它2、M其它3、M其它n分别为87.98g、76.53g、75.48g和77.12g。
步骤2：同时对上述4块泥页岩样品进行等温吸附实验，实验温度为泥页岩地层温度（60℃），测定这4块泥页岩样品在地层温度下的兰氏体积VL1、VL2、VL3、VLn分别为1.45mL/g、3.07mL/g、3.16mL/g和4.02mL/g。
步骤3：假设该套泥页岩地层中单位质量的有机质、粘土矿物和其它矿物在地层温度下吸附页岩气的能力分别为Q有机质、Q粘土、和Q其它，结合各个泥页岩样品的有机质、粘土矿物、其它矿物含量和兰氏体积VL，建立如下方程组：
Figure 2013103135203100002DEST_PATH_IMAGE003
在保证误差最小的情况下求解有机质、粘土矿物和其它矿物在地层温度下吸附页岩气的能力Q有机质、Q粘土、和Q其它分别为36.98mL/g、3.05mL/g和0.35mL/g。
步骤4：根据步骤3求取单位质量的有机质、粘土矿物和其它矿物在地层温度下吸附页岩气的能力Q有机质、Q粘土、和Q其它，计算另外一个深度点泥页岩吸附页岩气的能力，该深度点100g泥页岩样品中有机质含量M有机质、粘土矿物含量M粘土和其它矿物含量M其它分别为5.28g，28.39g和66.33g，按照下列公式计算该深度点泥页岩吸附页岩气的兰氏体积VL为3.05mL/g，
Figure 2013103135203100002DEST_PATH_IMAGE004
。
按照上述实施例1的方法，对我国南方四川盆地周缘某区块牛蹄塘组泥页岩储层吸附页岩气能力进行评价，评价结果绘制成图2。

Claims (1)

1.一种泥页岩吸附页岩气能力评价方法，其特征在于：
    步骤1：对同一套泥页岩储层不同深度的若干块（不少于3块）样品进行有机碳含量分析、X-衍射全岩分析和X-衍射粘土矿物相对含量分析，确定每块样品单位质量M的泥页岩中有机质含量（M有机质1、M有机质2、M有机质3、…M有机质n）、粘土矿物含量(M粘土1、M粘土2、M粘土3、…M粘土n)和其它矿物含量(M其它1、M其它2、M其它3、…M其它n)，有机质含量、粘土矿物含量和其它矿物含量的单位为g，n为样品的编号；
步骤2：同时对上述若干块泥页岩样品进行等温吸附实验，实验温度为泥页岩地层温度，测定在地层温度下的兰氏体积(VL1、VL2、VL3、…VLn), 兰氏体积VL的单位是mL/g，n为样品的编号；
步骤3：假设该套泥页岩储层中单位质量的有机质、粘土矿物和其它矿物在地层温度下吸附页岩气的能力分别为Q有机质、Q粘土、和Q其它，结合各个泥页岩样品的有机质、粘土矿物、其它矿物含量和兰氏体积VL，建立如下方程组：
在保证误差最小的情况下求解有机质、粘土矿物和其它矿物在地层温度下吸附页岩气的能力Q有机质、Q粘土、和Q其它，Q有机质、Q粘土、和Q其它的单位均为mL/g；
步骤4：根据步骤3求取单位质量的有机质、粘土矿物和其它矿物在地层温度下吸附页岩气的能力Q有机质、Q粘土、和Q其它，结合该套泥页岩储层其它深度点单位质量为M的泥页岩中有机质含量M有机质、粘土矿物含量M粘土和其它矿物含量M其它，按下列公式计算对应深度点泥页岩吸附页岩气的兰氏体积VL，
Figure 741203DEST_PATH_IMAGE004
有机质、粘土矿物和其它矿物吸附页岩气的能力Q有机质、Q粘土、和Q其它的单位均为mL/g，有机质含量M有机质、粘土矿物含量M粘土和其它矿物含量M其它的单位均为g，泥页岩吸附页岩气的兰氏体积VL的单位为mL/g。
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