一种页岩气储量计算方法、设备及可读存储介质与流程

本发明涉及页岩气勘探开发技术领域，尤其是涉及一种页岩气储量计算方法、设备及可读存储介质。

背景技术：

前人研究认为，页岩储层中的气体以吸附态、游离态、溶解态三种形式存在于储层有机质等固体表面、孔隙、及储层中流体内部。具体的储集空间是基于氩离子抛光+场发射扫描电镜识别出来的有机孔、无机矿物粒间孔、溶蚀孔、晶间孔等。

然而，通过氩离子抛光+场发射扫描电镜+场发射透射电镜技术发现，页岩的固体颗粒内部存在大量分子间、晶层间孔隙，可以允许甲烷分子在其中赋存及流动，这种存在于固体矿物颗粒内部空间的气体称为固溶气，即气体分子与固体分子以互溶的方式存在，其赋存力学机理区别于吸附态、游离态、溶解态气体。透射电镜观察证实页岩储层中只有粘土矿物存在固溶气赋存空间，这部分空间的孔隙半径为0.4-4nm,计算固溶气含量的关键点在于获得这部分空间的体积。

现有的基于静态储量计算方法的页岩气储量计算方法仅仅考虑了吸附态及游离态气体，而没有考虑固溶气的含量，造成页岩气储量计算结果往往偏低。

技术实现要素：

有鉴于此，有必要提供一种将固溶气的含量考虑在内、从而提高页岩气储量计算准确度的页岩气储量计算方法。

第一方面，本发明提供了一种页岩气储量计算方法，包括如下步骤：

获取页岩储层的面积、有效厚度、密度、孔隙度、吸附气量及游离气量；

获取对所述页岩储层采样后得到的页岩样品进行核磁共振实验后得到的t2谱；

根据获得的t2谱，得到页岩样品的孔隙半径分布，并得到孔隙半径为第一孔径的孔隙空间体积占总孔隙体积的比例，其中，所述第一孔径为页岩样品中粘土矿物的孔隙半径；

根据页岩储层的面积、有效厚度、密度以及孔隙半径为第一孔径的孔隙空间体积占总孔隙体积的比例获得页岩储层的固溶气量；

根据所述页岩储层的吸附气量、游离气量及固溶气量获得所述页岩储层的页岩气储量。

第二方面，本发明还提供了一种页岩气储量计算设备，包括处理器和存储器；所述存储器上存储有可被所述处理器执行的计算机可读程序；所述处理器执行所述计算机可读程序时实现了本发明提供的页岩气储量计算方法中的步骤。

第三方面，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现了本发明提供的页岩气储量计算方法中的步骤。

与现有技术相比，本发明提出的技术方案的有益效果是：通过核磁共振方法得到页岩储层的固溶气赋存体积并进而得到页岩储层的固溶气量，通过在现有的静态储量计算法的基础上将页岩储层的固溶气量加入到页岩储层的页岩气储量中，从而大大提高了页岩气储量计算的准确性。

附图说明

图1是本发明提供的页岩气储量计算方法的一实施例的流程示意图；

图2是图1中步骤s2中，页岩样品进行核磁共振实验的方法的流程示意图；

图3是页岩样品进行核磁共振实验后得到的t2谱(a)及转化得到的页岩样品的孔隙半径分布图(b)；

图4是本发明页岩气储量计算方法程序的较佳实施例的运行环境示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供了一种页岩气储量计算方法，包括如下步骤(见图1)：

s1、获取页岩储层的面积、有效厚度、密度、孔隙度、吸附气量及游离气量。其中，页岩储层的面积及有效厚度可通过地震资料及测井资料获得，页岩储层的密度及孔隙度可通过测井资料获得。

页岩储层的吸附气量可通过等温吸附法测定，可参照中华人民共和国地质矿产行业标准dz/t0254-2014(页岩气资源/储量计算与评价技术规范，https://www.docin.com/p-873176556.html？qq-pf-to＝pcqq.c2c)测定页岩储层的吸附气量，此为现有技术，对此不再赘述。页岩储层的吸附气量的计算公式是：

gx＝0.01aghρycx/zi

其中，gx为页岩储层的吸附气量，10⁸m³；ag为页岩储层的面积，km²；h为页岩储层的有效厚度，m；ρy为页岩储层的密度，g/cm³；cx为页岩储层吸附气含气量，m³/t；zi为页岩储层中原始气体偏差系数。

页岩储层的游离气量可参照中华人民共和国地质矿产行业标准dz/t0254-2014(页岩气资源/储量计算与评价技术规范，https://www.docin.com/p-873176556.html？qq-pf-to＝pcqq.c2c)测定页岩储层的游离气量，此为现有技术，对此不再赘述。页岩储层的游离气量的计算公式是：

其中，gy为页岩储层的游离气量，10⁸m³；ag为页岩储层的面积，km²；h为页岩储层的有效厚度，m；为页岩储层的孔隙度，％；sgi为页岩储层的含气饱和度，％；bgi为页岩储层的原始页岩气体积系数。

s2、获取对所述页岩储层采样后得到的页岩样品进行核磁共振实验后得到的t2谱。t2谱(t2spectrum)是描述核磁化强度横向分量恢复过程的时间常数，因此称为横向弛豫时间。横向弛豫过程是核自旋系统内部交换能量所引起的，所以也称为自旋一自旋弛豫时间，由于岩石孔隙结构的复杂性和孔隙流体及其赋存状态的多样性，弛豫过程将是具有不同弛豫时间的多个分量贡献的结果。可以用一个多指数函数表示：当地层被水饱和，并且回波间隔比较小时，t2谱与岩石孔隙大小的分布有很好的对应性。本实施例中，页岩储层采样可采用钻井取芯、井壁取芯等手段获得目的层段页岩样品，纵向取样密度5-10米/样，请参照图2，页岩样品进行核磁共振实验的方法包括如下步骤：

s21、将所述页岩样品在预设温度下进行脱气处理，以除去所述页岩样品中的水分和挥发性物质，本实施例中，预设温度为110℃，将页岩样品在110℃的环境下进行抽真空处理，持续12小时，即可除去所述页岩样品中的水分和挥发性物质。

s22、将水加入到脱气处理后的页岩样品中，以使所述页岩样品完全饱和水。

s23、通过核磁共振仪对完全饱和水的页岩样品进行核磁共振测试。

s3、根据获得的t2谱，得到页岩样品的孔隙半径分布，并得到孔隙半径为第一孔径的孔隙空间体积占总孔隙体积的比例(请参照图3)，其中，所述第一孔径为页岩样品中粘土矿物的孔隙半径，所述第一孔径为0.4-4nm，固溶气赋存体积为储层体积与的乘积，即固溶气的赋存体积：

其中，vc＝0.01agh，vg为固溶气的赋存体积，vc为储层体积，为页岩样品中孔隙半径为0.4-4nm的孔隙空间体积占总孔隙体积的比例，ag为页岩储层的面积，h为页岩储层的有效厚度。

s4、根据页岩储层的面积、有效厚度、密度以及孔隙半径为第一孔径的孔隙空间体积占总孔隙体积的比例获得页岩储层的固溶气量。页岩储层的固溶气量的计算公式为：

其中，gg为页岩储层的固溶气量，10⁸m³；ag为页岩储层的面积，km²；h为页岩储层的有效厚度，m；为页岩样品中孔隙半径为0.4-4nm的孔隙空间体积占总孔隙体积的比例，％；sgi为页岩储层的含气饱和度，％；bgi为页岩储层的原始页岩气体积系数。页岩储层的含气饱和度sgi可通过测井资料获得，页岩储层的原始页岩气体积系数bgi可通过以下公式计算：

其中，zi为页岩储层中原始气体偏差系数，t为页岩储层的温度，p为页岩储层的压力。

s5、根据所述页岩储层的吸附气量、游离气量及固溶气量获得所述页岩储层的页岩气储量。页岩储层的页岩气储量的计算公式是：

gz＝gx+gy+gg

其中，gz为页岩储层的页岩气储量，gx为页岩储层的吸附气量，gy为页岩储层的游离气量，gg为页岩储层的固溶气量。

应当理解的是，虽然图1和图2的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。

如图4所示，基于上述页岩气储量计算方法，本发明还相应提供了一种页岩气储量计算设备，所述页岩气储量计算设备可以是移动终端、桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及服务器等计算设备。该页岩气储量计算设备包括处理器10、存储器20及显示器30。图4仅示出了页岩气储量计算设备的部分组件，但是应理解的是，并不要求实施所有示出的组件，可以替代的实施更多或者更少的组件。

所述存储器20在一些实施例中可以是所述页岩气储量计算设备的内部存储单元，例如页岩气储量计算设备的硬盘或内存。所述存储器20在另一些实施例中也可以是所述页岩气储量计算设备的外部存储设备，例如所述页岩气储量计算设备上配备的插接式硬盘，智能存储卡(smartmediacard,smc)，安全数字(securedigital,sd)卡，闪存卡(flashcard)等。进一步地，所述存储器20还可以既包括页岩气储量计算设备的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器20用于存储安装于所述页岩气储量计算的应用软件及各类数据，例如所述安装页岩气储量计算的程序代码等。所述存储器20还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。在一实施例中，存储器20上存储有页岩气储量计算程序40，该页岩气储量计算程序40可被处理器10所执行，从而实现本申请各实施例的页岩气储量计算方法。

所述处理器10在一些实施例中可以是一中央处理器(centralprocessingunit,cpu)，微处理器或其他数据处理芯片，用于运行所述存储器20中存储的程序代码或处理数据，例如执行所述页岩气储量计算方法等。

所述显示器30在一些实施例中可以是led显示器、液晶显示器、触控式液晶显示器以及oled(organiclight-emittingdiode，有机发光二极管)触摸器等。所述显示器30用于显示在所述页岩气储量计算的信息以及用于显示可视化的用户界面。所述页岩气储量计算设备的部件10-30通过系统总线相互通信。

在一实施例中，当处理器10执行所述存储器20中页岩气储量计算程序40时实现如上述实施例所述的页岩气储量计算方法中的步骤，由于上文已对页岩气储量计算方法进行详细描述，在此不再赘述。

综上所述，本发明通过核磁共振方法得到页岩储层的固溶气赋存体积并进而得到页岩储层的固溶气量，通过在现有的静态储量计算法的基础上将页岩储层的固溶气量加入到页岩储层的页岩气储量中，从而大大提高了页岩气储量计算的准确性。

当然，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关硬件(如处理器，控制器等)来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取的存储介质中，该程序在执行时可包括如上述各方法实施例的流程。其中所述的存储介质可为存储器、磁碟、光盘等。

以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。