CN108106964A - 一种确定页岩含气量的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例公开了一种确定页岩含气量的方法及装置。所述方法包括：分别对有机质的等温吸附数据和黏土矿物的等温吸附数据进行拟合处理，得到有机质的吸附气量图版和黏土矿物的吸附气量图版；其中，吸附气量图版用于表征吸附气量与温度、压力的关联关系；从有机质的吸附气量图版中分别确定有机质在地层温度和地层压力下的有机质吸附量，以及从黏土矿物的吸附气量图版中确定黏土矿物在地层温度和地层压力下的黏土矿物吸附量；基于有机质吸附量、黏土矿物吸附量和地层参数信息，确定目的页岩储层中钻井位置处的页岩含气量。本申请实施例提供的技术方案，可以提高所确定的页岩含气量的准确度。
Description
技术领域
本申请涉及页岩气勘探开发技术领域，特别涉及一种确定页岩含气量的方法及装置。
背景技术
页岩气作为一种新型非常规天然气能源其勘探开发越来越受重视，页岩气的赋存形式包括：游离态、吸附态、溶解态和固溶态，且以游离态和吸附态为主。因此，预测游离气和吸附气含量对评价页岩气的资源潜力具有重要的意义。
作为与常规天然气存在重大差异的吸附态页岩气，目前确定页岩吸附气含量的模型通常是Langmuir吸附模型，然而，这种模型仅考虑了页岩中有机质对气体的吸附作用，并仅是定性地对页岩含气量进行预测，从而导致预测出的含气量准确性不高，难以对实际生产进行指导生产。
针对上述问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本申请实施例的目的是提供一种确定页岩含气量的方法及装置，以提高所确定的页岩含气量的准确度。
为解决上述技术问题，本申请实施例提供一种确定页岩含气量的方法及装置是这样实现的：
一种确定页岩含气量的方法，所述页岩中包括有机质和黏土矿物，所述方法提供有所述有机质的等温吸附数据和所述黏土矿物的等温吸附数据，以及目的页岩储层中钻井位置处的地层参数信息；其中，所述地层参数信息包括地层压力和地层温度；所述方法包括：
分别对所述有机质的等温吸附数据和所述黏土矿物的等温吸附数据进行拟合处理，得到所述有机质的吸附气量图版和所述黏土矿物的吸附气量图版；其中，所述吸附气量图版用于表征吸附气量与温度、压力的关联关系；
从所述有机质的吸附气量图版中分别确定所述有机质在所述地层温度和所述地层压力下的有机质吸附量，以及从所述黏土矿物的吸附气量图版中确定所述黏土矿物在所述地层温度和所述地层压力下的黏土矿物吸附量；
基于所述有机质吸附量、所述黏土矿物吸附量和所述地层参数信息，确定所述目的页岩储层中钻井位置处的页岩含气量。
优选方案中，所述黏土矿物包括蒙脱石、伊利石、绿泥石、高岭石和伊蒙混层中至少一种矿物；
相应的，所述黏土矿物的等温吸附曲线数据包括蒙脱石、伊利石、绿泥石、高岭石和伊蒙混层中至少一种矿物的等温吸附曲线数据。
优选方案中，所述分别对所述有机质的等温吸附数据和所述黏土矿物的等温吸附数据进行拟合处理，得到所述有机质的吸附气量图版和所述黏土矿物的吸附气量图版，包括：
采用预设吸附模型分别对所述有机质的等温吸附数据和所述黏土矿物的等温吸附数据进行拟合处理，确定在指定温度下所述有机质对应的吸附控制参数和所述黏土矿物对应的吸附控制参数；
根据所述预设吸附模型和在指定温度下所述有机质对应的吸附控制参数，确定所述有机质的吸附气量图版；以及根据所述预设吸附模型和在指定温度下所述黏土矿物对应的吸附控制参数，确定所述黏土矿物的吸附气量图版。
优选方案中，所述吸附控制参数包括兰氏体积、兰氏结合常数、压力指数和特征体积；所述兰氏结合常数用于反映气体分子在所述有机质或所述黏土矿物中的吸附速率与脱附速率的比值；所述压力指数表示与温度、页岩孔隙分布相关联的模型参数；所述特征体积表示单个吸附相甲烷分子所占据的体积。
优选方案中，可以采用下述公式表征所述预设吸附模型：
其中，Gex表示所述有机质的吸附气量或所述黏土矿物的吸附气量，GL表示所述兰氏体积，b表示所述兰氏结合常数，P表示压力，n表示所述压力指数，Vm表示所述特征体积；ρg表示甲烷气体的密度，M表示甲烷气体的分子摩尔质量，NA表示阿伏伽德罗常数。
优选方案中，所述基于所述有机质吸附量、所述黏土矿物吸附量和所述地层参数信息，确定所述目的页岩储层中钻井位置处的页岩含气量，包括：
基于所述有机质吸附量、所述黏土矿物吸附量、所述地层参数信息中有机质的含量和黏土矿物的含量，以及所述地层参数信息中的含水饱和度，确定所述目的页岩储层中钻井位置处的吸附气量；
基于所述地层参数信息中的孔隙度、含气饱和度、页岩密度和甲烷的体积系数，确定所述目的页岩储层中钻井位置处的游离气量；
根据所述目的页岩储层中钻井位置处的吸附气量和游离气量，确定所述目的页岩储层中钻井位置处的页岩含气量。
优选方案中，采用下述公式确定所述目的页岩储层中钻井位置处的吸附气量：
其中，Ga表示所述目的页岩储层中钻井位置处的吸附气量，γ表示所述含水饱和度，mTOC表示有机质的含量，GTOC表示所述有机质吸附量，χ表示所述页岩中有机质的纯度系数，mi表示所述黏土矿物中第i种矿物的含量，Gi表示所述黏土矿物中第i种矿物的吸附量。
优选方案中，采用下述公式确定所述目的页岩储层中钻井位置处的游离气量：
其中，Gf表示，表示所述孔隙度，Sg表示所述含气饱和度，ρs表示所述页岩密度，Bg表示所述甲烷的体积系数。
优选方案中，所述根据所述目的页岩储层中钻井位置处的吸附气量和游离气量，确定所述目的页岩储层中钻井位置处的页岩含气量，包括：
将所述目的页岩储层中钻井位置处的吸附气量和游离气量之和作为所述目的页岩储层中钻井位置处的页岩含气量。
一种确定页岩含气量的装置，所述页岩中包括有机质和黏土矿物，所述装置提供所述有机质的等温吸附数据和所述黏土矿物的等温吸附数据，以及目的页岩储层中钻井位置处的地层参数信息；其中，所述地层参数信息包括地层压力和地层温度；所述装置包括：吸附气量图版确定模块、吸附量确定模块和页岩含气量确定模块；其中，
所述吸附气量图版确定模块，用于分别对所述有机质的等温吸附数据和所述黏土矿物的等温吸附数据进行拟合处理，得到所述有机质的吸附气量图版和所述黏土矿物的吸附气量图版；其中，所述吸附气量图版用于表征吸附气量与温度、压力的关联关系；
所述吸附量确定模块，用于从所述有机质的吸附气量图版中分别确定所述有机质在所述地层温度和所述地层压力下的有机质吸附量，以及从所述黏土矿物的吸附气量图版中确定所述黏土矿物在所述地层温度和所述地层压力下的黏土矿物吸附量；
所述页岩含气量确定模块，用于基于所述有机质吸附量、所述黏土矿物吸附量和所述地层参数信息，确定所述目的页岩储层中钻井位置处的页岩含气量。
本申请实施例提供了一种确定页岩含气量的方法及装置，可以分别对所述有机质的等温吸附数据和所述黏土矿物的等温吸附数据进行拟合处理，得到所述有机质的吸附气量图版和所述黏土矿物的吸附气量图版；其中，所述吸附气量图版用于表征吸附气量与温度、压力的关联关系；可以从所述有机质的吸附气量图版中分别确定所述有机质在所述地层温度和所述地层压力下的有机质吸附量，以及从所述黏土矿物的吸附气量图版中确定所述黏土矿物在所述地层温度和所述地层压力下的黏土矿物吸附量；可以基于所述有机质吸附量、所述黏土矿物吸附量和所述地层参数信息，确定所述目的页岩储层中钻井位置处的页岩含气量。结合页岩中有机质和黏土矿物分别对气体的吸附作用，可以提高所确定的吸附气量的准确度，从而进一步提高了所确定的页岩含气量的准确度。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请一种确定页岩含气量的方法实施例的流程图；
图2是本申请实施例中纯蒙脱石的吸附气量图版的示意图；
图3是本申请确定页岩含气量的装置实施例的组成结构图。
具体实施方式
本申请实施例提供一种确定页岩含气量的方法及装置。
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
本申请实施例提供了一种确定页岩含气量的方法。所述页岩中包括有机质和黏土矿物，所述确定页岩含气量的方法提供有所述有机质的等温吸附数据和所述黏土矿物的等温吸附数据，以及目的页岩储层中钻井位置处的地层参数信息。
在本实施方式中，所述黏土矿物可以包括蒙脱石、伊利石、绿泥石、高岭石和伊蒙混层中至少一种矿物。
在本实施方式中，可以通过高压等温吸附实验测试的方法，确定所述有机质的等温吸附数据和所述黏土矿物的等温吸附数据。其中，所述高压的取值范围可以是15～20MPa以上。所述有机质的等温吸附数据表示纯有机质的等温吸附曲线，所述黏土矿物的等温吸附数据表示所述黏土矿物中任意一种纯黏土矿物的等温吸附数据。例如，当黏土矿物为纯蒙脱石时，所述黏土矿物的等温吸附数据表示纯蒙脱石的等温吸附数据。也就是说，所述黏土矿物的等温吸附曲线数据包括纯蒙脱石、纯伊利石、纯绿泥石、纯高岭石和纯伊蒙混层中至少一种纯矿物的等温吸附曲线数据。
在本实施方式中，可以通过在页岩储层中钻井的方式和测井数据采集的方式，获取目的页岩储层中钻井位置的不同深度处的地层参数信息。其中，所述目的页岩储层可以是地层参数信息尚未确定的页岩储层。所述目的页岩储层中的钻井位置可以指通过在所述目的页岩储层中已经开设的钻井，能够检测到地层参数信息的位置。
在本实施方式中，所述地层参数信息包括地层压力、地层温度、有机质的含量和黏土矿物的含量、含水饱和度、孔隙度、含气饱和度、页岩密度以及甲烷的体积系数。
图1是本申请一种确定页岩含气量的方法实施例的流程图。如图1所示，所述确定页岩含气量的方法，包括以下步骤。
步骤S101：分别对所述有机质的等温吸附数据和所述黏土矿物的等温吸附数据进行拟合处理，得到所述有机质的吸附气量图版和所述黏土矿物的吸附气量图版；其中，所述吸附气量图版用于表征吸附气量与温度、压力的关联关系。
在本实施方式中，分别对所述有机质的等温吸附数据和所述黏土矿物的等温吸附数据进行拟合处理，得到所述有机质的吸附气量图版和所述黏土矿物的吸附气量图版，具体可以包括，可以采用预设吸附模型分别对所述有机质的等温吸附数据和所述黏土矿物的等温吸附数据进行拟合处理，可以确定在指定温度下所述有机质对应的吸附控制参数和所述黏土矿物对应的吸附控制参数。可以根据所述预设吸附模型和在指定温度下所述有机质对应的吸附控制参数，确定所述有机质的吸附气量图版。可以根据所述预设吸附模型和在指定温度下所述黏土矿物对应的吸附控制参数，确定所述黏土矿物的吸附气量图版。其中，所述指定温度可以根据实际需要进行设定。由于所述有机质的等温吸附数据表示纯有机质的等温吸附曲线，所述黏土矿物的等温吸附数据表示所述黏土矿物中任意一种纯黏土矿物的等温吸附数据，如此，采用本申请实施例的方法可以得到纯有机质的吸附气量图版和任意一种纯黏土矿物的等温吸附数据。
在本实施方式中，所述吸附控制参数可以包括兰氏(Langmuir)体积、兰氏(Langmuir)结合常数、压力指数和特征体积；所述兰氏结合常数用于反映气体分子在所述有机质或所述黏土矿物中的吸附速率与脱附速率的比值；所述压力指数表示与温度、页岩孔隙分布相关联的模型参数；所述特征体积表示单个吸附相甲烷分子所占据的体积，并用于校正吸附位和吸附分子。
在本实施方式中，可以采用下述公式表征所述预设吸附模型：
其中，Gex表示所述有机质的吸附气量或所述黏土矿物的吸附气量，即纯有机质的吸附气量或任意一种纯黏土矿物的吸附气量，GL表示所述兰氏体积，b表示所述兰氏结合常数，P表示压力，n表示所述压力指数，Vm表示所述特征体积；ρg表示甲烷气体的密度，M表示甲烷气体的分子摩尔质量，NA表示阿伏伽德罗常数。
例如，图2是本申请实施例中纯蒙脱石的吸附气量图版的示意图。图2中的横坐标和纵坐标分别是压力和吸附量，单位分别为兆帕(MPa)和立方米/吨(m3/t)。图2中的菱形、正方形和三角形的数据点分别表示纯蒙脱石在指定温度为40.6摄氏度(℃)、75.6℃和95.6℃时的等温吸附数据。图2中的三条拟合曲线分别是采用预设吸附模型分别对纯蒙脱石的指定温度为40.6℃、75.6℃和95.6℃下的等温吸附数据进行拟合处理得到的，这三条拟合曲线构成了纯蒙脱石的吸附气量图版。如此，以便从纯蒙脱石的吸附气量图版确定在地层温度和地层压力下的纯蒙脱石吸附气量。
步骤S102：从所述有机质的吸附气量图版中分别确定所述有机质在所述地层温度和所述地层压力下的有机质吸附量，以及从所述黏土矿物的吸附气量图版中确定所述黏土矿物在所述地层温度和所述地层压力下的黏土矿物吸附量。
在本实施方式中，可以从所述有机质的吸附气量图版中分别确定所述有机质在所述地层温度和所述地层压力下的有机质吸附量，即纯有机质的吸附量。还可以从所述黏土矿物的吸附气量图版中确定所述黏土矿物在所述地层温度和所述地层压力下的黏土矿物吸附量，即任意一种纯黏土矿物的吸附量。例如，纯蒙脱石、纯伊利石、纯绿泥石、纯高岭石和纯伊蒙混层的吸附气量。
步骤S103：基于所述有机质吸附量、所述黏土矿物吸附量和所述地层参数信息，确定所述目的页岩储层中钻井位置处的页岩含气量。
在本实施方式中，基于所述有机质吸附量、所述黏土矿物吸附量和所述地层参数信息，确定所述目的页岩储层中钻井位置处的页岩含气量，具体可以包括，可以基于所述有机质吸附量、所述黏土矿物吸附量、所述地层参数信息中有机质的含量和黏土矿物的含量，以及所述地层参数信息中的含水饱和度，确定所述目的页岩储层中钻井位置处的吸附气量。可以基于所述地层参数信息中的孔隙度、含气饱和度、页岩密度和甲烷的体积系数，确定所述目的页岩储层中钻井位置处的游离气量。可以根据所述目的页岩储层中钻井位置处的吸附气量和游离气量，确定所述目的页岩储层中钻井位置处的页岩含气量。
在本实施方式中，可以采用下述公式确定所述目的页岩储层中钻井位置处的吸附气量：
其中，Ga表示所述目的页岩储层中钻井位置处的吸附气量，γ表示所述含水饱和度，mTOC表示有机质的含量，GTOC表示所述有机质吸附量，即纯有机质的吸附量，χ表示所述页岩中有机质的纯度系数，通常取值为0.2～0.4,；mi表示所述黏土矿物中第i种矿物的含量，Gi表示所述黏土矿物中第i种矿物的吸附量，即第i种纯矿物的吸附量。例如，纯蒙脱石、纯伊利石、纯绿泥石、纯高岭石和纯伊蒙混层的吸附气量。如此，针对任意待确定的目的页岩储层中钻井位置处的吸附气量，采用本申请的方法无需再经过等温吸附测试，仅需要获取该页岩储层中钻井位置处的地层参数信息，利用已经确定的纯有机质的吸附量和任意一种纯黏土矿物的吸附量，便可得到该页岩储层中钻井位置处的吸附气量。
在本实施方式中，可以采用下述公式确定所述目的页岩储层中钻井位置处的游离气量：
其中，Gf表示，表示所述孔隙度，Sg表示所述含气饱和度，ρs表示所述页岩密度，Bg表示所述甲烷的体积系数。
在本实施方式中，根据所述目的页岩储层中钻井位置处的吸附气量和游离气量，确定所述目的页岩储层中钻井位置处的页岩含气量，具体可以包括，可以将所述目的页岩储层中钻井位置处的吸附气量和游离气量之和作为所述目的页岩储层中钻井位置处的页岩含气量。
所述确定页岩含气量的方法实施例，可以分别对所述有机质的等温吸附数据和所述黏土矿物的等温吸附数据进行拟合处理，得到所述有机质的吸附气量图版和所述黏土矿物的吸附气量图版；其中，所述吸附气量图版用于表征吸附气量与温度、压力的关联关系；可以从所述有机质的吸附气量图版中分别确定所述有机质在所述地层温度和所述地层压力下的有机质吸附量，以及从所述黏土矿物的吸附气量图版中确定所述黏土矿物在所述地层温度和所述地层压力下的黏土矿物吸附量；可以基于所述有机质吸附量、所述黏土矿物吸附量和所述地层参数信息，确定所述目的页岩储层中钻井位置处的页岩含气量。结合页岩中有机质和黏土矿物分别对气体的吸附作用，可以提高所确定的吸附气量的准确度，从而进一步提高了所确定的页岩含气量的准确度。
不仅如此，本申请方法可以基本还原气体在页岩中的原始赋存状态，无需考虑取芯现场解析方法中不确定性较高的损失气量，因此，所确定的页岩含气量的可靠性较高。而且通过本申请的方法，无需经过等温吸附测试，仅需获取页岩中有机质和黏土矿物等各组分的含量，利用本申请方法中的吸附气量图版，便可快速确定页岩含气量，如此，可以在较大程度上减少现场测试的时间和财力的消耗，进一步降低了开发成本。
图3是本申请确定页岩含气量的装置实施例的组成结构图。所述页岩中包括有机质和黏土矿物，所述确定页岩含气量的装置提供所述有机质的等温吸附数据和所述黏土矿物的等温吸附数据，以及目的页岩储层中钻井位置处的地层参数信息；其中，所述地层参数信息包括地层压力和地层温度。如图3所示，所述确定页岩含气量的装置可以包括：吸附气量图版确定模块100、吸附量确定模块200和页岩含气量确定模块300。
所述吸附气量图版确定模块100，可以用于分别对所述有机质的等温吸附数据和所述黏土矿物的等温吸附数据进行拟合处理，得到所述有机质的吸附气量图版和所述黏土矿物的吸附气量图版；其中，所述吸附气量图版用于表征吸附气量与温度、压力的关联关系。
所述吸附量确定模块200，可以用于从所述有机质的吸附气量图版中分别确定所述有机质在所述地层温度和所述地层压力下的有机质吸附量，以及从所述黏土矿物的吸附气量图版中确定所述黏土矿物在所述地层温度和所述地层压力下的黏土矿物吸附量。
所述页岩含气量确定模块300，可以用于基于所述有机质吸附量、所述黏土矿物吸附量和所述地层参数信息，确定所述目的页岩储层中钻井位置处的页岩含气量。
所述确定页岩含气量的装置实施例与所述确定页岩含气量的方法实施例相对应，可以实现确定页岩含气量的方法实施例的技术方案，并取得方法实施例的技术效果。
在20世纪90年代，对于一个技术的改进可以很明显地区分是硬件上的改进(例如，对二极管、晶体管、开关等电路结构的改进)还是软件上的改进(对于方法流程的改进)。然而，随着技术的发展，当今的很多方法流程的改进已经可以视为硬件电路结构的直接改进。设计人员几乎都通过将改进的方法流程编程到硬件电路中来得到相应的硬件电路结构。因此，不能说一个方法流程的改进就不能用硬件实体模块来实现。例如，可编程逻辑器件(Programmable Logic Device,PLD)(例如现场可编程门阵列(Field Programmable GateArray，FPGA))就是这样一种集成电路，其逻辑功能由用户对器件编程来确定。由设计人员自行编程来把一个数字系统“集成”在一片PLD上，而不需要请芯片制造厂商来设计和制作专用的集成电路芯片。而且，如今，取代手工地制作集成电路芯片，这种编程也多半改用“逻辑编译器(logic compiler)”软件来实现，它与程序开发撰写时所用的软件编译器相类似，而要编译之前的原始代码也得用特定的编程语言来撰写，此称之为硬件描述语言(Hardware Description Language，HDL)，而HDL也并非仅有一种，而是有许多种，如ABEL(Advanced Boolean Expression Language)、AHDL(Altera Hardware DescriptionLanguage)、Confluence、CUPL(Cornell University Programming Language)、HDCal、JHDL(Java Hardware Description Language)、Lava、Lola、MyHDL、PALASM、RHDL(RubyHardware Description Language)等，目前最普遍使用的是VHDL(Very-High-SpeedIntegrated Circuit Hardware Description Language)与Verilog2。本领域技术人员也应该清楚，只需要将方法流程用上述几种硬件描述语言稍作逻辑编程并编程到集成电路中，就可以很容易得到实现该逻辑方法流程的硬件电路。
本领域技术人员也知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现控制器以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得控制器以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器等的形式来实现相同功能。因此这种控制器可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种功能的装置也可以视为硬件部件内的结构。或者甚至，可以将用于实现各种功能的装置视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。
上述实施例阐明的装置、模块，具体可以由计算机芯片或实体实现，或者由具有某种功能的产品来实现。
为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种模块分别描述。当然，在实施本申请时可以把各模块的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。
通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本申请可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。该计算机软件产品可以包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。该计算机软件产品可以存储在内存中，内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。内存是计算机可读介质的示例。计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括短暂电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
本申请可用于众多通用或专用的计算机系统环境或配置中。例如：个人计算机、服务器计算机、手持设备或便携式设备、平板型设备、多处理器系统、基于微处理器的系统、置顶盒、可编程的消费电子设备、网络PC、小型计算机、大型计算机、包括以上任何系统或设备的分布式计算环境等等。
本申请可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本申请，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。
虽然通过实施例描绘了本申请，本领域普通技术人员知道，本申请有许多变形和变化而不脱离本申请的精神，希望所附的权利要求包括这些变形和变化而不脱离本申请的精神。
Claims (10)
1.一种确定页岩含气量的方法，其特征在于，所述页岩中包括有机质和黏土矿物，所述方法提供有所述有机质的等温吸附数据和所述黏土矿物的等温吸附数据，以及目的页岩储层中钻井位置处的地层参数信息；其中，所述地层参数信息包括地层压力和地层温度；所述方法包括：
分别对所述有机质的等温吸附数据和所述黏土矿物的等温吸附数据进行拟合处理，得到所述有机质的吸附气量图版和所述黏土矿物的吸附气量图版；其中，所述吸附气量图版用于表征吸附气量与温度、压力的关联关系；
从所述有机质的吸附气量图版中分别确定所述有机质在所述地层温度和所述地层压力下的有机质吸附量，以及从所述黏土矿物的吸附气量图版中确定所述黏土矿物在所述地层温度和所述地层压力下的黏土矿物吸附量；
基于所述有机质吸附量、所述黏土矿物吸附量和所述地层参数信息，确定所述目的页岩储层中钻井位置处的页岩含气量。
2.根据权利要求1所述的一种确定页岩含气量的方法，其特征在于，所述黏土矿物包括蒙脱石、伊利石、绿泥石、高岭石和伊蒙混层中至少一种矿物；
相应的，所述黏土矿物的等温吸附曲线数据包括蒙脱石、伊利石、绿泥石、高岭石和伊蒙混层中至少一种矿物的等温吸附曲线数据。
3.根据权利要求1所述的一种确定页岩含气量的方法，其特征在于，所述分别对所述有机质的等温吸附数据和所述黏土矿物的等温吸附数据进行拟合处理，得到所述有机质的吸附气量图版和所述黏土矿物的吸附气量图版，包括：
采用预设吸附模型分别对所述有机质的等温吸附数据和所述黏土矿物的等温吸附数据进行拟合处理，确定在指定温度下所述有机质对应的吸附控制参数和所述黏土矿物对应的吸附控制参数；
根据所述预设吸附模型和在指定温度下所述有机质对应的吸附控制参数，确定所述有机质的吸附气量图版；以及根据所述预设吸附模型和在指定温度下所述黏土矿物对应的吸附控制参数，确定所述黏土矿物的吸附气量图版。
4.根据权利要求3所述的一种确定页岩含气量的方法，其特征在于，所述吸附控制参数包括兰氏体积、兰氏结合常数、压力指数和特征体积；所述兰氏结合常数用于反映气体分子在所述有机质或所述黏土矿物中的吸附速率与脱附速率的比值；所述压力指数表示与温度、页岩孔隙分布相关联的模型参数；所述特征体积表示单个吸附相甲烷分子所占据的体积。
5.根据权利要求4所述的一种确定页岩含气量的方法，其特征在于，可以采用下述公式表征所述预设吸附模型：
<mrow>
<msub>
<mi>G</mi>
<mrow>
<mi>e</mi>
<mi>x</mi>
</mrow>
</msub>
<mo>=</mo>
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<mi>A</mi>
</msub>
<msub>
<mi>V</mi>
<mi>m</mi>
</msub>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
其中，Gex表示所述有机质的吸附气量或所述黏土矿物的吸附气量，GL表示所述兰氏体积，b表示所述兰氏结合常数，P表示压力，n表示所述压力指数，Vm表示所述特征体积；ρg表示甲烷气体的密度，M表示甲烷气体的分子摩尔质量，NA表示阿伏伽德罗常数。
6.根据权利要求1所述的一种确定页岩含气量的方法，其特征在于，所述基于所述有机质吸附量、所述黏土矿物吸附量和所述地层参数信息，确定所述目的页岩储层中钻井位置处的页岩含气量，包括：
基于所述有机质吸附量、所述黏土矿物吸附量、所述地层参数信息中有机质的含量和黏土矿物的含量，以及所述地层参数信息中的含水饱和度，确定所述目的页岩储层中钻井位置处的吸附气量；
基于所述地层参数信息中的孔隙度、含气饱和度、页岩密度和甲烷的体积系数，确定所述目的页岩储层中钻井位置处的游离气量；
根据所述目的页岩储层中钻井位置处的吸附气量和游离气量，确定所述目的页岩储层中钻井位置处的页岩含气量。
7.根据权利要求6所述的一种确定页岩含气量的方法，其特征在于，采用下述公式确定所述目的页岩储层中钻井位置处的吸附气量：
<mrow>
<msub>
<mi>G</mi>
<mi>a</mi>
</msub>
<mo>=</mo>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mn>1</mn>
<mo>-</mo>
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<mo>+</mo>
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</msub>
<mo>&times;</mo>
<msub>
<mi>G</mi>
<mi>i</mi>
</msub>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
其中，Ga表示所述目的页岩储层中钻井位置处的吸附气量，γ表示所述含水饱和度，mTOC表示有机质的含量，GTOC表示所述有机质吸附量，χ表示所述页岩中有机质的纯度系数，mi表示所述黏土矿物中第i种矿物的含量，Gi表示所述黏土矿物中第i种矿物的吸附量。
8.根据权利要求6所述的一种确定页岩含气量的方法，其特征在于，采用下述公式确定所述目的页岩储层中钻井位置处的游离气量：
其中，Gf表示，表示所述孔隙度，Sg表示所述含气饱和度，ρs表示所述页岩密度，Bg表示所述甲烷的体积系数。
9.根据权利要求6所述的一种确定页岩含气量的方法，其特征在于，所述根据所述目的页岩储层中钻井位置处的吸附气量和游离气量，确定所述目的页岩储层中钻井位置处的页岩含气量，包括：
将所述目的页岩储层中钻井位置处的吸附气量和游离气量之和作为所述目的页岩储层中钻井位置处的页岩含气量。
10.一种确定页岩含气量的装置，其特征在于，所述页岩中包括有机质和黏土矿物，所述装置提供所述有机质的等温吸附数据和所述黏土矿物的等温吸附数据，以及目的页岩储层中钻井位置处的地层参数信息；其中，所述地层参数信息包括地层压力和地层温度；所述装置包括：吸附气量图版确定模块、吸附量确定模块和页岩含气量确定模块；其中，
所述吸附气量图版确定模块，用于分别对所述有机质的等温吸附数据和所述黏土矿物的等温吸附数据进行拟合处理，得到所述有机质的吸附气量图版和所述黏土矿物的吸附气量图版；其中，所述吸附气量图版用于表征吸附气量与温度、压力的关联关系；
所述吸附量确定模块，用于从所述有机质的吸附气量图版中分别确定所述有机质在所述地层温度和所述地层压力下的有机质吸附量，以及从所述黏土矿物的吸附气量图版中确定所述黏土矿物在所述地层温度和所述地层压力下的黏土矿物吸附量；
所述页岩含气量确定模块，用于基于所述有机质吸附量、所述黏土矿物吸附量和所述地层参数信息，确定所述目的页岩储层中钻井位置处的页岩含气量。
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