CN109781580A - 一种评价页岩气井氧化改造促进吸附气解吸效果的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种评价页岩气井氧化改造促进吸附气解吸效果的方法。利用氧化性溶液氧化溶蚀页岩组分，降低页岩吸附甲烷能力，促进吸附气解吸，是一种提高页岩气采收率的有效方法。吸附气比游离气中甲烷等烃分子的碳同位素¹³C占比高，页岩气解吸过程中¹³C含量随着解吸时间的增加而呈现规律性增加。因此，可以通过测量产出气体中碳同位素¹³C的含量来表征页岩吸附气解吸程度，即可评价页岩气井氧化改造促进吸附气解吸的效果。

Description

一种评价页岩气井氧化改造促进吸附气解吸效果的方法

技术领域

本发明属于石油天然气开采技术领域，涉及一种评价页岩气井氧化改造促进吸附气解吸效果的方法，主要用于评价页岩气井氧化改造效果及其促进吸附气解吸的效果。

背景技术

页岩气是一种典型的非常规天然气，全球资源量巨大，但开采难度大。要提高页岩气藏采收率，关键在于提升甲烷气体解吸—扩散传输能力。水力压裂有利于提升页岩气藏渗流能力，但仍无法解决纳米孔内甲烷解吸—扩散传输能力低的难题。

页岩中的有机质、黄铁矿均属于强还原环境产物，在氧化条件下易被氧化分解。同时，页岩碳酸盐矿物组分属于酸溶性矿物，遇盐酸极易被溶蚀。室内实验与现场测试均表明，强氧化剂溶液可以显著提高岩石渗透率。氧化有机质，降低页岩吸附甲烷能力，促进页岩吸附气解吸。有机质氧化后产生二氧化碳与热量，页岩对二氧化碳吸附能力强于甲烷，产生二氧化碳可以置换甲烷，氧化产生高温也降低页岩吸附甲烷能力。因此，氧化改造能够提高页岩吸附气采收率。

现场只能通过气井产量和采收率来评价页岩气藏改造效果，暂时没有方法能评价吸附气的具体解吸效果。在此背景下，提出了一种评价页岩气井氧化改造促进吸附气解吸效果的方法，这是一种具备现场可操作性的有效方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种评价页岩气井氧化改造促进吸附气解吸效果的方法。该方法通过测量页岩气井经过氧化改造后产出气体中碳同位素¹³C的含量，将之与气井的邻井井段的邻井段产出气体中碳同位素¹³C的含量进行比对，计算页岩吸附气解吸程度，以此评价页岩气井氧化改造促进吸附气解吸的效果。

为达到以上目的，本发明提供以下技术方案。

一种评价页岩气井氧化改造效果的方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)根据页岩气井测井、岩心分析化验数据确定适合氧化改造的富有机质页岩气井或井段；

(2)向步骤(1)中页岩气井或井段内部注入5％～15％质量浓度的盐酸，对页岩内部碳酸盐矿物组分进行溶蚀，形成碳酸盐矿物溶蚀孔隙后，将添加氧化剂的流体注入页岩气层；

(3)焖井后开井投产，分时段将该气井或井段产出气体导入已排出空气的取样瓶中，样品采集后进行气体组分和稳定碳同位素分析；

(4)测得该气井的邻井或该井段的邻井段产出气体碳同位素¹³C含量a₁～a_n与该气井或井段产出气体的碳同位素¹³C含量b₁～b_n；

(5)以a₁～a_n为基准，用b₁～b_n可计算得到不同时段解吸气与游离气的具体含量；

(6)对比分析步骤(5)中不同时段解吸气与游离气的具体含量，即可计算页岩吸附气的解吸程度，以此评价页岩气井氧化改造促进吸附气解吸的效果。

本发明通过检测并比对产出气体中碳同位素¹³C的含量，以此计算页岩吸附气的解吸程度并评价页岩气井氧化改造促进吸附气解吸的效果，具有以下有益效果：

(1)本发明通过测量碳同位素¹³C的含量将产出气体中游离气和吸附气有效地区分，为页岩气井的评价提供了新的可借鉴思路。

(2)本发明使定性问题定量化，提高了评价的准确性、可信性。评价过程系统可靠，计算简单；

(3)本发明不需要具体产量数据即可评价页岩气井氧化改造效果。评价方法操作简单，经济成本低。

具体实施方式

根据本发明，首先选取一口TOC＞2％、碳酸盐矿物含量＞5％的页岩气井，确定适合氧化改造的层段。根据该地区压裂施工数据选取合适的氧化剂，确定氧化剂的用量，保证在整个改造过程中氧化剂充足。向页岩气井内部注入15％质量浓度的盐酸，对页岩内部碳酸盐矿物组分进行溶蚀，形成碳酸盐矿物溶蚀孔隙后，将添加氧化剂的流体注入页岩气层。开井生产7天内，每隔6小时采集1L该气井的邻井或该井段的邻井段产出气体和该气井或井段产出气体，并测量其碳同位素¹³C含量，得到a₁～a₂₉和b₁～b₂₉。以a₁～a₂₉为基准，用b₁～b₂₉可计算得到不同时段解吸气与游离气的具体含量。对比分析中不同时段解吸气与游离气的具体含量，即可计算页岩吸附气解吸程度，以此评价页岩气井氧化改造促进吸附气解吸的效果。

以上的具体实施方式对本发明的效果进行了详细描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的技术人员在本发明的启示下，只要在不超出本发明的主旨范围内，可对实验条件及对象进行灵活的变更，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种评价页岩气井氧化改造促进吸附气解吸效果的方法，其特征在于：该方法的原理是吸附气比游离气中甲烷等烃分子的碳同位素¹³C占比高，页岩吸附气解吸过程中¹³C含量随着解吸时间的增加而呈现规律性增加；氧化页岩中有机质可以降低页岩吸附甲烷等烃分子的能力，促进吸附气解吸；通过测量产出气体中碳同位素¹³C的含量来表征页岩吸附气解吸程度，从而评价页岩气井氧化改造促进吸附气解吸的效果。

2.一种评价页岩气井氧化改造促进吸附气解吸效果的方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)根据页岩气井测井、岩心分析化验数据确定适合氧化改造的富有机质页岩气井或井段；

(2)向步骤(1)中页岩气井或井段内部注入5％～15％质量浓度的盐酸，对页岩内部碳酸盐矿物组分进行溶蚀，形成碳酸盐矿物溶蚀孔隙后，将添加氧化剂的流体注入页岩气层；

(3)焖井后开井投产，分时段将该气井或井段产出气体导入已排出空气的取样瓶中，样品采集后进行气体组分和稳定碳同位素分析；

(4)测得该气井的邻井或该井段的邻井段产出气体碳同位素¹³C含量a₁～a_n与该气井或井段产出气体的碳同位素¹³C含量b₁～b_n；

(5)以a₁～a_n为基准，用b₁～b_n可计算得到不同时段解吸气与游离气的具体含量；

(6)对比分析步骤(5)中不同时段解吸气与游离气的具体含量，即可计算页岩吸附气的解吸程度，以此评价页岩气井氧化改造促进吸附气解吸的效果。