CN110487693A

CN110487693A - 一种确定泥页岩不同类型孔隙度的方法

Info

Publication number: CN110487693A
Application number: CN201810459498.6A
Authority: CN
Inventors: 杨振恒
Original assignee: Sinopec Exploration and Production Research Institute; China Petrochemical Corp
Current assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Sinopec Exploration and Production Research Institute; China Petrochemical Corp
Priority date: 2018-05-14
Filing date: 2018-05-14
Publication date: 2019-11-22

Abstract

本发明一种确定泥页岩不同类型孔隙度的方法，其特征在于，包括以下步骤：确定泥页岩样品的总孔隙度和总有机碳；获取泥页岩样品的总孔隙度和总有机碳的拟合模型；确定泥页岩储层的有机孔隙度和无机孔隙度。本发明能够从整体上快速且有效地确定泥页岩储层的有机孔隙度和无机孔隙度。

Description

一种确定泥页岩不同类型孔隙度的方法

技术领域

本发明涉及一种确定泥页岩不同类型孔隙度的方法，属于石油、地质、矿业勘探和开发技术领域。

背景技术

页岩气是指赋存于富含有机质的页岩及其夹层状的泥质粉砂岩中，主体上是自生自储成藏的连续性气藏，以吸附和游离状态储藏在极致密页岩地层系统中的天然气聚集，属于非常规天然气。泥页岩中存在有机孔隙度和无机孔隙度，泥页岩有机孔隙是指存在于泥页岩有机质颗粒之中的孔隙。由于页岩油和页岩气储层的有机孔隙度和无机孔隙度能够直接影响赋存于泥页岩储层中的油气资源量，因此，在页岩油气的勘探和开发过程中，有机孔隙度和无机孔隙度是计算页岩油气资源量和制定开采方案的关键参数，科学评价泥页岩的有机孔隙度和无机孔隙度有着重要的现实意义。

现有技术中，通常采用聚焦离子束扫描电镜定量分析岩心的有机孔隙度和无机孔隙度，或是采用氩离子束抛光扫描电子显微镜技术对泥页岩有机孔隙度和无机孔隙度进行高分辨率观察。然而，由于上述方法耗时长，成本高，且仅限于微区分析泥页岩的有机孔隙度，因此，难以从整体上快速且有效地确定非匀质性较强的泥页岩储层的有机孔隙度和无机孔隙度。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种确定泥页岩不同类型孔隙度的方法，能够从整体上快速且有效地确定泥页岩储层的有机孔隙度和无机孔隙度。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种确定泥页岩不同类型孔隙度的方法，包括以下步骤：确定泥页岩样品的总孔隙度和总有机碳；获取泥页岩样品的总孔隙度和总有机碳的拟合模型；确定泥页岩储层的有机孔隙度和无机孔隙度。

在一个具体实施例中，根据氦气法孔隙度确定泥页岩样品的总孔隙度。

在一个具体实施例中，根据氦气法孔隙度确定泥页岩样品的总孔隙度所依据的公式为：

式中，P_I为泥页岩岩心实验室气体膨胀前的压力，P_II为泥页岩岩心实验室气体膨胀后的压力，V_I为泥页岩岩心实验室气体膨胀前的体积，V_II为泥页岩岩心实验室气体膨胀后的体积，Φ_total为泥页岩样品的总孔隙度，单位为％，其中，V_I、 V_II为定值，泥页岩样品的总孔隙度与泥页岩岩心实验室气体膨胀前后的压力比有关。

在一个具体实施例中，根据沉积岩中总有机碳的测定标准确定泥页岩样品的总有机碳。

在一个具体实施例中，同一泥页岩岩心实验室内进行两次以上测试，泥页岩样品的总有机碳含量95％概率的平均值的临界差值应满足的公式为：

式中，为泥页岩样品的总有机碳含量95％概率的平均值的临界差值，r为重复性，在重复条件下，进行两组测试：第一组进行n₁次测试，平均值为第二组进行n₂次测试，平均值为

两个泥页岩岩心实验室分别进行一次以上测试，泥页岩样品的总有机碳含量95％概率的平均值的临界差值应满足的公式为：

式中，R为再现性，在第一个泥页岩岩心实验室进行n₁次测试，平均值为在第二个泥页岩岩心实验室进行进行n₂次测试，平均值为

在一个具体实施例中，根据泥页岩样品的总孔隙度和总有机碳数据进行最小二乘法拟合直线拟合，获取泥页岩样品的总孔隙度和总有机碳的拟合模型。

在一个具体实施例中，确定泥页岩样品的总孔隙度和总有机碳的拟合模型所依据的拟合公式为：

Φ_total＝0.453TOC+0.03171 (4)

式中，TOC为泥页岩样品的总有机碳，单位：％；R²为拟合优度。

在一个具体实施例中，根据泥页岩样品的总孔隙度和总有机碳的拟合模型，确定每单位泥页岩样品的总有机碳提供的有机孔隙度为0.453％；确定泥页岩岩心样品的平均无机孔隙度为3.171％。

在一个具体实施例中，确定泥页岩储层的有机孔隙度所依据的公式为：

Φ_organic＝0.453×TOC (5)

式中，Φ_rganic为泥页岩储层的有机孔隙度，单位：％。

在一个具体实施例中，确定泥页岩储层的无机孔隙度所依据的公式为：

Φ_inorganic＝Φ_total-Φ_organic (6)

式中，Φ_in。rganic为泥页岩储层的无机孔隙度，单位：％。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：本发明通过对泥页岩储层的有机孔隙度和无机孔隙度的定量计算，能够从整体上有效地确定泥页岩储层的有机孔隙度和无机孔隙度，简单快捷，准确度高，经济性好，获得的泥页岩储层有机孔隙度和无机孔隙度对页岩油、页岩气的勘探和开发具有重要的意义。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分的从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚的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的附图做简单的介绍：

图1是本发明的一个具体实施例的流程结构示意图；

图2是本发明的一个具体实施例中泥页岩总孔隙度与总有机碳直线拟合关系以及泥页岩的有机孔隙度和无机孔隙度划分的结构示意图。

具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。

如图1所示，本发明提出的确定泥页岩不同类型孔隙度的方法，包括以下步骤：

1)根据氦气法孔隙度确定泥页岩样品的总孔隙度

选择泥页岩储层的取心井，根据取心井的泥岩类型和发育时间，确定泥页岩样品。其中，泥页岩样品包括多个龙马溪组的灰黑色粉砂质泥岩、多个龙马溪组的灰黑色碳质泥岩和多个五峰组灰黑色碳质泥岩。并根据氦气法孔隙度确定泥页岩样品的总孔隙度。

根据氦气法孔隙度确定泥页岩样品的总孔隙度所依据的公式为：

式中，P_I为泥页岩岩心实验室气体膨胀前的压力，P_II为泥页岩岩心实验室气体膨胀后的压力，V_I为泥页岩岩心实验室气体膨胀前的体积，V_II为泥页岩岩心实验室气体膨胀后的体积，Φ_total为泥页岩样品的总孔隙度，单位为％(质量分数) 其中，V_I、V_II为定值，泥页岩样品的总孔隙度与泥页岩岩心实验室气体膨胀前后的压力比有关。

在一个优选的实施例中，泥页岩样品的个数大于等于20。

在一个优选的实施例中，泥页岩岩心室的工作压力为4兆帕，压力平衡时间为8分钟。

2)根据沉积岩中总有机碳的测定标准确定泥页岩样品的总有机碳

根据沉积岩中总有机碳的测定标准确定泥页岩样品的总有机碳，其工作原理是：采用稀盐酸去除泥页岩样品中无机碳后，在高温氧气流中燃烧，使总有机碳转化为二氧化碳，经红外检测器检测并给出总有机碳的含量。

同一泥页岩岩心实验室内进行两次以上测试，泥页岩样品的总有机碳含量95％概率的平均值的临界差值应满足的公式为：

在一个优选的实施例中，沉积岩中总有机碳的测定标准为GB/T19145-2003 (国标/推定19145-2003)。

3)根据泥页岩样品的总孔隙度和总有机碳的数据，获取泥页岩样品的总孔隙度和总有机碳的拟合模型

根据泥页岩样品的总孔隙度和总有机碳的数据，进行最小二乘法拟合直线拟合，获取泥页岩样品的总孔隙度和总有机碳的拟合模型。

确定泥页岩样品的总孔隙度和总有机碳的拟合模型所依据的拟合公式为：

Φ_total＝0.453TOC+0.03171 (4)

式中，TOC为泥页岩样品的总有机碳，单位为％；R²为拟合优度，其值为 0.747。

根据公式(4)，确定每单位泥页岩样品的总有机碳提供的有机孔隙度为 0.453％；确定泥页岩岩心样品的平均无机孔隙度为3.171％。

4)根据泥页岩样品的总孔隙度和总有机碳的拟合模型，确定泥页岩储层的有机孔隙度和无机孔隙度

确定泥页岩储层的有机孔隙度所依据的公式为：

Φ_organic＝0.453×TOC (5)

式中，Φ_organic为泥页岩储层的有机孔隙度，单位为％。

确定泥页岩储层的无机孔隙度所依据的公式为：

Φ_inorganic＝Φ_total-Φ_organic (6)

式中，Φ_inorganic为泥页岩储层的无机孔隙度，单位为％。

下面列举一具体实施例

确定川东南地区泥页岩目标储层的取心井，获取取心井的37个泥页岩样品。根据公式(1)氦气法孔隙度确定泥页岩样品的总孔隙度，根据公式(2)和(3) 沉积岩中总有机碳的测定标准确定泥页岩样品的总有机碳(如表1所示)。

表1川东南地区泥页岩储层取心井的氦气孔隙度与总有机碳数据

接着，根据取心井的37个泥页岩样品的总孔隙度和总有机碳数据，剔除裂缝、微裂缝发育的样品数据后，进行最小二乘法拟合直线拟合，获得泥页岩样品总孔隙度和总有机碳的拟合模型。如图2所示，确定泥页岩样品总孔隙度和总有机碳的拟合模型所依据的拟合公式为：

Φ_total＝0.453TOC+0.03171 (4)

根据泥页岩样品的总孔隙度和总有机碳的拟合模型，确定每单位泥页岩样品的总有机碳提供的有机孔隙度为0.453％；确定泥页岩岩心样品的平均无机孔隙度为3.171％。

确定泥页岩储层的有机孔隙度所依据的公式为：

Φ_organic＝0.453×TOC (5)

式中，Φ_organic为泥页岩储层的有机孔隙度，单位为％。

确定泥页岩储层的无机孔隙度所依据的公式为：

Φ_inorganic＝Φ_total-Φ_organic (6)

式中，Φ_inorganic为泥页岩储层的无机孔隙度，单位为％。

根据公式(5)和(6)，获取川东南地区泥页岩储层的有机孔隙度和无机孔隙度的数据(如图2、表2所示)。

表2川东南地区泥页岩储层有机孔隙度和无机孔隙度含量

虽然本发明所公开的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所公开的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims

1.一种确定泥页岩不同类型孔隙度的方法，其特征在于，包括以下步骤：

确定泥页岩样品的总孔隙度和总有机碳；

获取泥页岩样品的总孔隙度和总有机碳的拟合模型；

确定泥页岩储层的有机孔隙度和无机孔隙度。

2.根据权利要求1所述的一种确定泥页岩不同类型孔隙度的方法，其特征在于，根据氦气法孔隙度确定泥页岩样品的总孔隙度。

3.根据权利要求2所述的一种确定泥页岩不同类型孔隙度的方法，其特征在于，根据氦气法孔隙度确定泥页岩样品的总孔隙度所依据的公式为：

式中，P_I为泥页岩岩心实验室气体膨胀前的压力，P_II为泥页岩岩心实验室气体膨胀后的压力，V_I为泥页岩岩心实验室气体膨胀前的体积，V_II为泥页岩岩心实验室气体膨胀后的体积，Φ_total为泥页岩样品的总孔隙度，单位为％，其中，V_I、V_II为定值，泥页岩样品的总孔隙度与泥页岩岩心实验室气体膨胀前后的压力比有关。

4.根据权利要求1所述的一种确定泥页岩不同类型孔隙度的方法，其特征在于，根据沉积岩中总有机碳的测定标准确定泥页岩样品的总有机碳。

5.根据权利要求4所述的一种确定泥页岩不同类型孔隙度的方法，其特征在于，同一泥页岩岩心实验室内进行两次以上测试，泥页岩样品的总有机碳含量95％概率的平均值的临界差值应满足的公式为：

式中，勾泥页岩样品的总有机碳含量95％概率的平均值的临界差值，r为重复性，在重复条件下，进行两组测试：第一组进行n₁次测试，平均值为第二组进行n₂次测试，平均值为

6.根据权利要求1所述的一种确定泥页岩不同类型孔隙度的方法，其特征在于，根据泥页岩样品的总孔隙度和总有机碳数据进行最小二乘法拟合直线拟合，获取泥页岩样品的总孔隙度和总有机碳的拟合模型。

7.根据权利要求6所述的一种确定泥页岩不同类型孔隙度的方法，其特征在于，确定泥页岩样品的总孔隙度和总有机碳的拟合模型所依据的拟合公式为：

Φ_total＝0.453TOC+0.03171 (4)

式中，TOC为泥页岩样品的总有机碳，单位为％。

8.根据权利要求6所述的一种确定泥页岩不同类型孔隙度的方法，其特征在于，根据泥页岩样品的总孔隙度和总有机碳的拟合模型，确定每单位泥页岩样品的总有机碳提供的有机孔隙度为0.453％；确定泥页岩岩心样品的平均无机孔隙度为3.171％。

9.根据权利要求7所述的一种确定泥页岩不同类型孔隙度的方法，其特征在于，确定泥页岩储层的有机孔隙度所依据的公式为：

Φ_organic＝0.453×TOC (5)

式中，Φ_organic为泥页岩储层的有机孔隙度，单位：％。

10.根据权利要求9所述的一种确定泥页岩不同类型孔隙度的方法，其特征在于，确定泥页岩储层的无机孔隙度所依据的公式为：

Φ_inorganic＝Φ_total-Φ_organic (6)

式中，Φ_inorganic为泥页岩储层的无机孔隙度，单位：％。