CN110715879A - 基于气水分布的高演化页岩储层微孔隙吸附气量评价方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于气水分布的高演化页岩储层微孔隙吸附气量评价方法，提出高演化页岩气储层微孔隙气‑水分布模型，认为在高演化页岩气储层中存在三种含不同流体类型的微孔隙：含气有机质孔隙、具束缚水的无机含气孔隙和含水孔隙，而天然气吸附主要发生在有机质孔隙表面，在天然气运移路径上具束缚水的微孔隙表面不具有对气体的吸附性。通过有机质吸附分数校正得到地层条件下高演化页岩样品中储层微孔隙表面甲烷吸附气量。本发明的有益之处：测得的高演化页岩烘干样品中有机质孔隙表面的甲烷吸附气量与实际地层吸附气量相差较小。

Description

基于气水分布的高演化页岩储层微孔隙吸附气量评价方法
技术领域
本发明属于地质技术领域，涉及一种基于气水分布的高演化页岩储层微孔隙吸附气量评价方法。
背景技术
页岩储气机理主要受页岩中流体分布和气体吸附行为的影响。高演化页岩储层中主要流体为天然气和水，天然气的赋存状态对评价气体吸附至关重要。页岩气主要以吸附气的形式存在于有机质或粘土表面。分子间的吸附作用导致不同的流体分子吸附在页岩孔隙表面，且不同吸附质对同一气体的吸附能力不同。有机质和无机矿物及其孔隙结构对甲烷吸附的影响已被广泛讨论。有机质孔隙具有丰富的微孔体积和比表面积，对吸附气量的贡献远远大于石英和粘土矿物等无机孔隙。然而，对有机物和其他矿物的不同吸附机制却鲜有文献记载。除了不同矿物的孔隙结构和表面积外，还有其他因素控制着页岩气的吸附和储存。现有专利一种泥页岩吸附页岩气能力评价方法(CN201310313520)在计算过程中，虽然考虑了有机质与粘土矿物、其它矿物对甲烷吸附能力不同，但未考虑地层条件下有机质孔隙表面对甲烷的吸附占主要部分，而粘土矿物和其它矿物对甲烷基本不产生吸附。
发明内容
本发明主要是克服现有技术中的不足之处，提出一种基于气水分布的高演化页岩储层微孔隙吸附气量评价方法。
本发明提出高演化页岩气储层微孔隙气-水分布模型(图1)，认为在高演化页岩气储层中存在三种含不同流体类型的微孔隙：含气有机质孔隙、具束缚水的无机含气孔隙和含水孔隙，而地层条件下天然气吸附主要产生在有机质孔隙表面，在天然气运移路径上具束缚水的微孔隙表面不具有对气体的吸附性。
本发明测得的高演化页岩样品中有机质孔隙表面的甲烷吸附气量与实际地层吸附气量相差较小。
本发明解决上述技术问题所提供的技术方案是：一种基于气水分布的高演化页岩储层微孔隙吸附气量评价方法，步骤S10、获取目标区的高演化页岩样品，通过甲烷等温吸附实验及温度、压力校正确定地层条件下高演化页岩样品中所有孔隙表面的总甲烷吸附气量VZD；
步骤S20、通过图像分析法确定高演化页岩样品中有机质吸附分数f2；
Figure BDA0002244180330000021
式中：f2为高演化页岩样品中有机质吸附分数；
步骤S30、最后根据上述得到的地层条件下高演化页岩样品中所有孔隙表面的总甲烷吸附气量VZD和高演化页岩样品中有机质吸附分数f2计算得到地层条件下高演化页岩样品中有机质孔隙表面的甲烷吸附气量VOM，其计算公式如下：
VOM＝f2·VZD(0＜f2＜1)
式中：VZD为地层条件下高演化页岩样品中所有孔隙表面的总甲烷吸附气量；f2为高演化页岩样品中有机质吸附分数；VOM为地层条件下高演化页岩样品中有机质孔隙表面的甲烷吸附气量。
进一步的技术方案是，所述高演化页岩微孔隙气-水分布模型中三种含不同流体类型的微孔隙，含气有机质孔隙主要存在于有机质(包括沥青质和干酪根)中，具束缚水的含气无机孔隙主要存在于天然气从有机质中运移出来以后向外运移的路径上，而含水孔隙主要存在于有机质以外、与天然气运移路径不连通的区域。
进一步的技术方案是，所述步骤S10中采用粉碎样进行测试，得到地层条件下高演化页岩样品中所有孔隙表面的总甲烷吸附气量VZD。
进一步的技术方案是，所述步骤S10的具体步骤为：对高演化页岩样品拍取经氩离子抛光后的扫描电子显微镜照片；再对扫描电子显微镜照片进行拼接，然后通过人工圈定的方法分别圈定照片中的有机质孔隙和无机孔隙，从而分别得出有机质孔隙和无机孔隙的数量，计算得到高演化页岩样品中有机质吸附分数f2。
进一步的技术方案是，所述扫描电子显微镜照片为对高演化页岩样品放大30000倍的图片。
本发明具有以下优点：
1、改进高演化页岩气储层微孔隙及吸附理论
提出高演化页岩气储层微孔隙中气-水分布模型，认为储层中存在三类含不同流体的微孔隙，即含气有机质孔隙、具束缚水的无机含气孔隙和含水孔隙。高演化页岩储层中天然气吸附主要发生在有机质孔隙表面，具束缚水的无机含气孔隙和含水孔隙表面基本不发生吸附；
2、准确测量高演化页岩气储层微孔隙表面吸附气量
现有方法测得的吸附气量为页岩总孔隙表面的吸附气量。本发明利用图像分析法统计得到有机质孔隙占总孔隙的比例，将页岩总孔隙表面的吸附气量折算为有机质孔隙表面的吸附气量，得到地层条件下高演化页岩储层实际甲烷吸附气量；页岩储层有机质含量越低，有机孔所占比例越少，测得的理论吸附气量与地层中的吸附气量相对变大越大；当有机质较高时，因无机孔隙所占比例变得较小，通过本发明所述方法测得的高演化页岩储层中有机质孔隙表面的甲烷吸附气量与实际地层吸附气量相差较小。
附图说明
图1为高演化页岩储层微观孔隙流体(气-水)分布模型；
图2为页岩吸附气量与TOC的关系图。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明做更进一步的说明。
实施例一
本发明的一种基于气水分布的高演化页岩储层微孔隙吸附气量评价方法，包括以下步骤:
步骤S10、获取目标区的高演化页岩样品，通过甲烷等温吸附实验测试及温度、压力校正，得到地层条件下高演化页岩样品中所有孔隙表面的总甲烷吸附气量VZD；
步骤S20、通过图像分析法确定高演化页岩样品中有机质吸附分数f2；
具体为：对高演化页岩样品拍取经氩离子抛光后的扫描电子显微镜照片(放大倍数为30000倍)；再对扫描电子显微镜照片进行拼接，然后通过人工圈定的方法分别圈定照片中的有机质孔隙和无机孔隙，从而分别得出有机质孔隙和无机孔隙的数量，然后根据下式进行计算：
式中：f2为高演化页岩样品中有机质吸附分数；
步骤S30、最后根据上述得到的地层条件下高演化页岩样品中所有孔隙表面的总甲烷吸附气量VZD和高演化页岩样品中有机质吸附分数f2计算得到地层条件下高演化页岩样品中有机质孔隙表面的甲烷吸附气量VOM，其计算公式如下：
VOM＝f2·VZD(0≤f2≤1)
式中：VZD为地层条件下高演化页岩样品中所有孔隙表面的总甲烷吸附气量；f2为高演化页岩样品中有机质吸附分数；VOM为地层条件下高演化页岩样品中有机质孔隙表面的甲烷吸附气量。
采用上述方法对四川盆地某组页岩储层的六组页岩岩样进行评价，其结果为图2。
从页岩表面吸附气量与TOC的关系图中可以看出，TOC含量越低，有机质孔隙所占比例越少，理论吸附气量与地层吸附气量之间的差值越大；TOC含量较高时，无机孔隙所占的比例变得较小，地层条件下高演化页岩储层中有机质孔隙表面的吸附气量与地层实际吸附气量之间的差值变小。
以上所述，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已通过上述实施例揭示，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些变动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (4)

1.一种基于气水分布的高演化页岩储层微孔隙吸附气量评价方法，其特征在于，提出高演化页岩微孔隙中的气-水分布模型，认为在高演化页岩储层中存在三种含不同流体类型的微孔隙：含气有机质孔隙、具束缚水的无机含气孔隙和含水孔隙，而地层条件下天然气吸附主要产生在有机质孔隙表面，在天然气运移路径上具束缚水的微孔隙表面不具有对气体的吸附性；
具体包括以下步骤：
步骤S10、获取目标区的高演化页岩样品，通过甲烷等温吸附实验及温度、压力校正确定地层条件下高演化页岩样品中所有孔隙表面的总甲烷吸附气量VZD；
步骤S20、通过图像分析法确定高演化页岩样品中有机质吸附分数f2；
式中：f2为高演化页岩样品中有机质吸附分数；
步骤S30、最后根据上述得到的地层条件下高演化页岩样品中所有孔隙表面的总甲烷吸附气量VZD和高演化页岩样品中有机质吸附分数f2计算得到地层条件下高演化页岩样品中有机质孔隙表面的甲烷吸附气量VOM，其计算公式如下：
VOM＝f2·VZD(0＜f2＜1)
式中：VZD为地层条件下高演化页岩样品中所有孔隙表面的总甲烷吸附气量；f2为高演化页岩样品中有机质吸附分数；VOM为地层条件下高演化页岩样品中有机质孔隙表面的甲烷吸附气量。
2.根据权利要求1所述的一种基于气水分布的高演化页岩储层微孔隙吸附气量评价方法，其特征在于，含气有机质孔隙主要存在于有机质(包括沥青质和干酪根)中，具束缚水的含气无机孔隙主要存在于天然气从有机质中运移出来以后向外运移的路径上，而含水孔隙主要存在于有机质以外、与天然气运移路径不连通的区域。
3.根据权利要求1所述的一种基于气水分布的高演化页岩储层微孔隙吸附气量评价方法，其特征在于，所述步骤S20的具体步骤为：对高演化页岩样品拍取经氩离子抛光后的扫描电子显微镜照片；再对扫描电子显微镜照片进行拼接，然后通过人工圈定的方法分别圈定照片中的有机质孔隙和无机孔隙，从而分别得出有机质孔隙和无机孔隙的数量，计算得到高演化页岩样品中有机质吸附分数f2。
4.根据权利要求1所述的一种基于气水分布的高演化页岩储层微孔隙吸附气量评价方法，其特征在于，所述扫描电子显微镜照片为对高演化页岩样品放大30000倍的照片。
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