CN108240952A - 一种解析法计算页岩含气量的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及油气测量技术领域，尤其涉及一种解析法计算页岩含气量的方法，利用该方法获得的页岩气层游离气量、吸附气量以及总含气量参数，与实验实际测定值相关程度高，可以用于页岩气层参数计算、储层质量评价、页岩气储量评估，具有其他页岩气含量计算方法所不可比拟的科学性和实用性。该种解析法计算页岩含气量的方法，具体的该方法包括有分析检测岩心实验数据确定页岩成因类型、设定解析气吸附因子、将视吸附气量、视游离气量分别与各经验公式进行误差分析，最终得到吸附气量拟合公式、游离气量拟合公式。
Description
技术领域
本发明涉及油气测量技术领域，尤其涉及一种解析法计算页岩含气量的方法。
背景技术
页岩含气量是指每吨页岩中所含天然气在标准状态下的体积，具体由吸附气、游离气和溶解气三部分构成。其中，吸附气（简称之为G吸附）是指吸附在干酪根和粘土颗粒表面的天然气，当页岩中压力较小时，吸附机理是页岩气赋存的非常有效的机理。吸附气含量主要受有机碳含量、压力、成熟度、温度等因素控制。游离气（简称之为G游离）是指储存于天然裂缝和粒间孔隙中的天然气，其含气量主要受地层压力、孔隙度、岩层厚度、含气饱和度、温度等因素控制。溶解气是指溶解在页岩有机质、液态烃和沥青等物质中的天然气。由于溶解气在页岩含气量构成中所占比例十分微小，因此在计算含气量是可以忽略不计。
页岩含气量测试是对页岩气储层进行评价，确定优选区的重要实验。测试方法具体包括有解析法、等温吸附法、测井解释法等，其中解析法是页岩含气量测试的直接方法，也是最常用的方法，等温吸附和测井解释是页岩含气量测试的间接方法。
解析法中泥页岩含气量由解析气量（简称之为G解析）、残余气量（简称之为G残余）和损失气量（简称之为G孙淑）三部分构成。解析气量指在大气压力条件下将泥页岩样放入样品解析罐中密封之后，从泥页岩样中自然析出来气体的气体量，其由一部分吸附气和一部分游离气构成；残余气量指经过自然解析后仍残余在样品中的气体量，需要将密封罐内的岩样研磨至一定大小的目数测试；损失气量指在钻遇泥页岩后到岩样被装入样品解析罐密封之前，从泥页岩样中释放的气体量，也称逸散气量或散失气量。解析过程中需要记录解析气量、时间、温度和大气压力，之后通过关系式回归的方法计算出损失气量。
解析法测量页岩含气量时，误差主要来源于损失气量的求取。其准确性主要取决于两点：一是设法减少损失气量，二是解析时应模拟地层条件，尤其是储层地温条件，这样既能反映页岩中气体在地层原始条件下的解析速率，又能使损失气量的估算更加准确。
国外页岩气勘探实践证明，页岩气赋存方式极为复杂，四川盆地海相页岩气的岩石实验数据证实了这一认识。对于页岩层中占大多数的游离状态存在的气体，主要取决于储集空间的类型（孔隙、溶孔、裂缝）和大小。而对于岩层中存在的吸附气来讲，与有机质类型、丰度、成熟度等因素密切相关。因此，要准确表征页岩的含气丰度，划分有利储集段的类别，除要准确计算总含气量参数之外，还要区分游离气含量、吸附气含量等参数，满足页岩气储层评价和储量申报的需要。
焦石坝构造海陆相泥页岩地层具有解析法测定含气量实验数据164组，每组数据包括四部分：解析气量、损失气量、残余气量、总含气量；具有等温吸附实验数据66个，提供极限吸附气量、中值压力两个参数。由于解析法是测量页岩气最直接的方法，经过大量研究后优选基于解析实验方法获得的数据计算含气量，求得视总含气量、视吸附气量和视游离气量。
目前国内外大多数公司都是借鉴煤层气中吸附气的评价方法来计算页岩中的吸附气量，即通过页岩样品的等温吸附实验来模拟样品的吸附特点及吸附量，通常采用Langmuir模型来描述其吸附特征；根据该实验得到的等温吸附曲线获得不同样品在不同压力（深度）下的最大吸附含气量，确定该页岩样品的Langmuir方程计算参数，即通过拟合实测样品的吸附气含量与压力值（与地层条件接近），建立两者的关系模型，求取页岩气层的吸附气量。游离气量则通过国内外一些地区的经验公式计算。吸附气量与游离气量的总和为页岩气层总的含气量。
页岩气的一个显著特点是吸附气的存在是天然气赋存的一种重要方式，且由于页岩气与煤层气具有相似的吸附、解吸附机理，借鉴煤层气中吸附气的评价方法来计算页岩中的吸附气量。但需要说明的是，虽然一些吸附气含量计算模型考虑了压力变化范围，采用等温吸附法计算所得的含气量数值还是明显大于解析法得到的解析气含量，甚至多数情况大于实测总含气量数值，所以利用Langmuir方程估算页岩气层吸附气含量的方法存在数值严重偏大的问题。
因为等温吸附实验是在饱和甲烷气的理想状态下，通过加压、加温，测得岩心的吸附气量，类似压汞实验的“进汞”过程，是描述泥页岩含气特征、储气能力的方法，可以获得泥页岩的最大吸附气含量值，反映了泥页岩样品对天然气的吸附能力，通常会比通过解析法测得的气量大得多，一般用来评价泥页岩的最大吸附能力，或者可以用做进行天然气资源量评价的参考，确定含气丰度的等级。较大的等温吸附气量反映泥页岩对甲烷气体的吸附能力强。也可以从这个角度理解：由于实际地层含气饱和度小于实验条件下的含气饱和度数值，所以页岩的实际含气量也会小于等温吸附实验获得的含气量，因此，在勘探开发中求取页岩含气量参数应误差大。
大量的实际岩样含气量测定实验验证，利用等温吸附法获得的地层吸附气量的数值过大，它只能反映泥页岩样品对天然气的吸附能力，而不是地层真正的含气量数值，仅可作为泥页岩地层天然气资源量的评价参数，或者页岩气评价中辅助确定含气丰度的等级。
发明内容
本发明提供了一种解析法计算页岩含气量的方法，利用该方法获得的页岩气层游离气量、吸附气量以及总含气量参数，与实验实际测定值相关程度高，可以用于页岩气层参数计算、储层质量评价、页岩气储量评估，具有其他页岩气含量计算方法所不可比拟的科学性和实用性。
为解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：
一种解析法计算页岩含气量的方法，包括如下步骤：
步骤（1）：利用解析法分析岩心，测得岩心中解析气、损失气、残余气以及总含气量数据；同时分析岩心的成因类型，确定待解析的页岩属于海相页岩还是属于陆相页岩；
步骤（2）：当待解析的页岩属于海相页岩时，设定解析气吸附因子a，该解析气吸附因子a为解析气中所包含的部分吸附气在解析气中所占的百分比；根据设定的解析气吸附因子a以及测得的解析气、残余气，计算得到视吸附气量；将视吸附气量与根据检测所得岩心中有机碳含量数值确定的经验公式进行误差分析，得到相关系数最高值所对应的解析气吸附因子a以及吸附气量拟合公式；
步骤（3）：根据步骤（2）所得相关系数最高值所对应的解析气吸附因子a以及测得的解析气、损失气，计算得到视游离气量；将视游离气量与根据检测所得岩心中孔隙度、深侧向电阻率数值确定的经验公式进行误差分析，得到游离气量拟合公式；
步骤（4）：将总气量与根据检测所得岩心中有机碳含量、孔隙度、深侧向电阻率数值确定的经验公式进行误差分析，得到总气量拟合公式；
步骤（5）：当待解析的页岩属于陆相页岩时，设定解析气吸附因子a’，该解析气吸附因子a’为解析气中所包含的部分吸附气在解析气中所占的百分比；根据设定的解析气吸附因子a’以及测得的解析气、残余气，计算得到视吸附气量；根据设定的解析气吸附因子a’以及测得的解析气、损失气，计算得到视游离气量；将视吸附气量与根据检测所得岩心中有机碳含量数值确定的经验公式进行误差分析，将视游离气量与根据检测所得岩心中孔隙度数值确定的经验公式进行误差分析，得到相关系数最高值所对应的解析气吸附因子a’以及吸附气量拟合公式、游离气量拟合公式。
可选择的，所述解析法计算页岩含气量的方法还包括如下步骤：
当待解析的页岩属于陆相页岩时，设定解析气吸附因子a’，该解析气吸附因子a’为解析气中所包含的部分吸附气在解析气中所占的百分比；根据设定的解析气吸附因子a’以及测得的解析气、残余气，计算得到视吸附气量；根据设定的解析气吸附因子a’以及测得的解析气、损失气，计算得到视游离气量；将计算所得视吸附气量、视游离气量与根据体积密度测井数值确定的经验公式进行误差分析，得到相关系数最高值所对应的解析气吸附因子a’以及吸附气量拟合公式、游离气量拟合公式。
可选择的，所述解析法计算页岩含气量的方法还包括如下步骤：
当待解析的页岩属于陆相页岩时，设定解析气吸附因子a’，该解析气吸附因子a’为解析气中所包含的部分吸附气在解析气中所占的百分比；根据设定的解析气吸附因子a’以及测得的解析气、残余气，计算得到视吸附气量；根据设定的解析气吸附因子a’以及测得的解析气、损失气，计算得到视游离气量；将计算所得视吸附气量、视游离气量与根据补偿中子测井数值确定的经验公式进行误差分析，得到相关系数最高值所对应的解析气吸附因子a’以及吸附气量拟合公式、游离气量拟合公式。
可选的，所述解析气吸附因子a取值范围为0.1、0.2、0.3、……、0.9；所述解析气吸附因子a’ 取值范围为0.1、0.2、0.3、……、0.9。
优选的，对得到的海相页岩吸附气量拟合公式、游离气量拟合公式、总气量拟合公式以及陆相页岩吸附气量拟合公式、游离气量拟合公式、总气量拟合公式进行归一化处理，实现利用常规测井检测数据连续计算储层各含气量参数的功能。
本发明提供了一种解析法计算页岩含气量的方法，具体的该方法包括有分析检测岩心实验数据确定页岩成因类型、设定解析气吸附因子、将视吸附气量、视游离气量分别与各经验公式进行误差分析，最终得到吸附气量拟合公式、游离气量拟合公式。该方法基于解析实验获得的数据，通过设定解析气吸附因子并与经验公式拟合，建立各类含气量与测井属性的转换关系，最终确定适合于研究区不同沉积特点的含气量计算模型。
附图说明
图1为本发明所涉及的页岩气含气量组成部分的示意图；
图2为本发明提供的解析法计算页岩含气量方法的流程示意图；
图3为利用本发明提供的解析法计算页岩含气量方法解析出海相页岩视吸附气量与基于岩心中有机碳含量数值的经验公式的拟合关系图；
图4为利用本发明提供的解析法计算页岩含气量方法解析出海相页岩视游离气量与基于孔隙度、深侧向电阻率的经验公式的拟合关系图；
图5为利用本发明提供的解析法计算页岩含气量方法解析出陆相页岩视吸附气量、视游离气量分别与基于岩心中有机碳含量数值的经验公式、基于岩心中孔隙度数值的经验公式的拟合关系图；
图6为利用本发明提供的解析法计算页岩含气量方法解析出陆相页岩视吸附气量、视游离气量与基于体积密度测井数值的经验公式的拟合关系图；
图7为利用本发明提供的解析法计算页岩含气量方法解析出陆相页岩视吸附气量、视游离气量与基于补偿中子测井数值的经验公式的拟合关系图；
图8为利用本发明提供的解析法计算页岩含气量方法解析出陆相页岩视吸附气量、视游离气量与基于体积密度测井数值、补偿中子测井数值的经验公式的拟合关系图。
具体实施方式
本发明提供了一种解析法计算页岩含气量的方法，利用该方法获得的页岩气层游离气量、吸附气量以及总含气量参数，与实验实际测定值相关程度高，可以用于页岩气层参数计算、储层质量评价、页岩气储量评估，具有其他页岩气含量计算方法所不可比拟的科学性和实用性。
首先在介绍本发明提供的解析方法前，将本发明所提及页岩气含气量的组成部分为如下关系，如图1所示。与页岩油赋存方式明显不同，页岩气主要包括两部分：游离气+吸附气，而溶解气所占比例十分微小，在此忽略不计。其中，吸附气含量与页岩层中的有机质有着极其密切的关系，有机质作为吸附气的载体，有机碳（英文：total organic carbon；缩写TOC）或者有机质丰度高，则吸附气含量高，因此主要利用TOC与吸附气量拟合建立统计关系计算吸附气量。
而利用解析法分析岩心实测含气量数据时，岩心含气量满足如下关系，如图1所示，总含气量（G总含气量）＝解析气量（G解析气）＋损失气量（G损失气）＋残余气量（G残余气）。其中，损失气量为一部分游离气，残余气为一部分吸附气，而解析气则由一部分游离气以及一部分吸附气构成。
即：吸附气（G吸附）＝解析气量中包括的一部分吸附气（G＇吸附）＋残余气量（G残余）；
游离气（G游离）＝解析气量中包括的一部分游离气（G＇游离）＋损失气量（G损失）。
在上述理论分析的基础上，进一步利用本发明提供的解析计算方法计算页岩含气量。
具体的，如图2所示，该解析计算方法包括如下步骤：
步骤（1）：利用解析法分析岩心，测得岩心中解析气、损失气、残余气以及总含气量数据；同时分析岩心的成因类型，确定待解析的页岩属于海相页岩还是属于陆相页岩；若待解析的页岩属于海相页岩，则继续进行步骤（2）；若待解析的页岩属于陆页岩，则继续进行步骤（5）。
值得注意的是，由于沉积环境的不同，不同相的页岩性质各异；各不同相的页岩其吸附性能亦不相同。因此在解析计算页岩含气量之前首先需要待解析的页岩属于海相页岩还是属于陆相页岩。
步骤（2）：当待解析的页岩属于海相页岩时，设定解析气吸附因子a，该解析气吸附因子a为解析气中所包含的部分吸附气在解析气中所占的百分比；根据设定的解析气吸附因子a以及测得的解析气、残余气，计算得到视吸附气量；将视吸附气量与根据检测所得岩心中有机碳含量数值确定的经验公式进行误差分析，得到相关系数最高值所对应的解析气吸附因子a以及吸附气量拟合公式。
具体的，选取JY1、JY2HF、JY3HF、JY4HF井龙马溪组-五峰组海相岩段相关数据作为基础数据，并依照上述步骤进行解析。其中，上述页岩段又进一步细分为0﹟～5﹟共7个小层段（参照表1），考虑到岩心分析数据数量较少及所建解释模型的普遍适用性，最终分0﹟～2﹟、3﹟～5﹟两个层段，并以关键井JY1井岩心分析数据、测井资料为基础，利用交会图、数理统计等方法，寻求建立适用于本页岩段使用的泥页岩储层总含气量、吸附气量、游离气量等计算模型拟合公式。
表1 JY1、JY2HF、JY3HF、JY4HF井龙马溪组-五峰组海相岩段
首先，设定解析气吸附因子a（简称为吸附因子a），该解析气吸附因子a为解析气中所包含的部分吸附气在解析气中所占的百分比，即吸附因子a=G＇吸附/G解析，其中，该吸附因子a的取值范围为0.1、0.2、0.3、……、0.9；G＇吸附为解析气中所包括的部分吸附气。因此，G吸附＝G＇吸附＋G残余＝aG解析＋G残余。代入测得的解析气、残余气数据即得到视吸附气量。
而对于海相页岩而言，其吸附气量与海相页岩中总有机碳含量（英文：totalorganic carbon；缩写TOC）呈正相关关系，因此建立TOC为基础的经验公式，并将视吸附气量与之进行拟合；分析后发现，如图3所示，当a=0.6～0.8时岩心数据点距回归线距离最近，即拟合程度最高，其中，图3中纵向轴表示利用上述步骤解析出的视吸附气量值，横向轴表示TOC数值；图3左小图a=0.7时，1﹟-2﹟小层段的拟合情况，右小图a=0.7时，3﹟-5﹟小层段的拟合情况。具体的，1﹟-2﹟小层段以及3﹟-5﹟小层段其拟合关系式分别满足：
G1-2层段吸附＝0.183×TOC＋0.173 R=0.9370 (1)；
G3-5层段吸附＝0.159×TOC＋0.282 R=0.9105 (2)
具体的，TOC为有机碳百分含量，单位为%；G1-2层段吸附为1﹟-2﹟小层段吸附气量，其单位为m3/t；G3-5层段吸附为3﹟-5﹟小层段吸附气量，单位为m3/t；R为拟合相关系数。
至此，通过视吸附气量与根据检测所得岩心中有机碳含量数值确定的经验公式进行误差分析，得到了拟合程度最高值对应的解析气吸附因子a以及海相页岩层吸附气量的拟合公式。
步骤（3）：根据步骤（2）所得相关系数最高值所对应的解析气吸附因子a以及测得的解析气、损失气，计算得到视游离气量；将视游离气量与根据检测所得岩心中孔隙度、深侧向电阻率数值确定的经验公式进行误差分析，得到游离气量拟合公式。
在完成步骤（2）的基础上，利用相关系数最高值所对应的解析气吸附因子a计算得到视游离气量。具体的，视游离气（G游离）＝解析气量中包括的一部分游离气（G＇游离）＋损失气量（G损失）=解析气量（G解析）*（1-a）+损失气量（G损失）。
同样的，将表1提供的相关数据作为基础数据。由于海相页岩其游离气量与海相页岩中孔隙度、深侧向电阻率呈相关关系，因此建立以孔隙度、深侧向电阻率两项数据为基础的多元经验公式，并将视游离气与之进行拟合。如图4所示，图4中纵向轴表示利用上述步骤解析出的视游离气量值，横向轴分别表示孔隙度、深侧向电阻率数值；图4上小图a=0.7时，1﹟-2﹟小层段的拟合情况，下小图a=0.7时，3﹟-5﹟小层段的拟合情况。1﹟-2﹟小层段以及3﹟-5﹟小层段其拟合关系式分别满足：
G1-2层段游离＝-0.1184＋0.0510×POR＋0.0037×Rd/R基， R=0.8249 （3）
G3-5层段游离＝2.93661＋0.47061×POR－0.05562×Rd/R基 R＝0.8305 （4）
具体的，POR为孔隙度，单位为％；Rd为深侧向电阻率，单位为Ω·m；R基为海相岩的深侧向电阻率基值，单位为Ω·m，为不含有机质和天然气时的理论深侧向电阻率数值；G1-2层段吸附为1﹟-2﹟小层段吸附气量，其单位为m3/t；G3-5层段吸附为3﹟-5﹟小层段吸附气量，单位为m3/t；R为拟合相关系数。
分析对比后发现，通过视游离气与根据检测所得岩心中孔隙度、深侧向电阻率数值确定的经验公式进行误差分析，得到了海相页岩层游离气量拟合公式（3）、（4），其中拟合相关系数R均大于0.8，即海相页岩层游离气量拟合公式的相关程度较高。因此将拟合公式（3）、（4）作为海相页岩层游离气量的拟合公式。
步骤（4）：将总气量与根据检测所得岩心中有机碳含量、孔隙度、深侧向电阻率数值确定的经验公式进行误差分析，得到总气量拟合公式；
在完成步骤（2）、（3）的基础上，进一步确定总气量的拟合公式。值得注意的是，总含气量（G总含气量）＝视吸附气量（G吸附）＋视游离气量（G游离）；而对于海相页岩而言，其吸附气量与海相页岩总有机碳含量呈正相关关系，游离气量与海相页岩中孔隙度、深侧向电阻率呈相关关系。因此，结合步骤（2）、步骤（3）最终确定总含气量的拟合公式。对于海相页岩而言，总气量拟合后满足以下关系式：
G1-2层段总＝0.46779-0.04295×POR＋0.00201×Rd/R基+0.27424×TOC，
R＝0.9863 （5）
G3-5层段总＝4.06918-0.31962×POR-0.04366×Rd/R基+0.74026×TOC，
R＝0.8426 （6）
具体的，TOC为有机碳百分含量，单位为%；POR为孔隙度，单位为％；Rd为深侧向电阻率，单位为Ω·m；R基为海相岩的深侧向电阻率基值，单位为Ω·m，为不含有机质和天然气时的理论深侧向电阻率数值；G1-2层段总为1﹟-2﹟小层段总气量，其单位为m3/t；G3-5层段总为3﹟-5﹟小层段总气量，单位为m3/t；R为拟合相关系数。
其中，在形成总气量拟合公式的过程中对前述公式中的部分经验常数进行了调整，以进一步提高拟合相关系数。相比于未做调整的情况，调整后G1-2层段总拟合相关系数提高了0.05；G3-5层段拟合相关系数提高了0.1。因此将公式（5）、（6）作为海相页岩层总气量的拟合公式。
至此，通过步骤（1）-（4），分别得到海相页岩的吸附气量、游离气量、总含气量的拟合公式。
步骤（5）：当待解析的页岩属于陆相页岩时，设定解析气吸附因子a’，该解析气吸附因子a’为解析气中所包含的部分吸附气在解析气中所占的百分比；根据设定的解析气吸附因子a’以及测得的解析气、残余气，计算得到视吸附气量；根据设定的解析气吸附因子a’以及测得的解析气、损失气，计算得到视游离气量；将视吸附气量与根据检测所得岩心中有机碳含量数值确定的经验公式进行误差分析，将视游离气量与根据检测所得岩心中孔隙度数值确定的经验公式进行误差分析，得到相关系数最高值所对应的解析气吸附因子a’以及吸附气量拟合公式、游离气量拟合公式。
具体的，不同与海相页岩的拟合过程，当待解析的页岩属于陆相页岩时，运用元陆4井、兴隆101井自流井组岩心实验数据，确定陆相页岩气层吸附气量拟合公式、游离气量拟合公式。
首先，设定解析气吸附因子a’（简称为吸附因子a’），该解析气吸附因子a’为解析气中所包含的部分吸附气在解析气中所占的百分比，即吸附因子a’=G＇吸附/G解析，其中，该吸附因子a’的取值范围为0.1、0.2、0.3、……、0.9；G＇吸附为解析气中所包括的部分吸附气。因此，G吸附＝G＇吸附＋G残余＝aG解析＋G残余。代入测得的解析气、残余气数据即得到视吸附气量；G游离＝G＇游离＋G损失＝（1-a）G解析＋G损失。代入测得的解析气、损失气数据即得到视游离气量。
进而利用有机碳含量与吸附气量之间的正相关关系以及岩心孔隙度与游离气量之间的正相关关系，分别建立经验公式并分别与视吸附气量、视游离气量进行误差分析。分析后发现，当a=0.7～0.9时岩心数据点距回归线距离最近，即拟合程度最高。如图5所示，图5中左小图纵向轴表示利用上述步骤解析出的视吸附气量值，横向轴表示岩心有机碳数值；右小图纵向轴表示利用上述步骤解析出的视游离气量值，横向轴表示氦气孔隙度数值，其拟合关系式分别为：
G吸附＝0.400×TOC＋0.278 R=0.7301 (7)
G游离＝0.190×POR＋0.226 R=0.9099 (8)
其中：TOC为有机碳百分含量，单位为%；POR为孔隙度，单位为％；G吸附为元坝及涪陵地区陆相页岩气吸附气量，单位为m3/t；G游离为元坝及涪陵地区陆相页岩气游离气量，单位为m3/t；R为拟合相关系数。
此外，作为本发明的一种可选的实施方式，参考图6、图7、图8，在步骤（5）完成后，进一步将计算所得视吸附气量、视游离气量与根据体积密度测井数值确定的经验公式进行误差分析，再次得到吸附气量拟合公式、游离气量拟合公式。
具体的，吸附气量：G吸附＝-0.739×DEN＋2.319 R=0.3194 (元坝地区，9)
G吸附＝-2.532×DEN＋7.790 R=0.4347 (涪陵地区，10)
游离气量：G游离＝-2.196×DEN＋6.618 R=0.6033 (元坝地区，11)
G游离＝-2.196×DEN＋6.618 R=0.6033 (涪陵地区，12)
总含气量：G总＝-2.829×DEN＋8.645 R=0.6309 (元坝地区，13)
G总＝-3.306×DEN＋10.13 R=0.5865 (涪陵地区，14)
其中：DEN—体积密度，g/cm3；
G吸附—元坝及涪陵地区陆相页岩气吸附气量，m3/t；
G游离—元坝及涪陵地区陆相页岩气游离气量，m3/t。
或者，在完成步骤（5）后，进一步将视吸附气量、视游离气量与根据补偿中子测井数值确定的经验公式进行误差分析，同样再次可以得到吸附气量拟合公式、游离气量拟合公式。
吸附气量：G吸附＝0.010×CNL＋0.183 R=0.4405 (元坝地区，15)
G吸附＝0.020×CNL＋0.704 R=0.4370 (涪陵地区，16)
游离气量：G游离＝0.020×CNL＋0.398 R=0.5771 (元坝地区，17)
G游离＝0.012×CNL＋0.220 R=0.7740 (涪陵地区，18)
总含气量：G总＝0.026×CNL＋0.699 R=0.5718 (元坝地区，19)
G总＝0.020×CNL＋1.021 R=0.4572 (涪陵地区，20)
其中：CNL—补偿中子值，％；
G吸附—元坝及涪陵地区陆相页岩气吸附气量，m3/t；
G游离—元坝及涪陵地区陆相页岩气游离气量，m3/t。
当然根据后记载的两种经验公式最终确定含气量拟合公式的拟合相关系数较步骤（5）所得含气量拟合公式的拟合相关系数低，本领域技术人员可根据地层特征，依据相关性，确定更为合适的计算模型，从而得到拟合程度更高的陆相页岩气层的吸附气量、游离气量和总含气量拟合公式。
最后，在利用前述步骤方法分别确定了海相、陆相吸附气含量、游离气含量、总含气量等的拟合公式后，要保证总含气量统一等于吸附和游离气量之和，实现利用测井数据逐点定量计算，还需对计算结果进行归一化处理。具体归一化处理过程可参考如下：设G视吸附、G视游离分别为归一处理后的吸附气量和游离气量，可优选令：
G总＝G视吸附＋G视游离 （21）
G视吸附＝G吸附/(G吸附+G游离)×G总 （22）
G视游离＝G游离/(G吸附+G游离)×G总 （23）
其中，公式（22）、（23）通过对吸附和游离气量所做的处理，实现了将两种计算方法获得的总吸附气量与总游离气量之和作为总含气量的关系转换，G总、G视吸附、G视游离则作为总含气量、吸附气量、游离气量最终成果输出。
将上述方法确定的页岩气总含气量、吸附气含量、游离气含量等参数的计算模型转化为程序语言，编制了泥页岩储集层解释程序，实现了利用常规测井资料连续计算储层总含气量、游离气、吸附气含量等参数的功能，并应用于生产实践。
本发明提供了一种解析法计算页岩含气量的方法，具体的该方法包括有分析检测岩心实验数据确定页岩成因类型、设定解析气吸附因子、将视吸附气量、视游离气量分别与各经验公式进行误差分析，最终得到吸附气量拟合公式、游离气量拟合公式。该方法基于解析实验获得的数据，通过设定解析气吸附因子并与经验公式拟合，建立各类含气量与测井属性的转换关系，最终确定适合于研究区不同沉积特点的含气量计算模型。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (5)
1.一种解析法计算页岩含气量的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤（1）：利用解析法分析岩心，测得岩心中解析气、损失气、残余气以及总含气量数据；同时分析岩心的成因类型，确定待解析的页岩属于海相页岩还是属于陆相页岩；
步骤（2）：当待解析的页岩属于海相页岩时，设定解析气吸附因子a，该解析气吸附因子a为解析气中所包含的部分吸附气在解析气中所占的百分比；根据设定的解析气吸附因子a以及测得的解析气、残余气，计算得到视吸附气量；将视吸附气量与根据检测所得岩心中有机碳含量数值确定的经验公式进行误差分析，得到相关系数最高值所对应的解析气吸附因子a以及吸附气量拟合公式；
步骤（3）：根据步骤（2）所得相关系数最高值所对应的解析气吸附因子a以及测得的解析气、损失气，计算得到视游离气量；将视游离气量与根据检测所得岩心中孔隙度、深侧向电阻率数值确定的经验公式进行误差分析，得到游离气量拟合公式；
步骤（4）：将总气量与根据检测所得岩心中有机碳含量、孔隙度、深侧向电阻率数值确定的经验公式进行误差分析，得到总气量拟合公式；
步骤（5）：当待解析的页岩属于陆相页岩时，设定解析气吸附因子a’，该解析气吸附因子a’为解析气中所包含的部分吸附气在解析气中所占的百分比；根据设定的解析气吸附因子a’以及测得的解析气、残余气，计算得到视吸附气量；根据设定的解析气吸附因子a’以及测得的解析气、损失气，计算得到视游离气量；将视吸附气量与根据检测所得岩心中有机碳含量数值确定的经验公式进行误差分析，将视游离气量与根据检测所得岩心中孔隙度数值确定的经验公式进行误差分析，得到相关系数最高值所对应的解析气吸附因子a’以及吸附气量拟合公式、游离气量拟合公式。
2.根据权利要求1所述的一种解析法计算页岩含气量的方法，其特征在于，所述解析法计算页岩含气量的方法还包括：
当待解析的页岩属于陆相页岩时，设定解析气吸附因子a’，该解析气吸附因子a’为解析气中所包含的部分吸附气在解析气中所占的百分比；根据设定的解析气吸附因子a’以及测得的解析气、残余气，计算得到视吸附气量；根据设定的解析气吸附因子a’以及测得的解析气、损失气，计算得到视游离气量；将计算所得视吸附气量、视游离气量与根据体积密度测井数值确定的经验公式进行误差分析，得到相关系数最高值所对应的解析气吸附因子a’以及吸附气量拟合公式、游离气量拟合公式。
3.根据权利要求1所述的一种解析法计算页岩含气量的方法，其特征在于，所述解析法计算页岩含气量的方法还包括：
当待解析的页岩属于陆相页岩时，设定解析气吸附因子a’，该解析气吸附因子a’为解析气中所包含的部分吸附气在解析气中所占的百分比；根据设定的解析气吸附因子a’以及测得的解析气、残余气，计算得到视吸附气量；根据设定的解析气吸附因子a’以及测得的解析气、损失气，计算得到视游离气量；将计算所得视吸附气量、视游离气量与根据补偿中子测井数值确定的经验公式进行误差分析，得到相关系数最高值所对应的解析气吸附因子a’以及吸附气量拟合公式、游离气量拟合公式。
4.根据权利要求1所述的一种解析法计算页岩含气量的方法，其特征在于，所述解析气吸附因子a取值范围为0.1、0.2、0.3、……、0.9；所述解析气吸附因子a’ 取值范围为0.1、0.2、0.3、……、0.9。
5.根据权利要求1、2、3任意一项所述的一种解析法计算页岩含气量的方法，其特征在于，对得到的海相页岩吸附气量拟合公式、游离气量拟合公式、总气量拟合公式以及陆相页岩吸附气量拟合公式、游离气量拟合公式、总气量拟合公式进行归一化处理，实现利用常规测井检测数据连续计算储层各含气量参数的功能。
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| Stump et al. | Consolidation state, permeability, and stress ratio as determined from uniaxial strain experiments on mudstone samples from the Eugene Island 330 Area, offshore Louisiana | |
| Evans et al. | A geological approach to permeability prediction in clastic reservoirs |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
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Application publication date: 20180703 |