CN108761033B - 页岩散失气总含量的确定方法、装置及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种页岩散失气总含量的确定方法、装置及存储介质,属于页岩气勘探开发领域。所述方法包括:确定岩心的表面泥浆的质量浓度和质量以及页岩气最终模型,该页岩气初始模型是根据岩心从页岩储层提取至地面的过程中表面泥浆的质量浓度确定得到的;根据岩心的表面泥浆的质量浓度和页岩气最终模型确定岩心中的第一页岩气含量,根据第一页岩气含量分别确定第一页岩散失气含量和第二页岩散失气含量,进而确定页岩散失气总含量。本发明通过根据岩心的表面泥浆的质量浓度得到页岩气最终模型,进而根据该页岩气最终模型确定岩心中的页岩散失气总含量,提高了确定页岩散失气总含量的准确性。
Description
技术领域
本发明涉及页岩气勘探开发领域,特别涉及一种页岩散失气总含量的确定方法、装置及存储介质。
背景技术
页岩气是一种蕴藏于页岩储层且可供开采的天然气资源,随着我国页岩气勘探开发的迅猛发展,对页岩储层含气性的评价显得尤为重要,而页岩储层中的页岩散失气总含量是页岩储层含气性评价的参数之一,因此,亟需一种确定页岩散失气总含量的方法。
在对页岩气开采时,需要将含有页岩气的岩心从页岩储层提取到地面再装入解吸筒内,而将岩心从页岩储层提取到地面再装入解吸筒之前,会散失一部分页岩气,该散失的页岩气即为页岩散失气,也即页岩散失气是页岩气中的一部分气体。页岩气除了包含页岩散失气,还包含页岩解吸气和页岩残留气,页岩解吸气为岩心在解吸筒中自然解吸出的气体,页岩残留气为解吸完之后仍然存留在岩心内部的气体。目前,页岩散失气总含量是通过直线模型或者多项式模型,以及页岩解吸气含量和页岩残留气含量确定,页岩解吸气含量是从解吸筒内测量确定,页岩残留气含量是将解吸完的岩心粉碎之后测量确定。
然而,确定页岩散失气总含量的直线模型或者多项式模型通常是人为凭借经验确定的,并不是基于实际情况确定的,因此,基于目前的直线模型或者多项式模型确定的页岩散失气总含量不准确。
发明内容
为了解决相关技术中确定页岩散失气总含量不准确的问题,本发明实施例提供了一种页岩散失气总含量的确定方法、装置及存储介质。所述技术方案如下:
第一方面,提供了一种页岩散失气总含量的确定装置,所述装置包括至少一个解吸筒、至少一个测量器、数据采集集成器和处理器;
所述至少一个解吸筒分别与所述至少一个测量器一一对应连接,每个测量器用于在对应的解吸筒中放置岩心后,获取不同时刻对应的解吸筒中的气体含量,所述岩心是指从页岩储层中提取的页岩样品;
所述至少一个测量器与所述数据采集集成器连接,所述数据采集集成器与所述处理器连接,所述数据采集集成器用于将所述至少一个测量器获取的解吸时刻和所述解吸筒中的气体含量发送给所述处理器,所述处理器用于根据每个测量器获取的解吸时刻和所述解吸筒中的气体含量确定每个解吸筒中放置的岩心对应的页岩散失气总含量。
可选地,所述至少一个测量器中的每个测量器均包括时间记录设备和气体计量器;
每个测量器包括的时间记录设备和气体计量器分别与对应的解吸筒连接,每个时间记录设备和每个气体计量器还分别与所述数据采集集成器连接,每个时间记录设备用于记录对应的解吸筒中放置的岩心在对应的解吸筒中解吸气体的解吸时刻,每个气体计量器用于计量对应的解吸筒中的气体含量。
可选地,所述装置还包括至少一个时间显示器;
所述至少一个时间显示器与所述至少一个测量器中包括的时间记录设备一一对应连接,每个时间显示器用于显示对应的时间记录设备记录的解吸时刻。
可选地,所述装置还包括恒温装置和温度显示器;
所述至少一个解吸筒处于所述恒温装置中,所述恒温装置与所述温度显示器连接,所述恒温装置内的温度与所述岩心所处的页岩储层的温度相同,所述温度显示器用于显示所述恒温装置内的温度。
第二方面,提供了一种页岩散失气总含量的确定方法,所述方法包括:
根据岩心的表面泥浆的密度、所述岩心在页岩储层中所处的深度、所述岩心的孔隙度、长度和半径,确定所述岩心的表面泥浆的质量浓度和质量,所述岩心是指从所述页岩储层中提取的页岩样品;
确定存储的页岩气初始模型中的待确定参数,以得到页岩气最终模型,所述页岩气初始模型是根据所述岩心从所述页岩储层提取至地面的过程中所述表面泥浆的质量浓度确定得到的;
根据所述岩心的长度和半径,以及第一时刻和所述岩心的表面泥浆的质量浓度,通过所述页岩气最终模型确定所述岩心中的第一页岩气含量,所述第一页岩气含量为将所述岩心提取至地面时所述岩心内的气体含量,所述第一时刻是指所述岩心从所述页岩储层提取至所述地面时的时刻;
将原始页岩气总含量与所述岩心的表面泥浆的质量之差确定为实际页岩气总含量,并将所述实际页岩气总含量与所述第一页岩气含量的差确定为第一页岩散失气含量,所述原始页岩气总含量为所述岩心未被提取时在所述页岩储层中且没有表面泥浆时所述岩心内的气体含量,所述实际页岩气总含量为所述岩心未被提取时在所述页岩储层中且有表面泥浆时所述岩心内的气体含量,所述第一页岩散失气含量为0时刻到所述第一时刻之间所述岩心散失的气体含量,所述0时刻是指所述岩心未被提取的时刻;
根据所述第一页岩气含量、所述岩心中的页岩解吸气含量和页岩残留气含量确定第二页岩散失气含量,所述第二页岩散失气含量为所述岩心从所述地面放置于解吸筒的过程中散失的气体含量;
将所述第一页岩散失气含量与所述第二页岩散失气含量之和确定为页岩散失气总含量。
可选地,所述根据岩心的表面泥浆的密度、所述岩心在页岩储层中所处的深度、所述岩心的孔隙度、长度和半径,确定所述岩心的表面泥浆的质量浓度和质量,包括:
根据所述岩心的表面泥浆的密度和所述岩心在页岩储层中所处的深度,确定所述岩心的表面泥浆的压力;
根据所述岩心的表面泥浆的压力以及存储的泥浆压力与空间气体密度之间的关系曲线,确定目标空间气体密度,所述目标空间气体密度为所述页岩储层中单位空间内的页岩气质量;
将所述目标空间气体密度与所述岩心的孔隙度相乘,得到所述岩心的表面泥浆的质量浓度;
根据所述岩心的长度和半径确定所述岩心的体积,并将所述岩心的表面泥浆的质量浓度与所述岩心的体积之间的乘积确定为所述岩心的表面泥浆的质量。
可选地,所述确定存储的页岩气初始模型中的待确定参数,以得到页岩气最终模型,包括:
获取至少两组解吸参数,所述至少两组解吸参数是在所述岩心置于所述解吸筒内解吸过程中的至少两个不同的时刻采集得到的,所述解吸参数包括解吸时刻和所述解吸筒中岩心内的气体含量;
根据所述至少两组解吸参数,确定所述页岩气初始模型中的待确定参数,以得到所述页岩气最终模型。
可选地,所述根据所述第一页岩气含量、所述岩心中的页岩解吸气含量和页岩残留气含量确定第二页岩散失气含量,包括:
确定所述页岩解吸气含量与所述页岩残留气含量的含量之和;
将所述第一页岩气含量与所述含量之和的差确定为所述第二页岩散失气含量。
第三方面,提供了一种页岩散失气总含量的确定装置,所述装置包括:
第一确定模块,用于根据岩心的表面泥浆的密度、所述岩心在页岩储层中所处的深度、所述岩心的孔隙度、长度和半径,确定所述岩心的表面泥浆的质量浓度和质量,所述岩心是指从所述页岩储层中提取的页岩样品;
第二确定模块,用于确定存储的页岩气初始模型中的待确定参数,以得到页岩气最终模型,所述页岩气初始模型是根据所述岩心从所述页岩储层提取至地面的过程中所述表面泥浆的质量浓度确定得到的;
第三确定模块,用于根据所述岩心的长度和半径,以及第一时刻和所述岩心的表面泥浆的质量浓度,通过所述页岩气最终模型确定所述岩心中的第一页岩气含量,所述第一页岩气含量为将所述岩心提取至地面时所述岩心内的气体含量,所述第一时刻是指所述岩心从所述页岩储层提取至所述地面时的时刻;
第四确定模块,用于将原始页岩气总含量与所述岩心的表面泥浆的质量之差确定为实际页岩气总含量,并将所述实际页岩气总含量与所述第一页岩气含量的差确定为第一页岩散失气含量,所述原始页岩气总含量为所述岩心未被提取时在所述页岩储层中且没有表面泥浆时所述岩心内的气体含量,所述实际页岩气总含量为所述岩心未被提取时在所述页岩储层中且有表面泥浆时所述岩心内的气体含量,所述第一页岩散失气含量为0时刻到所述第一时刻之间所述岩心散失的气体含量,所述0时刻是指所述岩心未被提取的时刻;
第五确定模块,用于根据所述第一页岩气含量、所述岩心中的页岩解吸气含量和页岩残留气含量确定第二页岩散失气含量,所述第二页岩散失气含量为所述岩心从所述地面放置于解吸筒的过程中散失的气体含量;
第六确定模块,用于将所述第一页岩散失气含量与所述第二页岩散失气含量之和确定为页岩散失气总含量。
可选地,所述第一确定模块包括:
第一确定子模块,用于根据所述岩心的表面泥浆的密度和所述岩心在页岩储层中所处的深度,确定所述岩心的表面泥浆的压力;
第二确定子模块,用于根据所述岩心的表面泥浆的压力以及存储的泥浆压力与空间气体密度之间的关系曲线,确定目标空间气体密度,所述目标空间气体密度为所述页岩储层中单位空间内的页岩气质量;
计算子模块,用于将所述目标空间气体密度与所述岩心的孔隙度相乘,得到所述岩心的表面泥浆的质量浓度;
第三确定子模块,用于根据所述岩心的长度和半径确定所述岩心的体积,并将所述岩心的表面泥浆的质量浓度与所述岩心的体积之间的乘积确定为所述岩心的表面泥浆的质量。
可选地,所述第二确定模块包括:
获取子模块,用于获取至少两组解吸参数,所述至少两组解吸参数是在所述岩心置于所述解吸筒内解吸过程中的至少两个不同的时刻采集得到的,所述解吸参数包括解吸时刻和所述解吸筒中岩心内的气体含量;
第四确定子模块,用于根据所述至少两组解吸参数,确定所述页岩气初始模型中的待确定参数,以得到所述页岩气最终模型。
可选地,所述第五确定模块包括:
第五确定子模块,用于确定所述页岩解吸气含量与所述页岩残留气含量的含量之和;
第六确定子模块,用于将所述第一页岩气含量与所述含量之和的差确定为所述第二页岩散失气含量。
第四方面,提供了一种页岩散失气总含量的确定装置,所述装置包括:
处理器;
用于存储处理器可执行指令的存储器;
其中,所述处理器被配置为上述第二方面所述的任一项方法的步骤。
第五方面,提供了一种计算机可读存储介质,所述存储介质内存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现上述第二方面所述的方法。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是:确定岩心的表面泥浆的质量浓度和质量,再确定页岩气最终模型,该页岩气初始模型是根据岩心从页岩储层提取至地面的过程中表面泥浆的质量浓度确定得到的,即该页岩气初始模型是根据实际情况得到,因此,页岩气最终模型也是基于实际情况得到。然后根据岩心的长度和半径,以及第一时刻和岩心的表面泥浆的质量浓度,通过页岩气最终模型确定岩心中的第一页岩气含量,将原始页岩气总含量与岩心的表面泥浆的质量之差确定为实际页岩气总含量,并将实际页岩气总含量与第一页岩气含量的差确定为第一页岩散失气含量。根据第一页岩气含量、岩心中的页岩解吸气含量和页岩残留气含量确定第二页岩散失气含量,最后将第一页岩散失气含量与第二页岩散失气含量之和确定为页岩散失气总含量。也即是,先确定岩心的表面泥浆的质量浓度和质量以及页岩气最终模型,再根据页岩气最终模型和岩心的表面泥浆的质量浓度确定岩心中的第一页岩气含量,然后根据实际页岩气总含量和该第一页岩气含量确定第一页岩散失气含量,再根据该第一页岩气含量确定第二页岩散失气含量,进而确定页岩散失气总含量。由于页岩气最终模型是根据岩心的实际情况确定得到,因此,基于该页岩气最终模型得到的页岩散失气总含量也是准确的。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例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发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的从页岩气井中的页岩储层中提取岩心的示意图;
图2是本发明实施例提供的页岩散失气总含量的确定装置的结构示意图;
图3是本发明实施例提供的页岩散失气总含量的确定装置的结构示意图;
图4是本发明实施例提供的页岩散失气总含量的确定装置的结构示意图;
图5是本发明实施例提供的页岩散失气总含量的确定装置的结构示意图;
图6是本发明实施例提供的页岩散失气总含量的确定方法流程图;
图7是本发明实施例提供的页岩散失气总含量的确定方法流程图;
图8是本发明实施例提供的页岩散失气总含量的确定装置结构示意图;
图9是本发明实施例提供的页岩散失气总含量的确定装置结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
为了便于理解,在对本发明实施例进行详细地解释说明之前,先对本发明实施例的应用场景进行介绍。
页岩储层中的页岩散失气总含量作为页岩储层含气性评价的参数之一,其准确与否直接影响到对页岩储层的评价。由于页岩散失气是从开始提取岩心到装入解吸筒之前散失的气体,无法测量,只能基于确定的模型计算得到,因此,该模型的准确与否直接影响页岩散失气总含量的计算准确与否,如图1所示,图1为从页岩气井中的页岩储层中提取岩心的示意图。
目前确定页岩散失气总含量使用的模型为直线模型或者多项式模型,而这些模型并不是根据提取岩心的实际情况确定的,例如,基于直线模型确定页岩散失气总含量时,假设岩心表面的质量浓度为0,但在实际情况中,岩心在页岩储层中时周围被泥浆包裹,也即岩心表面的质量浓度即为泥浆的浓度,并非为0。因此,基于目前的直线模型或者多项式模型确定的页岩散失气总含量不准确。故本发明提供了一种页岩散失气总含量的确定方法,基于根据实际情况确定的页岩气最终模型来计算页岩散失气总含量,可以确保页岩散失气总含量计算的准确性。
接下来将结合附图对本发明实施例提供的页岩散失气总含量的确定装置进行详细介绍。
图2是根据一示例性实施例示出的一种页岩散失气总含量的确定装置的结构示意图,参照图2,该装置包括至少一个解吸筒1、至少一个测量器2、数据采集集成器3和处理器4;
至少一个解吸筒1分别与至少一个测量器2一一对应连接,每个测量器用于在对应的解吸筒中放置岩心后,获取不同时刻对应的解吸筒中的气体含量,该岩心是指从页岩储层中提取的页岩样品;至少一个测量器2与数据采集集成器3连接,该数据采集集成器3与处理器4连接,该数据采集集成器3用于将至少一个测量器2获取的解吸时刻和解吸筒中的气体含量发送给处理器4,该处理器4用于根据每个测量器获取的解吸时刻和解吸筒中的气体含量确定每个解吸筒中放置的岩心对应的页岩散失气总含量。
也即是,在该页岩散失气总含量的确定装置中,至少一个解吸筒1与至少一个测量器2连接,至少一个测量器2与数据采集集成器3连接,数据采集集成器3与处理器4连接,进而由处理器4接收每个测量器获取的解吸时刻和解吸筒中的气体含量,并根据该解吸时刻和解吸筒中的气体含量确定每个解吸筒中放置的岩心对应的页岩散失气总含量。
参照图3,每个测量器包括的时间记录设备21和气体计量器22分别与对应的解吸筒连接,每个时间记录设备21和每个气体计量器22还分别与数据采集集成器3连接,每个时间记录设备21用于记录对应的解吸筒中放置的岩心在对应的解吸筒中解吸气体的解吸时刻,每个气体计量器22用于计量对应的解吸筒中的气体含量。
需要说明的是,处理器4与数据采集集成器3之间电连接,数据采集集成器3分别与时间记录设备21和气体计量器22之间电连接,时间记录设备21与对应的解吸筒之间电连接,气体计量器22与对应的解吸筒之间通过管线连接。
由于在将岩心放置于解吸筒中后,岩心可以自然解吸气体,解吸筒中的气体含量随着时间的变化而变化,也即不同时刻对应的解吸筒中的气体含量不同,因此,可以通过时间记录设备21记录对应的解吸筒中放置的岩心在解吸筒中解吸气体的解吸时刻,并通过气体计量器22计量对应的解吸筒中的气体含量。
其中,时间记录设备21记录的页岩解吸气体的解吸时刻可以是岩心在解吸气体过程中的任意时刻,也可以是岩心解吸完最终的时刻。相应地,气体计量器22计量的解吸筒中的气体含量可以是岩心在解吸气体过程中的任意气体含量,也可以是岩心解吸完后解吸筒中的气体含量。
进一步,处理器4在接收到解吸时刻和解吸筒中的气体含量之后,可以根据解吸筒中的气体含量确定出该解吸筒中的气体含量对应的解吸筒中岩心内的气体含量,进而根据解吸时刻和解吸筒中岩心内的气体含量确定页岩气初始模型中的待确定参数,以得到页岩气最终模型,然后根据页岩气最终模型确定岩心中的页岩散失气总含量。
另外,参照图4,该页岩散失气总含量的确定装置还包括至少一个时间显示器5,该至少一个时间显示器5与至少一个测量器2中包括的时间记录设备21一一对应连接,每个时间显示器用于显示对应的时间记录设备21记录的解吸时刻。
需要说明的是,岩心在解吸筒中解吸气体的过程中,不同的时刻对应解吸筒中不同的气体含量,因此,为了实时显示不同气体含量对应的时刻,可以将时间记录设备21与时间显示器5连接,以通过时间显示器5显示对应的时间记录设备21记录的解吸时刻。
进一步,参照图5,该页岩散失气总含量的确定装置还包括恒温装置6和温度显示器7,至少一个解吸筒1处于恒温装置6中,该恒温装置6与温度显示器7连接,恒温装置6内的温度与岩心所处的页岩储层的温度相同,该温度显示器7用于显示恒温装置6内的温度。
需要说明的是,地面的温度与页岩储层的温度不同,为了使岩心在解吸筒内解吸气体时的温度与岩心所处的页岩储层的温度相同,也即为了在地面上真实模拟岩心所处的页岩储层的温度,可以将放置岩心的解吸筒放置于恒温装置6中,并将恒温装置6的温度设置为与岩心所处的页岩储层相同的温度,进而实现岩心所处的页岩储层的温度的真实模拟。另外,为了实时显示恒温装置6的实际温度,可以将恒温装置6与温度显示器7连接,进而通过温度显示器7显示恒温装置6内的温度。
在本发明实施例中,至少一个解吸筒1分别与至少一个测量器2一一对应连接,每个测量器用于在对应的解吸筒中放置岩心后,获取不同时刻对应的解吸筒中的气体含量;至少一个测量器2与数据采集集成器3连接,该数据采集集成器3与处理器4连接,该数据采集集成器3用于将至少一个测量器2获取的解吸时刻和解吸筒中的气体含量发送给处理器4,该处理器4用于根据每个测量器获取的解吸时刻和解吸筒中的气体含量确定每个解吸筒中放置的岩心对应的页岩散失气总含量。也即是,通过将至少一个解吸筒1、至少一个测量器2连接、数据采集集成器3与处理器4依次连接,不仅可以实现多个解吸筒同时解吸气体,还可以自动将每个测量器获取的解吸时刻和解吸筒中的气体含量发送给处理器4,由处理器4根据该解吸时刻和解吸筒中的气体含量确定每个解吸筒中放置的岩心对应的页岩散失气总含量。
在实际实现中,页岩散失气总含量的确定装置可以包括一个解吸筒,也可以包括多个解吸筒,以下以页岩散失气总含量的确定装置包括一个解吸筒为例,并结合附图对本发明实施例提供的页岩散失气总含量的确定方法进行详细说明。
图6是本发明实施例提供的一种页岩散失气总含量的确定方法的流程图,参见图6,该方法包括:
步骤601:根据岩心的表面泥浆的密度、岩心在页岩储层中所处的深度、岩心的孔隙度、长度和半径,确定岩心的表面泥浆的质量浓度和质量,岩心是指从页岩储层中提取的页岩样品;
步骤602:确定存储的页岩气初始模型中的待确定参数,以得到页岩气最终模型,页岩气初始模型是根据岩心从页岩储层提取至地面的过程中表面泥浆的质量浓度确定得到的;
步骤603:根据岩心的长度和半径,以及第一时刻和岩心的表面泥浆的质量浓度,通过页岩气最终模型确定岩心中的第一页岩气含量,第一页岩气含量为将岩心提取至地面时岩心内的气体含量,第一时刻是指岩心从页岩储层提取至地面时的时刻;
步骤604:将原始页岩气总含量与岩心的表面泥浆的质量之差确定为实际页岩气总含量,并将实际页岩气总含量与第一页岩气含量的差确定为第一页岩散失气含量,原始页岩气总含量为岩心未被提取时在页岩储层中且没有表面泥浆时岩心内的气体含量,实际页岩气总含量为岩心未被提取时在页岩储层中且有表面泥浆时岩心内的气体含量,第一页岩散失气含量为0时刻到第一时刻之间岩心散失的气体含量,0时刻是指岩心未被提取的时刻;
步骤605:根据第一页岩气含量、岩心中的页岩解吸气含量和页岩残留气含量确定第二页岩散失气含量,第二页岩散失气含量为岩心从地面放置于解吸筒的过程中散失的气体含量;
步骤606:将第一页岩散失气含量与第二页岩散失气含量之和确定为页岩散失气总含量。
在本发明实施例中,确定岩心的表面泥浆的质量浓度和质量,再确定页岩气最终模型,该页岩气初始模型是根据岩心从页岩储层提取至地面的过程中表面泥浆的质量浓度确定得到的,即该页岩气初始模型是根据实际情况得到,因此,页岩气最终模型也是基于实际情况得到。然后根据岩心的长度和半径,以及第一时刻和岩心的表面泥浆的质量浓度,通过页岩气最终模型确定岩心中的第一页岩气含量,将原始页岩气总含量与岩心的表面泥浆的质量之差确定为实际页岩气总含量,并将实际页岩气总含量与第一页岩气含量的差确定为第一页岩散失气含量。根据第一页岩气含量、岩心中的页岩解吸气含量和页岩残留气含量确定第二页岩散失气含量,最后将第一页岩散失气含量与第二页岩散失气含量之和确定为页岩散失气总含量。也即是,先确定岩心的表面泥浆的质量浓度和质量以及页岩气最终模型,再根据页岩气最终模型和岩心的表面泥浆的质量浓度确定岩心中的第一页岩气含量,然后根据实际页岩气总含量和该第一页岩气含量确定第一页岩散失气含量,再根据该第一页岩气含量确定第二页岩散失气含量,进而确定页岩散失气总含量。由于页岩气最终模型是根据岩心的实际情况确定得到,因此,基于该页岩气最终模型得到的页岩散失气总含量也是准确的。
可选地,根据岩心的表面泥浆的密度、岩心在页岩储层中所处的深度、岩心的孔隙度、长度和半径,确定岩心的表面泥浆的质量浓度和质量,包括:
根据岩心的表面泥浆的密度和岩心在页岩储层中所处的深度,确定岩心的表面泥浆的压力;
根据岩心的表面泥浆的压力以及存储的泥浆压力与空间气体密度之间的关系曲线,确定目标空间气体密度,目标空间气体密度为页岩储层中单位空间内的页岩气质量;
将目标空间气体密度与岩心的孔隙度相乘,得到岩心的表面泥浆的质量浓度;
根据岩心的长度和半径确定岩心的体积,并将岩心的表面泥浆的质量浓度与岩心的体积之间的乘积确定为岩心的表面泥浆的质量。
可选地,确定存储的页岩气初始模型中的待确定参数,以得到页岩气最终模型,包括:
获取至少两组解吸参数,至少两组解吸参数是在岩心置于解吸筒内解吸过程中的至少两个不同的时刻采集得到的,解吸参数包括解吸时刻和解吸筒中岩心内的气体含量;
根据至少两组解吸参数,确定页岩气初始模型中的待确定参数,以得到页岩气最终模型。
可选地,根据第一页岩气含量、岩心中的页岩解吸气含量和页岩残留气含量确定第二页岩散失气含量,包括:
确定页岩解吸气含量与页岩残留气含量的含量之和;
将第一页岩气含量与含量之和的差确定为第二页岩散失气含量。
上述所有可选技术方案,均可按照任意结合形成本发明的可选实施例,本发明实施例对此不再赘述。
图7是本发明实施例提供的一种页岩散失气总含量的确定方法的流程图,接下来将对图6所示的实施例进行展开说明。参见图7,该方法包括:
步骤701:根据岩心的表面泥浆的密度、岩心在页岩储层中所处的深度、岩心的孔隙度、长度和半径,确定岩心的表面泥浆的质量浓度和质量,岩心是指从页岩储层中提取的页岩样品。
岩心在处于页岩储层中时周围会被表面泥浆所覆盖,因此,当岩心内部散失气体时会受到表面泥浆的影响,因此,为了准确确定岩心的页岩散失气总含量,需要确定表面泥浆的质量浓度和质量。
具体地,可以根据岩心的表面泥浆的密度和岩心在页岩储层中所处的深度,确定岩心的表面泥浆的压力,再根据岩心的表面泥浆的压力以及存储的泥浆压力与空间气体密度之间的关系曲线,确定目标空间气体密度,该目标空间气体密度为页岩储层中单位空间内的页岩气质量,然后将目标空间气体密度与岩心的孔隙度相乘,得到岩心的表面泥浆的质量浓度,最后根据岩心的长度和半径确定岩心的体积,并将岩心的表面泥浆的质量浓度与岩心的体积之间的乘积确定为岩心的表面泥浆的质量。
根据岩心的表面泥浆的密度和岩心在页岩储层中所处的深度,确定岩心的表面泥浆的压力可通过如下公式(1)实现:
p=ρ1gh (1)
其中,p为岩心的表面泥浆的压力,ρ1为岩心的表面泥浆的密度,g为常数,h为岩心在页岩储层中所处的深度,也即是,h为岩心从页岩储层提取至地面的过程中所经历的路程。
将目标空间气体密度与岩心的孔隙度相乘,得到岩心的表面泥浆的质量浓度可通过如下公式(2)实现:
N2=ρ2φ (2)
其中,N2为岩心从页岩储层提取至地面的过程中表面泥浆的质量浓度,ρ2为目标空间气体密度,φ为岩心的孔隙度。
进一步,根据岩心的长度和半径确定岩心的体积可通过如下公式(3)实现:
V=πR2L (3)
其中,V为岩心的体积,R为岩心的半径,L为岩心的长度。
将岩心的表面泥浆的质量浓度与岩心的体积之间的乘积确定为岩心的表面泥浆的质量可通过如下公式(4)实现:
M1=N2V (4)
其中,M1为岩心的表面泥浆的质量。
需要说明的是,由于已经存储有泥浆压力与空间气体密度之间的关系曲线,因此在确定了岩心的表面泥浆的压力之后,可以通过该关系曲线确定目标空间气体密度。
另外,将岩心从页岩储层提到地面上之后,可以记录该岩心从页岩储层提取至地面时的时刻、岩心的长度、岩心的半径以及岩心的孔隙度。
步骤702:获取至少两组解吸参数,至少两组解吸参数是在岩心置于解吸筒内解吸过程中的至少两个不同的时刻采集得到的,解吸参数包括解吸时刻和解吸筒中岩心内的气体含量。
由于将岩心置于解吸筒内进行自然解吸的过程中,解吸筒中的气体含量随着时间的变化而变化,即不同的解吸时刻对应的解吸筒中的气体含量不同,进而不同解吸时刻对应的解吸筒中岩心内的气体含量也不同,因此,可以通过测量器中的时间记录设备记录岩心在解吸筒内解吸时至少两个不同的解吸时刻,并通过测量器中的气体计量器计量至少两个不同的解吸时刻对应的至少两个解吸筒中的气体含量,然后通过数据采集集成器将测量器获取的至少两个不同的解吸时刻和对应的至少两个解吸筒中的气体含量发送给处理器,进而由处理器确定出该至少两个时刻对应的解吸筒中岩心内的气体含量,以此完成获取至少两组解吸参数的过程。
其中,处理器可以根据解吸筒中最终的总气体含量和至少两个解吸时刻对应的至少两个解吸筒中的气体含量确定出该至少两个时刻对应的至少两个解吸筒中岩心内的气体含量。该解吸筒中最终的总气体含量为该岩心的页岩解吸气含量与页岩残留气含量之和。
需要说明的是,岩心在解吸筒中解吸气体时,先进行解吸的过程得到页岩解吸气再对岩心进行粉碎得到页岩残留气,因此,当岩心在解吸筒中将体内的气体全部释放完之后,解吸筒中最终的总气体含量为该岩心的页岩解吸气含量与页岩残留气含量之和。并且,每个解吸时刻对应的解吸筒中的气体含量与该每个解吸时刻对应的解吸筒中岩心内的气体含量之和即为解吸筒中最终的总气体含量,且解吸筒中的气体含量越多,则解吸筒中岩心内的气体含量越少。因此,当数据采集集成器将测量器获取的解吸时刻和对应的解吸筒中的气体含量发送给处理器时,处理器可以根据解吸筒中最终的总气体含量确定出解吸时刻对应的解吸筒中岩心内的气体含量。
步骤703:根据至少两组解吸参数,确定页岩气初始模型中的待确定参数,以得到页岩气最终模型,页岩气初始模型是根据岩心从页岩储层提取至地面的过程中表面泥浆的质量浓度确定得到的。
由于页岩气初始模型中包含两个待确定参数,因此,可以根据获取的至少两组解吸参数通过处理器来确定该页岩气初始模型中的两个待确定参数,当待确定参数确定之后,便可得到页岩气最终模型,也即是,页岩气最终模型为确定了待确定参数的页岩气初始模型。
页岩气初始模型以如下公式(5)表示:
其中,M为t时刻时岩心内的气体含量,a、b为两个待确定参数,t为时刻。
进一步,在确定了待确定参数a、b之后,公式(5)可写为如下公式(6),也即是,页岩气最终模型以如下公式(6)表示:
其中,Aa为确定了参数a后参数a对应的具体值,Bb为确定了参数b后参数b对应的具体值。
当根据至少两组解吸参数确定页岩气初始模型中的待确定参数时,公式(5)中的t为解吸时刻,M为t时刻对应的岩心内的气体含量,将至少两组解吸时刻t和岩心内的气体含量M分别代入公式(5)中,可以确定公式(5)中的两个待确定参数a、b,然后将确定的a、b代入公式(5),便可以得到页岩气最终模型。
需要说明的是,为了便于求解,可将公式(5)变形为公式(7)以确定两个待确定参数a、b:
由于将岩心放置于解吸筒中时,岩心的表面泥浆的质量浓度为0,即N2=0,因此,当根据解吸参数确定待确定参数a、b时,N2=0,此时公式(7)变为公式(8):
lnM=lna+bt (8)
可以看出,通过公式(8)可以很容易确定待确定参数a、b。
在实际实现中,解吸参数的组数与待确定参数的组数满足如下公式(9)的关系式:
其中,f为解吸参数的组数,g为待确定参数的组数, 表示从f组解吸参数中选取2组解吸参数,f!表示f的阶乘,即f!=f*(f-1)*(f-2)*(f-3)*L*2*1,(f-2)!表示f-2的阶乘,即(f-2)!=(f-2)*(f-3)*(f-4)*L*2*1,2!表示2的阶乘,即2!=2*1=2。
也即是,当有两组解吸参数,即f为2时,由公式(9)可知,通过公式(8)可以确定一组待确定参数;当有三组解吸参数,即f为3时,由公式(9)可知,通过公式(8)可以确定三组待确定参数;当有四组解吸参数,即f为4时,由公式(9)可知,通过公式(8)可以确定六组待确定参数,以此类推,当有f组解吸参数,由公式(9)可知,通过公式(8)可以确定组待确定参数。
相应地,当确定了一组待确定参数时,可以将这一组待确定参数作为a、b的值Aa、Bb,以得到页岩气最终模型;当确定了多组待确定参数时,可以将这多组待确定参数做平均,并将得到的两个平均值分别作为a、b的值Aa、Bb,以得到页岩气最终模型,也即是,当确定了三组待确定参数时,可以将这三组待确定参数做平均,并将得到的两个平均值分别作为a、b的值Aa、Bb,以得到页岩气最终模型;同样,当确定了六组待确定参数时,可以将这六组待确定参数做平均,并将得到的两个平均值分别作为a、b的值Aa、Bb,以得到页岩气最终模型。
另外,页岩气初始模型是通过建立数学模型并对数学模型求解确定的,为了对本发明实施例进行详细的说明,以下介绍页岩气初始模型的确定过程:
(1)、建立数学模型:
从岩心中分割出一个微元体,在无穷小时长内,沿r轴方向流动的页岩气含量为:
其中,dt为无穷小时长,dΩr-dΩr+dr为沿r轴方向流动的页岩气含量,N1为岩心的内部的岩石的质量浓度,D为扩散系数,r为r轴,φ为φ轴,z为z轴。
同理,在无穷小时长内,沿φ轴方向流动的页岩气含量和沿z轴方向流动的页岩气含量分别为:
和
而在时间间隔(t1,t2)内,在微元体内变化的页岩气含量为:
∫∫∫[N1(r,φ,z,t2)-N1(r,φ,z,t1)]rdrdφdz (13)
其中,N1(r,φ,z,t2)为在时刻t2时岩心的内部的岩石的质量浓度,N1(r,φ,z,t1)为在时刻t1时岩心的内部的岩石的质量浓度,dt=t1-t2。
由质量守恒定律可知:
可见:
由于页岩气在垂直方向z轴上和环周方向φ轴上均没有气体流动,因此,公式(15)中的和均为0,也即是,公式(15)变形为如下公式(16):
记在0时刻岩心的内部的质量浓度为N0,则有初始方程(17):
N(r,t)=N(r,0)=N0(0<r<R)(17)
边界条件分别为:
和
公式(19)中的σ为流动系数。
需要说明的是,为了计算方便,记N(r,t)=N1(r,t)-N2。
公式(16)、(17)、(18)、(19)为建立的数学模型对应的四个公式,以下介绍求解该四个公式的具体过程。
(2)、求解数学模型:
由于出现了两个变量r和t,因此,可设N(r,t)=R(r)×T(t)(20),并将公式(20)代入公式(16),则公式(16)变形为如下公式(21):
对公式(21)变形,即分离变量r和t,得到如下公式(22):
由于公式(22)两边是不同的变量,只有当等式两边分别为常数λ时,等式才能成立,因此,可将公式(22)写成如下公式(23)和(24):
对公式(23)和(24)分别变换得公式(25)和(26):
公式(25)的通解如下:
T(t)=Ae-Dλt (27)
现对公式(26)进行求解,求解过程如下:
给公式(26)两边同时乘以r2,令即并记则得到公式(28):
公式(28)被称为贝塞尔方程。
设公式(28)的级数解为:其中,k和c均为常数,则将公式(29)、(30)和(31)代入公式(28)中,得:
对公式(32)进行级数展开,得:
比较系数,得:
由于c=0,因此,公式(36)变为:
公式(37)的奇数项a1=a3=a5=L=0,偶数项a2、a4、a6、L可用(38)表示,其中,m为常数,选取其中,n为常数,将公式(39)代入公式(38),得则贝塞尔方程(28)的第一个特解为:
第二个特解为:
第一个特解被称为第一类贝塞尔函数,第二个特解被称为第二类贝塞尔函数,又被称为牛曼函数。
因此,贝塞尔方程(28)的通解为:
y(x)=BJ0(x)+CJnm0(x)(42)
其中,B和C为常数。
令并将公式(40)和公式(41)代入公式(42),得公式(26)的通解如下:
至此,求出了公式(26)的通解。
然后,将公式(24)的通解公式(27)和公式(26)的通解公式(43)代入公式(20)中,可得:
由于N(r,t)=N1(r,t)-N2,因此可得:
因此,可得气体含量与时刻的公式为:
令公式(46)中的为a,-Dλ为b,则公式(46)变形为公式(5):也即是,至此便确定了页岩气初始模型。
步骤704:根据岩心的长度和半径,以及第一时刻和岩心的表面泥浆的质量浓度,通过页岩气最终模型确定岩心中的第一页岩气含量,第一页岩气含量为将岩心提取至地面时岩心内的气体含量,第一时刻是指岩心从页岩储层提取至地面时的时刻。
由于页岩气最终模型可以由表示,因此,当通过页岩气最终模型确定岩心中的第一页岩气含量时,该公式(6)中的t为第一时刻,该第一时刻是指岩心从页岩储层提取至地面时的时刻,当将第一时刻t代入该式子中后,对应的M即为第一页岩气含量,该第一页岩气含量为将岩心提取至地面时岩心内的气体含量。
需要说明的是,岩心释放内部气体的过程分为四个过程,第一个过程为将岩心从页岩储层中提取至地面的过程中散失的气体含量,也即第一页岩散失气含量,第二个过程为将岩心从地面放置于解吸筒的过程中散失的气体含量,也即第二页岩散失气含量,第三个过程为岩心在解吸筒内进行解吸得到的气体含量,也即页岩解吸气含量,第四个过程为将岩心粉碎得到的气体,也即页岩残留气含量。而第一页岩气含量为将岩心提取至地面时岩心内的气体含量,也即此时岩心只经历了第一个过程,并未经历第二个过程、第三个过程和第四个过程,因此,第一页岩气含量为第二页岩散失气含量、页岩解吸气含量和页岩残留气含量之和。
步骤705:将原始页岩气总含量与岩心的表面泥浆的质量之差确定为实际页岩气总含量,并将实际页岩气总含量与第一页岩气含量的差确定为第一页岩散失气含量,原始页岩气总含量为岩心未被提取时在页岩储层中且没有表面泥浆时岩心内的气体含量,实际页岩气总含量为岩心未被提取时在页岩储层中且有表面泥浆时岩心内的气体含量,第一页岩散失气含量为0时刻到第一时刻之间岩心散失的气体含量,0时刻是指岩心未被提取的时刻。
岩心的原始页岩气总含量为岩心未被提取时在页岩储层中且没有表面泥浆时岩心内的气体含量,而实际情况中,岩心未被提取时在页岩储层中是存在表面泥浆的,因此,原始页岩气总含量与岩心的表面泥浆的质量之差便为实际页岩气总含量。另外,由于第一页岩气含量为将岩心提取至地面时岩心内的气体含量,实际页岩气总含量为岩心未被提取时在页岩储层中且有表面泥浆时岩心内的气体含量,因此,实际页岩气总含量与第一页岩气含量之间的差即为岩心从页岩储层提取至地面的过程中所散失的第一页岩散失气含量,也即0时刻到第一时刻之间岩心散失的气体含量,0时刻是指岩心未被提取的时刻。
将原始页岩气总含量与岩心的表面泥浆的质量之差确定为实际页岩气总含量可以通过如下公式(47)表示:
M3=M2-M1 (47)
其中,M3为实际页岩气总含量,M2为原始页岩气总含量。
将实际页岩气总含量与第一页岩气含量的差确定为第一页岩散失气含量可以通过如下公式(48)表示:
M5=M3-M4 (48)
其中,M5为第一页岩散失气含量,M4为第一页岩气含量。
需要说明的是,原始页岩气总含量可以通过页岩气最终模型确定,由于原始页岩气总含量为岩心未被提取时在页岩储层中且没有表面泥浆时岩心内的气体含量,因此,当通过页岩气最终模型确定原始页岩气总含量时,用于表示页岩气最终模型的公式(6)中的t为0,N2也为0,此时将t=0与N2=0代入公式(6)中,得出M为Aa,该Aa即为原始页岩气总含量,也即M3的值即为Aa。
另外,实际页岩气总含量为岩心未被提取时在页岩储层中且有表面泥浆时岩心内的气体含量,也即此时岩心还未开始经历释放气体的过程,因此,实际页岩气总含量为岩心在四个过程中释放的气体含量之和,也即实际页岩气总含量为第一页岩散失气含量、第二页岩散失气含量、页岩解吸气含量以及页岩残留气含量之和。
需要说明的是,在确定岩心中的实际页岩气总含量之后,还可以确定吸附气含量和游离气含量,进而通过吸附气含量和游离气含量的比例评价页岩储层的含气性。
还需要说明的是,页岩气的状态以在页岩储存中的存在方式可分为吸附状态和游离状态,因此,页岩气即可分为吸附气和游离气,吸附气即为以吸附状态存在于页岩储层中的气体,游离气即为以游离状态存在于页岩储层中的气体。
其中,可以通过等温吸附实验确定吸附气含量,再将实际页岩气总含量减去吸附气含量得到的即为游离气含量,之后便可确定吸附气含量与游离气含量的比例。
步骤706:根据第一页岩气含量、岩心中的页岩解吸气含量和页岩残留气含量确定第二页岩散失气含量,第二页岩散失气含量为岩心从地面放置于解吸筒的过程中散失的气体含量。
由于第一页岩气含量为第二页岩散失气含量、页岩解吸气含量和页岩残留气含量之和,因此可以根据第一页岩气含量、岩心中的页岩解吸气含量和页岩残留气含量确定第二页岩散失气含量。具体地,可以确定页岩解吸气含量与页岩残留气含量的含量之和,再将第一页岩气含量与该含量之和的差确定为第二页岩散失气含量。
确定页岩解吸气含量与页岩残留气含量的含量之和可以通过如下公式(49)表示:
M8=M6+M7(49)
其中,M8为页岩解吸气含量与页岩残留气含量的含量之和,M6为页岩解吸气含量,M7为页岩残留气含量。
将第一页岩气含量与该含量之和的差确定为第二页岩散失气含量可以通过如下公式(50)表示:
M9=M4-M8(50)
其中,M9为第二页岩散失气含量。
需要说明的是,页岩解吸气含量和页岩残留气含量可以通过如下两种可能的实现方式确定:
第一种可能的实现方式:通过测量器中的时间记录设备记录岩心在解吸筒中的多个解吸时刻,并通过测量器中的气体计量器计量多个解吸时刻中所有相邻两个解吸时刻之间岩心解吸出的气体含量,并计量岩心解吸结束时刻到岩心粉碎后释放气体结束时刻之间的气体含量。然后通过数据采集集成器将测量器获取的多个解吸时刻、所有相邻两个解吸时刻之间岩心解吸出的气体含量以及岩心解吸结束时刻到岩心粉碎后释放气体结束时刻之间的气体含量都发送给处理器,进而由处理器将岩心解吸结束时刻到岩心粉碎后释放气体结束时刻之间的气体含量确定为页岩残留气含量。并且,由处理器将所有相邻两个解吸时刻之间岩心解吸出的气体含量进行相加的和确定为页岩解吸气含量。
需要说明的是,处理器还可以根据所有相邻两个解吸时刻之间岩心解吸出的气体含量和页岩残留气含量确定每个解吸时刻对应的岩心内的气体含量。具体地,岩心解吸结束时刻对应的岩心内的气体含量为页岩残留气含量,岩心解吸结束时刻的前一个记录的解吸时刻对应的岩心内的气体含量为:该前一个记录的解吸时刻和解吸结束时刻之间岩心解吸的气体含量与解吸结束时刻对应的岩心内的气体含量之和。此次类推,便可以确定出每个解吸时刻对应的岩心内的气体含量。其中,岩心刚开始解吸的时刻对应的岩心内的气体含量为页岩解吸气含量与页岩残留气含量之和。
例如,假设岩心在解吸筒内解吸时,通过测量器中的时间记录设备记录了三个解吸时刻,分别为t3、t4和t5,t3为刚开始解吸的时刻,t4为解吸过程中与t3和t5均不同的任意一个解吸时刻,t5为解吸结束的时刻,那么t5对应的岩心内的气体含量为页岩残留气含量,t4对应的岩心内的气体含量为t4和t5之间岩心解吸出的气体含量与t5对应的岩心内的气体含量之和,t3对应的岩心内的气体含量为t3和t4之间岩心解吸出的气体含量与t4对应的岩心内的气体含量之和,至此,便确定出了t3、t4和t5三个解吸时刻对应的岩心内的气体含量。其中,t3对应的岩心内的气体含量为页岩解吸气含量与页岩残留气含量之和。
第二种可能的实现方式:通过测量器中的气体计量器计量岩心解吸结束时刻对应的解吸筒中的气体含量即为该岩心的页岩解吸气含量,再将岩心粉碎,通过测量器中的气体计量器计量岩心粉碎之后解吸筒中的气体含量,然后通过数据采集集成器将测量器中的气体计量器计量的页岩解吸气含量和岩心粉碎之后解吸筒中的气体含量分别发送给处理器,由处理器将岩心粉碎之后解吸筒中的气体含量与页岩解吸气含量之间的差确定为页岩残留气含量。
步骤707:将第一页岩散失气含量与第二页岩散失气含量之和确定为页岩散失气总含量。
由于岩心从页岩储层提取至地面,再从地面放置于解吸筒的过程中都会散失气体,而岩心从页岩储层提取至地面的过程中散失的气体含量为第一页岩散失气含量,从地面放置于解吸筒的过程中散失的气体含量为第二页岩散失气含量,因此,可以将第一页岩散失气含量和第二页岩散失气含量之和确定为岩心中的页岩散失气总含量。
在实际实现中,根据公式(48)确定了第一页岩散失气含量M5,根据公式(50)确定了第二页岩散失气含量M9之后,可以将第一页岩散失气含量M5与第二页岩散失气含量M9相加,并将相加的和确定为岩心中的页岩散失气总含量,即通过如下公式(51)确定岩心中的页岩散失气总含量:
M10=M5+M9(51)
其中,M10表示岩心中的页岩散失气总含量。
在本发明实施例中,确定岩心的表面泥浆的质量浓度和质量,再确定页岩气最终模型,该页岩气初始模型是根据岩心从页岩储层提取至地面的过程中表面泥浆的质量浓度确定得到的,即该页岩气初始模型是根据实际情况得到,因此,页岩气最终模型也是基于实际情况得到。然后根据岩心的长度和半径,以及第一时刻和岩心的表面泥浆的质量浓度,通过页岩气最终模型确定岩心中的第一页岩气含量,将原始页岩气总含量与岩心的表面泥浆的质量之差确定为实际页岩气总含量,并将实际页岩气总含量与第一页岩气含量的差确定为第一页岩散失气含量。根据第一页岩气含量、岩心中的页岩解吸气含量和页岩残留气含量确定第二页岩散失气含量,最后将第一页岩散失气含量与第二页岩散失气含量之和确定为页岩散失气总含量。也即是,先确定岩心的表面泥浆的质量浓度和质量以及页岩气最终模型,再根据页岩气最终模型和岩心的表面泥浆的质量浓度确定岩心中的第一页岩气含量,然后根据实际页岩气总含量和该第一页岩气含量确定第一页岩散失气含量,再根据该第一页岩气含量确定第二页岩散失气含量,进而确定页岩散失气总含量。由于页岩气最终模型是根据岩心的实际情况确定得到,因此,基于该页岩气最终模型得到的页岩散失气总含量也是准确的。
图8是本发明实施例提供的一种页岩散失气总含量的确定装置的结构示意图,参见图8,该装置800包括:第一确定模块801、第二确定模块802、第三确定模块803、第四确定模块804、第五确定模块805、和第六确定模块806。
第一确定模块801,用于根据岩心的表面泥浆的密度、岩心在页岩储层中所处的深度、岩心的孔隙度、长度和半径,确定岩心的表面泥浆的质量浓度和质量,岩心是指从页岩储层中提取的页岩样品。
第二确定模块802,用于确定存储的页岩气初始模型中的待确定参数,以得到页岩气最终模型,页岩气初始模型是根据岩心从页岩储层提取至地面的过程中表面泥浆的质量浓度确定得到的。
第三确定模块803,用于根据岩心的长度和半径,以及第一时刻和岩心的表面泥浆的质量浓度,通过页岩气最终模型确定岩心中的第一页岩气含量,第一页岩气含量为将岩心提取至地面时岩心内的气体含量,第一时刻是指岩心从页岩储层提取至地面时的时刻。
第四确定模块804,用于将原始页岩气总含量与岩心的表面泥浆的质量之差确定为实际页岩气总含量,并将实际页岩气总含量与第一页岩气含量的差确定为第一页岩散失气含量,原始页岩气总含量为岩心未被提取时在页岩储层中且没有表面泥浆时岩心内的气体含量,实际页岩气总含量为岩心未被提取时在页岩储层中且有表面泥浆时岩心内的气体含量,第一页岩散失气含量为0时刻到第一时刻之间岩心散失的气体含量,0时刻是指岩心未被提取的时刻。
第五确定模块805,用于根据第一页岩气含量、岩心中的页岩解吸气含量和页岩残留气含量确定第二页岩散失气含量,第二页岩散失气含量为岩心从地面放置于解吸筒的过程中散失的气体含量。
第六确定模块806,用于将第一页岩散失气含量与第二页岩散失气含量之和确定为页岩散失气总含量。
可选地,第一确定模块包括:
第一确定子模块,用于根据岩心的表面泥浆的密度和岩心在页岩储层中所处的深度,确定岩心的表面泥浆的压力;
第二确定子模块,用于根据岩心的表面泥浆的压力以及存储的泥浆压力与空间气体密度之间的关系曲线,确定目标空间气体密度,目标空间气体密度为页岩储层中单位空间内的页岩气质量;
计算子模块,用于将目标空间气体密度与岩心的孔隙度相乘,得到岩心的表面泥浆的质量浓度;
第三确定子模块,用于根据岩心的长度和半径确定岩心的体积,并将所心的表面泥浆的质量浓度与岩心的体积之间的乘积确定为岩心的表面泥浆的质量。
可选地,所二确定模块包括:
获取子模块,用于获取至少两组解吸参数,至少两组解吸参数是在岩心置于解吸筒内解吸过程中的至少两个不同的时刻采集得到的,解吸参数包括解吸时刻和解吸筒中岩心内的气体含量;
第四确定子模块,用于根据至少两组解吸参数,确定页岩气初始模型中的待确定参数,以得到页岩气最终模型。
可选地,第五确定模块包括:
第五确定子模块,用于确定页岩解吸气含量与页岩残留气含量的含量之和;
第六确定子模块,用于将第一页岩气含量与含量之和的差确定为第二页岩散失气含量。
在本发明实施例中,确定岩心的表面泥浆的质量浓度和质量,再确定页岩气最终模型,该页岩气初始模型是根据岩心从页岩储层提取至地面的过程中表面泥浆的质量浓度确定得到的,即该页岩气初始模型是根据实际情况得到,因此,页岩气最终模型也是基于实际情况得到。然后根据岩心的长度和半径,以及第一时刻和岩心的表面泥浆的质量浓度,通过页岩气最终模型确定岩心中的第一页岩气含量,将原始页岩气总含量与岩心的表面泥浆的质量之差确定为实际页岩气总含量,并将实际页岩气总含量与第一页岩气含量的差确定为第一页岩散失气含量。根据第一页岩气含量、岩心中的页岩解吸气含量和页岩残留气含量确定第二页岩散失气含量,最后将第一页岩散失气含量与第二页岩散失气含量之和确定为页岩散失气总含量。也即是,先确定岩心的表面泥浆的质量浓度和质量以及页岩气最终模型,再根据页岩气最终模型和岩心的表面泥浆的质量浓度确定岩心中的第一页岩气含量,然后根据实际页岩气总含量和该第一页岩气含量确定第一页岩散失气含量,再根据该第一页岩气含量确定第二页岩散失气含量,进而确定页岩散失气总含量。由于页岩气最终模型是根据岩心的实际情况确定得到,因此,基于该页岩气最终模型得到的页岩散失气总含量也是准确的。
需要说明的是:上述实施例提供的页岩散失气总含量的确定装置在确定页岩气含量时,仅以上述各功能模块的划分进行举例说明,实际应用中,可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成,即将装置的内部结构划分成不同的功能模块,以完成以上描述的全部或者部分功能。另外,上述实施例提供的页岩散失气总含量的确定装置与页岩散失气总含量的确定方法实施例属于同一构思,其具体实现过程详见方法实施例,这里不再赘述。
图9示出了本发明一个示例性实施例提供的终端900的结构框图。该终端900可以是:平板电脑、MP3播放器(Moving Picture Experts Group Audio Layer III,动态影像专家压缩标准音频层面3)、MP4(Moving Picture Experts Group Audio Layer IV,动态影像专家压缩标准音频层面4)播放器、笔记本电脑或台式电脑。终端900还可能被称为用户设备、膝上型终端、台式终端等其他名称。
通常,终端900包括有:处理器901和存储器902。
处理器901可以包括一个或多个处理核心,比如4核心处理器、8核心处理器等。处理器901可以采用DSP(Digital Signal Processing,数字信号处理)、FPGA(Field-Programmable Gate Array,现场可编程门阵列)、PLA(Programmable Logic Array,可编程逻辑阵列)中的至少一种硬件形式来实现。处理器901也可以包括主处理器和协处理器,主处理器是用于对在唤醒状态下的数据进行处理的处理器,也称CPU(Central ProcessingUnit,中央处理器);协处理器是用于对在待机状态下的数据进行处理的低功耗处理器。在一些实施例中,处理器901可以在集成有GPU(Graphics Processing Unit,图像处理器),GPU用于负责显示屏所需要显示的内容的渲染和绘制。一些实施例中,处理器901还可以包括AI(Artificial Intelligence,人工智能)处理器,该AI处理器用于处理有关机器学习的计算操作。
存储器902可以包括一个或多个计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质可以是非暂态的。存储器902还可包括高速随机存取存储器,以及非易失性存储器,比如一个或多个磁盘存储设备、闪存存储设备。在一些实施例中,存储器902中的非暂态的计算机可读存储介质用于存储至少一个指令,该至少一个指令用于被处理器901所执行以实现本申请中方法实施例提供的页岩散失气总含量的确定方法。
在一些实施例中,终端900还可选包括有:外围设备接口903和至少一个外围设备。处理器901、存储器902和外围设备接口903之间可以通过总线或信号线相连。各个外围设备可以通过总线、信号线或电路板与外围设备接口903相连。具体地,外围设备包括:射频电路904、显示屏905、摄像头组件906、音频电路907和电源908中的至少一种。
外围设备接口903可被用于将I/O(Input/Output,输入/输出)相关的至少一个外围设备连接到处理器901和存储器902。在一些实施例中,处理器901、存储器902和外围设备接口903被集成在同一芯片或电路板上;在一些其他实施例中,处理器901、存储器902和外围设备接口903中的任意一个或两个可以在单独的芯片或电路板上实现,本实施例对此不加以限定。
射频电路904用于接收和发射RF(Radio Frequency,射频)信号,也称电磁信号。射频电路904通过电磁信号与通信网络以及其他通信设备进行通信。射频电路904将电信号转换为电磁信号进行发送,或者,将接收到的电磁信号转换为电信号。可选地,射频电路904包括:天线系统、RF收发器、一个或多个放大器、调谐器、振荡器、数字信号处理器、编解码芯片组、用户身份模块卡等等。射频电路904可以通过至少一种无线通信协议来与其它终端进行通信。该无线通信协议包括但不限于:城域网、各代移动通信网络(2G、3G、4G及6G)、无线局域网和/或WiFi(Wireless Fidelity,无线保真)网络。在一些实施例中,射频电路904还可以包括NFC(Near Field Communication,近距离无线通信)有关的电路,本申请对此不加以限定。
显示屏905用于显示UI(User Interface,用户界面)。该UI可以包括图形、文本、图标、视频及其它们的任意组合。当显示屏905是触摸显示屏时,显示屏905还具有采集在显示屏905的表面或表面上方的触摸信号的能力。该触摸信号可以作为控制信号输入至处理器901进行处理。此时,显示屏905还可以用于提供虚拟按钮和/或虚拟键盘,也称软按钮和/或软键盘。在一些实施例中,显示屏905可以为一个,设置终端900的前面板;在另一些实施例中,显示屏905可以为至少两个,分别设置在终端900的不同表面或呈折叠设计;在再一些实施例中,显示屏905可以是柔性显示屏,设置在终端900的弯曲表面上或折叠面上。甚至,显示屏905还可以设置成非矩形的不规则图形,也即异形屏。显示屏905可以采用LCD(LiquidCrystal Display,液晶显示屏)、OLED(Organic Light-Emitting Diode,有机发光二极管)等材质制备。
摄像头组件906用于采集图像或视频。可选地,摄像头组件906包括前置摄像头。通常,前置摄像头设置在终端的前面板。在一些实施例中,摄像头组件906还可以包括闪光灯。
音频电路907可以包括麦克风和扬声器。麦克风用于采集用户及环境的声波,并将声波转换为电信号输入至处理器901进行处理,或者输入至射频电路904以实现语音通信。出于立体声采集或降噪的目的,麦克风可以为多个,分别设置在终端900的不同部位。麦克风还可以是阵列麦克风或全向采集型麦克风。扬声器则用于将来自处理器901或射频电路904的电信号转换为声波。扬声器可以是传统的薄膜扬声器,也可以是压电陶瓷扬声器。当扬声器是压电陶瓷扬声器时,不仅可以将电信号转换为人类可听见的声波,也可以将电信号转换为人类听不见的声波以进行测距等用途。在一些实施例中,音频电路907还可以包括耳机插孔。
电源908用于为终端900中的各个组件进行供电。电源908可以是交流电、直流电、一次性电池或可充电电池。当电源908包括可充电电池时,该可充电电池可以支持有线充电或无线充电。该可充电电池还可以用于支持快充技术。
在一些实施例中,终端900还包括有一个或多个传感器909。该一个或多个传感器909包括但不限于:加速度传感器910、陀螺仪传感器911、压力传感器912、指纹传感器913以及光学传感器914。
加速度传感器910可以检测以终端900建立的坐标系的三个坐标轴上的加速度大小。比如,加速度传感器910可以用于检测重力加速度在三个坐标轴上的分量。处理器901可以根据加速度传感器910采集的重力加速度信号,控制显示屏905以横向视图或纵向视图进行用户界面的显示。
陀螺仪传感器911可以检测终端900的机体方向及转动角度,陀螺仪传感器911可以与加速度传感器910协同采集用户对终端900的3D动作。处理器901根据陀螺仪传感器911采集的数据,可以实现如下功能:动作感应(比如根据用户的倾斜操作来改变UI)、拍摄时的图像稳定、游戏控制以及惯性导航。
压力传感器912可以设置在终端900的侧边框和/或显示屏905的下层。当压力传感器912设置在显示屏905的下层时,由处理器901根据用户对显示屏905的压力操作,实现对UI界面上的可操作性控件进行控制。可操作性控件包括按钮控件、滚动条控件、图标控件、菜单控件中的至少一种。
指纹传感器913用于采集用户的指纹,由处理器901根据指纹传感器913采集到的指纹识别用户的身份,或者,由指纹传感器913根据采集到的指纹识别用户的身份。在识别出用户的身份为可信身份时,由处理器901授权该用户执行相关的敏感操作,该敏感操作包括解锁屏幕、查看加密信息、下载软件、支付及更改设置等。指纹传感器913可以被设置终端900的正面、背面或侧面。当终端900上设置有物理按键或厂商Logo时,指纹传感器913可以与物理按键或厂商Logo集成在一起。
光学传感器914用于采集环境光强度。在一个实施例中,处理器901可以根据光学传感器914采集的环境光强度,控制显示屏905的显示亮度。具体地,当环境光强度较高时,调高显示屏905的显示亮度;当环境光强度较低时,调低显示屏905的显示亮度。在另一个实施例中,处理器901还可以根据光学传感器914采集的环境光强度,动态调整摄像头组件606的拍摄参数。
本领域技术人员可以理解,图9中示出的结构并不构成对终端900的限定,可以包括比图示更多或更少的组件,或者组合某些组件,或者采用不同的组件布置。
综上所述,本发明实施例不仅提供了如图9所示的页岩散失气总含量的确定装置,还提供了一种计算机可读存储介质,所述存储介质内存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现上述图6或图7中页岩散失气总含量的确定方法。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后,将容易想到本发明的其它实施方案。本发明旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化,这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的,本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是,本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构,并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。
Claims (4)
1.一种页岩散失气总含量的确定方法,其特征在于,所述方法包括:
根据岩心的表面泥浆的密度和所述岩心在页岩储层中所处的深度,确定所述岩心的表面泥浆的压力,所述岩心是指从所述页岩储层中提取的页岩样品;
根据所述岩心的表面泥浆的压力以及存储的泥浆压力与空间气体密度之间的关系曲线,确定目标空间气体密度,所述目标空间气体密度为所述页岩储层中单位空间内的页岩气质量;
将所述目标空间气体密度与所述岩心的孔隙度相乘,得到所述岩心的表面泥浆的质量浓度;
根据所述岩心的长度和半径确定所述岩心的体积,并将所述岩心的表面泥浆的质量浓度与所述岩心的体积之间的乘积确定为所述岩心的表面泥浆的质量;
获取至少两组解吸参数,所述至少两组解吸参数是在所述岩心置于所述解吸筒内解吸过程中的至少两个不同的时刻采集得到的,所述解吸参数包括解吸时刻和解吸筒中岩心内的气体含量;
根据所述至少两组解吸参数,确定页岩气初始模型中的待确定参数,以得到页岩气最终模型,所述页岩气初始模型是根据所述岩心从所述页岩储层提取至地面的过程中所述表面泥浆的质量浓度确定得到的;所述页岩气初始模型为:
其中,M为t时刻时所述岩心内的气体含量,a、b为两个所述待确定参数,t为时刻,L为所述岩心的长度,N2为所述岩心从所述页岩储层提取至地面的过程中所述表面泥浆的质量浓度,R为所述岩心的半径;
根据所述岩心的长度和半径,以及第一时刻和所述岩心的表面泥浆的质量浓度,通过所述页岩气最终模型确定所述岩心中的第一页岩气含量,所述第一页岩气含量为将所述岩心提取至地面时所述岩心内的气体含量,所述第一时刻是指所述岩心从所述页岩储层提取至所述地面时的时刻;
将原始页岩气总含量与所述岩心的表面泥浆的质量之差确定为实际页岩气总含量,并将所述实际页岩气总含量与所述第一页岩气含量的差确定为第一页岩散失气含量,所述原始页岩气总含量为所述岩心未被提取时在所述页岩储层中且没有表面泥浆时所述岩心内的气体含量,所述实际页岩气总含量为所述岩心未被提取时在所述页岩储层中且有表面泥浆时所述岩心内的气体含量,所述第一页岩散失气含量为0时刻到所述第一时刻之间所述岩心散失的气体含量,所述0时刻是指所述岩心未被提取的时刻;
根据所述第一页岩气含量、所述岩心中的页岩解吸气含量和页岩残留气含量确定第二页岩散失气含量,所述第二页岩散失气含量为所述岩心从所述地面放置于解吸筒的过程中散失的气体含量;
将所述第一页岩散失气含量与所述第二页岩散失气含量之和确定为页岩散失气总含量。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述第一页岩气含量、所述岩心中的页岩解吸气含量和页岩残留气含量确定第二页岩散失气含量,包括:
确定所述页岩解吸气含量与所述页岩残留气含量的含量之和;
将所述第一页岩气含量与所述含量之和的差确定为所述第二页岩散失气含量。
3.一种页岩散失气总含量的确定装置,其特征在于,所述装置包括:
第一确定模块,用于根据岩心的表面泥浆的密度和所述岩心在页岩储层中所处的深度,确定所述岩心的表面泥浆的压力,所述岩心是指从所述页岩储层中提取的页岩样品;根据所述岩心的表面泥浆的压力以及存储的泥浆压力与空间气体密度之间的关系曲线,确定目标空间气体密度,所述目标空间气体密度为所述页岩储层中单位空间内的页岩气质量;将所述目标空间气体密度与所述岩心的孔隙度相乘,得到所述岩心的表面泥浆的质量浓度;根据所述岩心的长度和半径确定所述岩心的体积,并将所述岩心的表面泥浆的质量浓度与所述岩心的体积之间的乘积确定为所述岩心的表面泥浆的质量;
第二确定模块,用于获取至少两组解吸参数,所述至少两组解吸参数是在所述岩心置于所述解吸筒内解吸过程中的至少两个不同的时刻采集得到的,所述解吸参数包括解吸时刻和解吸筒中岩心内的气体含量;根据所述至少两组解吸参数,确定页岩气初始模型中的待确定参数,以得到页岩气最终模型,所述页岩气初始模型是根据所述岩心从所述页岩储层提取至地面的过程中所述表面泥浆的质量浓度确定得到的;所述页岩气初始模型为:
其中,M为t时刻时所述岩心内的气体含量,a、b为两个所述待确定参数,t为时刻,L为所述岩心的长度,N2为所述岩心从所述页岩储层提取至地面的过程中所述表面泥浆的质量浓度,R为所述岩心的半径;
第三确定模块,用于根据所述岩心的长度和半径,以及第一时刻和所述岩心的表面泥浆的质量浓度,通过所述页岩气最终模型确定所述岩心中的第一页岩气含量,所述第一页岩气含量为将所述岩心提取至地面时所述岩心内的气体含量,所述第一时刻是指所述岩心从所述页岩储层提取至所述地面时的时刻;
第四确定模块,用于将原始页岩气总含量与所述岩心的表面泥浆的质量之差确定为实际页岩气总含量,并将所述实际页岩气总含量与所述第一页岩气含量的差确定为第一页岩散失气含量,所述原始页岩气总含量为所述岩心未被提取时在所述页岩储层中且没有表面泥浆时所述岩心内的气体含量,所述实际页岩气总含量为所述岩心未被提取时在所述页岩储层中且有表面泥浆时所述岩心内的气体含量,所述第一页岩散失气含量为0时刻到所述第一时刻之间所述岩心散失的气体含量,所述0时刻是指所述岩心未被提取的时刻;
第五确定模块,用于根据所述第一页岩气含量、所述岩心中的页岩解吸气含量和页岩残留气含量确定第二页岩散失气含量,所述第二页岩散失气含量为所述岩心从所述地面放置于解吸筒的过程中散失的气体含量;
第六确定模块,用于将所述第一页岩散失气含量与所述第二页岩散失气含量之和确定为页岩散失气总含量。
4.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述存储介质内存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-2任一所述的方法。
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Legal Events
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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