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一種利用測(cè)井曲線獲得頁巖氣含氣量的方法
【專利摘要】本發(fā)明一種利用測(cè)井曲線獲得頁巖氣含氣量的方法，涉及勘探地球物理領(lǐng)域，尤其涉及到一種在頁巖生烴動(dòng)力學(xué)模擬試驗(yàn)、甲烷等溫吸附實(shí)驗(yàn)和解析氣含量測(cè)試的基礎(chǔ)上利用測(cè)井曲線計(jì)算頁巖氣含氣量的方法。本發(fā)明以熱模擬結(jié)果等為依據(jù)，獲得頁巖氣累計(jì)轉(zhuǎn)化率、生氣潛力和生成烴類氣體總量；建立頁巖吸附能力與TOC之間的計(jì)算關(guān)系并計(jì)算平均含氣量；利用現(xiàn)場解析獲取含氣量并對(duì)平均含氣量進(jìn)行校正；通過解析實(shí)驗(yàn)所得頁巖氣含氣量與頁巖測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)線性回歸，得到頁巖氣含氣量與聲波時(shí)差、電阻率的一元線性回歸方程及二元線性回歸方程，實(shí)現(xiàn)利用測(cè)井曲線計(jì)算頁巖含氣量，明顯提高了陸相頁巖氣含氣量的計(jì)算效率和準(zhǔn)確度。
【專利說明】一種利用測(cè)井曲線獲得頁巖氣含氣量的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及勘探地球物理領(lǐng)域，尤其涉及到一種在頁巖生烴動(dòng)力學(xué)模擬試驗(yàn)、甲烷等溫吸附實(shí)驗(yàn)和解析氣含量測(cè)試的基礎(chǔ)上利用測(cè)井曲線計(jì)算頁巖氣含氣量的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]頁巖含氣量是頁巖勘探開發(fā)、選區(qū)評(píng)價(jià)和儲(chǔ)層研究必不可少的重要資料，是計(jì)算頁巖氣儲(chǔ)量制定開發(fā)方案的重要參數(shù)。由于其以多種相態(tài)存在暗色泥頁巖或高碳泥頁巖的自給系統(tǒng)中，因此其評(píng)價(jià)方法和開發(fā)方式不同于常規(guī)油氣藏。隨著頁巖氣勘探開發(fā)程度的不斷提高，所面臨的頁巖非均質(zhì)性高、地質(zhì)目標(biāo)復(fù)雜和樣品測(cè)試成本越來越高，導(dǎo)致過去通過逐個(gè)解析實(shí)驗(yàn)來分析目的層含氣量的方法難以滿足復(fù)雜條件下的勘探開發(fā)需要。因而有必要利用一種廉價(jià)高效的手段詳細(xì)分析各類地質(zhì)特征，還需要有配套的測(cè)井技術(shù)方法對(duì)其屬性進(jìn)行提取和反映。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提供一種廉價(jià)高效的利用測(cè)井曲線獲得陸相頁巖氣含氣量的方法。
[0004]步驟1:在測(cè)試頁巖氣田目的層中，取出η塊巖心樣品，將每塊分為三份，對(duì)第一份頁巖樣品在模擬地層溫度條件下用解析儀測(cè)定得到測(cè)井曲線并進(jìn)行現(xiàn)場解析，初步得到頁
巖氣含氣量;
步驟2:對(duì)第二份頁巖樣品進(jìn)行生烴動(dòng)力學(xué)模擬試驗(yàn)，利用動(dòng)力學(xué)擬合軟件，將生烴動(dòng)力學(xué)模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果的產(chǎn)氣率計(jì)算為轉(zhuǎn)化率，記錄甲烷、C2-C5在501:溫階生烴高峰期間的瞬時(shí)轉(zhuǎn)化率、累積轉(zhuǎn)化率以及樣品的生烴類氣體的潛力；利用已知的TOC值計(jì)算頁巖實(shí)際的累積生成烴類氣體的量；
步驟3:對(duì)第三份頁巖樣品進(jìn)行等溫吸附實(shí)驗(yàn)，得到頁巖樣品的最大吸附能力主要分布范圍及平均值；
步驟4:結(jié)合步驟2中的TOC值以及步驟3等溫吸附實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)，計(jì)算頁巖吸附能力；步驟5:通過步驟2和步驟4所得數(shù)據(jù)對(duì)步驟I解析實(shí)驗(yàn)所得頁巖氣含氣量數(shù)據(jù)進(jìn)行校正，將頁巖氣含氣量數(shù)據(jù)與頁巖測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)線性回歸，得到頁巖氣含氣量與聲波時(shí)差、電阻率的一元線性回歸方程及二元線性回歸方程，并確定相關(guān)系數(shù)；
頁巖氣含氣量一兀線性回歸方程:
Cz1=A* Δ t+B公式(I);
式中，Cz1為通過一元線性回歸方程計(jì)算得出的頁巖氣含氣量，單位為m3/t ; Λ t為聲波時(shí)差，單位為μ s/m ；
頁巖氣含氣量二元線性回歸方程:
Cz2= A * At-ORt+D公式(2)；
式中=Cz2為通過二元線性回歸方程計(jì)算得出的頁巖氣含氣量，單位為m3/t ; At為聲波時(shí)差，單位為μ s/m ; Rt為電阻率,單位為Ω.ηι;根據(jù)以上兩種方法得出的頁巖氣含氣量，計(jì)算出頁巖總含氣量的算數(shù)平均值 Cz= (Cz1+ Cz2) /2公式(3);
即得到頁巖氣含氣量。
[0005]優(yōu)選地，所述步驟I中初步得到頁巖氣含氣量方法為:
(O記錄解析儀中天然氣體積隨時(shí)間及溫度變化的數(shù)據(jù)，測(cè)得解析氣量和殘余氣量；(2)通過直線法和多項(xiàng)式法擬合解析曲線，反推得自鉆遇頁巖層到巖樣密封之間釋放的氣體體積，即損失氣；解析氣、殘余氣和損失氣三者之和即初步得到頁巖氣含氣量頁巖氣含氣量。
[0006]更優(yōu)選地，所述步驟I中測(cè)得殘余氣量的方法為:
(1)解析速率低于1.5ml/min之后通過升高解析溫度的方法獲得殘余氣量；
(2)經(jīng)過步驟(1)后，解析速率低于10ml/d之后，將巖樣研磨打碎后測(cè)得殘余氣量。
[0007]或者優(yōu)選地，所述步驟2中的TOC值可利用?？松璗OC計(jì)算模型(Λ IgR)得到:
【權(quán)利要求】
1.一種利用測(cè)井曲線獲得頁巖氣含氣量的方法，其特征在于:包括如下步驟: 步驟1:在測(cè)試頁巖氣田目的層中，取出η塊巖心樣品，將每塊分為三份，對(duì)第一份頁巖樣品在模擬地層溫度條件下用解析儀測(cè)定得到測(cè)井曲線并進(jìn)行現(xiàn)場解析，初步得到頁巖氣含氣量; 步驟2:對(duì)第二份頁巖樣品進(jìn)行生烴動(dòng)力學(xué)模擬試驗(yàn)，利用動(dòng)力學(xué)擬合軟件，將生烴動(dòng)力學(xué)模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果的產(chǎn)氣率計(jì)算為轉(zhuǎn)化率，記錄甲烷、C2-C5在501:溫階生烴高峰期間的瞬時(shí)轉(zhuǎn)化率、累積轉(zhuǎn)化率以及樣品的生烴類氣體的潛力；利用已知的TOC值計(jì)算頁巖實(shí)際的累積生成烴類氣體的量； 步驟3:對(duì)第三份頁巖樣品進(jìn)行等溫吸附實(shí)驗(yàn)，得到頁巖樣品的最大吸附能力主要分布范圍及平均值； 步驟4:結(jié)合步驟2中的TOC值以及步驟3等溫吸附實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)，計(jì)算頁巖吸附能力；步驟5:通過步驟2和步驟4所得數(shù)據(jù)對(duì)步驟I解析實(shí)驗(yàn)所得頁巖氣含氣量數(shù)據(jù)進(jìn)行校正，將頁巖氣含氣量數(shù)據(jù)與頁巖測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)線性回歸，得到頁巖氣含氣量與聲波時(shí)差、電阻率的一元線性回歸方程及二元線性回歸方程，并確定相關(guān)系數(shù)； 頁巖氣含氣量一兀線性回歸方程: Cz1=A* Δ t+B公式(1); 式中，Cz1為通過一元線性回歸方程計(jì)算得出的頁巖氣含氣量，單位為m3/t ; Λ t為聲波時(shí)差，單位為μ s/m ； 頁巖氣含氣量二元線性回歸方程: Cz2= A * At-ORt+D公式(2)； 式中=Cz2為通過二元線性回歸方程計(jì)算得出的頁巖氣含氣量，單位為m3/t ; At為聲波時(shí)差，單位為μ s/m ; Rt為電阻率,單位為Ω.ηι; 根據(jù)以上兩種方法得出的頁巖氣含氣量，計(jì)算出頁巖總含氣量的算數(shù)平均值 Cz= (Cz1+ Cz2) /2公式(3); 即得到頁巖氣含氣量。
2.如權(quán)利要求1所述一種利用測(cè)井曲線獲得頁巖氣含氣量的方法，其特征在于:所述步驟I中初步得到頁巖氣含氣量方法為: (1)記錄解析儀中天然氣體積隨時(shí)間及溫度變化的數(shù)據(jù)，測(cè)得解析氣量和殘余氣量； (2)通過直線法和多項(xiàng)式法擬合解析曲線，反推得自鉆遇頁巖層到巖樣密封之間釋放的氣體體積，即損失氣；解析氣、殘余氣和損失氣三者之和即初步得到頁巖氣含氣量頁巖氣含氣量。
3.如權(quán)利要求2所述一種利用測(cè)井曲線獲得頁巖氣含氣量的方法，其特征在于:所述測(cè)殘余氣量的方法為: (1)解析速率低于1.5ml/min之后通過升高解析溫度的方法獲得殘余氣量； (2)經(jīng)過步驟(1)后，解析速率低于10ml/d之后，將巖樣研磨打碎后測(cè)得殘余氣量。
4.如權(quán)利要求1所述一種利用測(cè)井曲線獲得頁巖氣含氣量的方法，其特征在于:所述步驟2中的TOC值可利用?？松璗OC計(jì)算模型(Λ IgR)得到: A\gR=lg(R/Rsm) +K(M- Aism)公式(4);TC)C=10d°.K8SLaM)AlgR公式(5)。
5.如權(quán)利要求1所述一種利用測(cè)井曲線獲得頁巖氣含氣量的方法，其特征在于:所述步驟3等溫吸附實(shí)驗(yàn)利用蘭氏等溫吸附模式:Gs=VL*P/(PL+P)，其中實(shí)驗(yàn)溫度為對(duì)應(yīng)的地層溫度，油浴鍋溫度控制精度為0.1°C，壓力測(cè)量精度為0.1psi ;式中Gs表示頁巖在地層條件下最大吸附能力；VL為Langmuir體積(即無限大壓力下的氣體吸附量)，PL為Langmuir壓力常數(shù)(吸附氣量等于二分之一 Langmuir體積時(shí)的壓力)，P為儲(chǔ)層壓力。
6.如權(quán)利要求4所述一種利用測(cè)井曲線獲得頁巖氣含氣量的方法，其特征在于:所述步驟4中通過對(duì)比研究頁巖吸附能力在平面和縱向上的變化特征，同時(shí)對(duì)比研究頁巖吸附能力與現(xiàn)場解析氣含氣量的關(guān)系，建立頁巖吸附能力Q吸與TOC之間的計(jì)算關(guān)系: Q 吸=EXT0C+F; 公式(6); 其中，E和F的取值由等溫吸附實(shí)驗(yàn)得出。
7.如權(quán)利要求1所述一種利用測(cè)井曲線獲得頁巖氣含氣量的方法，其特征在于:所述頁巖氣田目的層內(nèi)各樣品為均質(zhì)陸相頁巖。
8.如權(quán)利要求7所述一種利用測(cè)井曲線獲得頁巖氣含氣量的方法，其特征在于:所述頁巖氣含氣量利用USBM法計(jì)算。
【文檔編號(hào)】G01N7/14GK103983536SQ201410249240
【公開日】2014年8月13日 申請(qǐng)日期:2014年6月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月6日
【發(fā)明者】祁攀文 申請(qǐng)人:陜西延長石油(集團(tuán))有限責(zé)任公司研究院