一种利用测井曲线获得页岩气含气量的方法
【专利摘要】本发明一种利用测井曲线获得页岩气含气量的方法，涉及勘探地球物理领域，尤其涉及到一种在页岩生烃动力学模拟试验、甲烷等温吸附实验和解析气含量测试的基础上利用测井曲线计算页岩气含气量的方法。本发明以热模拟结果等为依据，获得页岩气累计转化率、生气潜力和生成烃类气体总量；建立页岩吸附能力与TOC之间的计算关系并计算平均含气量；利用现场解析获取含气量并对平均含气量进行校正；通过解析实验所得页岩气含气量与页岩测井数据线性回归，得到页岩气含气量与声波时差、电阻率的一元线性回归方程及二元线性回归方程，实现利用测井曲线计算页岩含气量，明显提高了陆相页岩气含气量的计算效率和准确度。
【专利说明】一种利用测井曲线获得页岩气含气量的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及勘探地球物理领域，尤其涉及到一种在页岩生烃动力学模拟试验、甲烷等温吸附实验和解析气含量测试的基础上利用测井曲线计算页岩气含气量的方法。
【背景技术】
[0002]页岩含气量是页岩勘探开发、选区评价和储层研究必不可少的重要资料，是计算页岩气储量制定开发方案的重要参数。由于其以多种相态存在暗色泥页岩或高碳泥页岩的自给系统中，因此其评价方法和开发方式不同于常规油气藏。随着页岩气勘探开发程度的不断提高，所面临的页岩非均质性高、地质目标复杂和样品测试成本越来越高，导致过去通过逐个解析实验来分析目的层含气量的方法难以满足复杂条件下的勘探开发需要。因而有必要利用一种廉价高效的手段详细分析各类地质特征，还需要有配套的测井技术方法对其属性进行提取和反映。
【发明内容】
[0003]本发明提供一种廉价高效的利用测井曲线获得陆相页岩气含气量的方法。
[0004]步骤1:在测试页岩气田目的层中，取出η块岩心样品，将每块分为三份，对第一份页岩样品在模拟地层温度条件下用解析仪测定得到测井曲线并进行现场解析，初步得到页
岩气含气量;
步骤2:对第二份页岩样品进行生烃动力学模拟试验，利用动力学拟合软件，将生烃动力学模拟实验结果的产气率计算为转化率，记录甲烷、C2-C5在501:温阶生烃高峰期间的瞬时转化率、累积转化率以及样品的生烃类气体的潜力；利用已知的TOC值计算页岩实际的累积生成烃类气体的量；
步骤3:对第三份页岩样品进行等温吸附实验，得到页岩样品的最大吸附能力主要分布范围及平均值；
步骤4:结合步骤2中的TOC值以及步骤3等温吸附实验的数据，计算页岩吸附能力；步骤5:通过步骤2和步骤4所得数据对步骤I解析实验所得页岩气含气量数据进行校正，将页岩气含气量数据与页岩测井数据线性回归，得到页岩气含气量与声波时差、电阻率的一元线性回归方程及二元线性回归方程，并确定相关系数；
页岩气含气量一兀线性回归方程:
Cz1=A* Δ t+B公式(I);
式中，Cz1为通过一元线性回归方程计算得出的页岩气含气量，单位为m3/t ; Λ t为声波时差，单位为μ s/m ；
页岩气含气量二元线性回归方程:
Cz2= A * At-ORt+D公式(2)；
式中=Cz2为通过二元线性回归方程计算得出的页岩气含气量，单位为m3/t ; At为声波时差，单位为μ s/m ; Rt为电阻率,单位为Ω.ηι;根据以上两种方法得出的页岩气含气量，计算出页岩总含气量的算数平均值 Cz= (Cz1+ Cz2) /2公式(3);
即得到页岩气含气量。
[0005]优选地，所述步骤I中初步得到页岩气含气量方法为:
(O记录解析仪中天然气体积随时间及温度变化的数据，测得解析气量和残余气量；(2)通过直线法和多项式法拟合解析曲线，反推得自钻遇页岩层到岩样密封之间释放的气体体积，即损失气；解析气、残余气和损失气三者之和即初步得到页岩气含气量页岩气含气量。
[0006]更优选地，所述步骤I中测得残余气量的方法为:
(1)解析速率低于1.5ml/min之后通过升高解析温度的方法获得残余气量；
(2)经过步骤(1)后，解析速率低于10ml/d之后，将岩样研磨打碎后测得残余气量。
[0007]或者优选地，所述步骤2中的TOC值可利用埃克森TOC计算模型(Λ IgR)得到:
【权利要求】
1.一种利用测井曲线获得页岩气含气量的方法，其特征在于:包括如下步骤: 步骤1:在测试页岩气田目的层中，取出η块岩心样品，将每块分为三份，对第一份页岩样品在模拟地层温度条件下用解析仪测定得到测井曲线并进行现场解析，初步得到页岩气含气量; 步骤2:对第二份页岩样品进行生烃动力学模拟试验，利用动力学拟合软件，将生烃动力学模拟实验结果的产气率计算为转化率，记录甲烷、C2-C5在501:温阶生烃高峰期间的瞬时转化率、累积转化率以及样品的生烃类气体的潜力；利用已知的TOC值计算页岩实际的累积生成烃类气体的量； 步骤3:对第三份页岩样品进行等温吸附实验，得到页岩样品的最大吸附能力主要分布范围及平均值； 步骤4:结合步骤2中的TOC值以及步骤3等温吸附实验的数据，计算页岩吸附能力；步骤5:通过步骤2和步骤4所得数据对步骤I解析实验所得页岩气含气量数据进行校正，将页岩气含气量数据与页岩测井数据线性回归，得到页岩气含气量与声波时差、电阻率的一元线性回归方程及二元线性回归方程，并确定相关系数； 页岩气含气量一兀线性回归方程: Cz1=A* Δ t+B公式(1); 式中，Cz1为通过一元线性回归方程计算得出的页岩气含气量，单位为m3/t ; Λ t为声波时差，单位为μ s/m ； 页岩气含气量二元线性回归方程: Cz2= A * At-ORt+D公式(2)； 式中=Cz2为通过二元线性回归方程计算得出的页岩气含气量，单位为m3/t ; At为声波时差，单位为μ s/m ; Rt为电阻率,单位为Ω.ηι; 根据以上两种方法得出的页岩气含气量，计算出页岩总含气量的算数平均值 Cz= (Cz1+ Cz2) /2公式(3); 即得到页岩气含气量。
2.如权利要求1所述一种利用测井曲线获得页岩气含气量的方法，其特征在于:所述步骤I中初步得到页岩气含气量方法为: (1)记录解析仪中天然气体积随时间及温度变化的数据，测得解析气量和残余气量； (2)通过直线法和多项式法拟合解析曲线，反推得自钻遇页岩层到岩样密封之间释放的气体体积，即损失气；解析气、残余气和损失气三者之和即初步得到页岩气含气量页岩气含气量。
3.如权利要求2所述一种利用测井曲线获得页岩气含气量的方法，其特征在于:所述测残余气量的方法为: (1)解析速率低于1.5ml/min之后通过升高解析温度的方法获得残余气量； (2)经过步骤(1)后，解析速率低于10ml/d之后，将岩样研磨打碎后测得残余气量。
4.如权利要求1所述一种利用测井曲线获得页岩气含气量的方法，其特征在于:所述步骤2中的TOC值可利用埃克森TOC计算模型(Λ IgR)得到: A\gR=lg(R/Rsm) +K(M- Aism)公式(4);TC)C=10d°.K8SLaM)AlgR公式(5)。
5.如权利要求1所述一种利用测井曲线获得页岩气含气量的方法，其特征在于:所述步骤3等温吸附实验利用兰氏等温吸附模式:Gs=VL*P/(PL+P)，其中实验温度为对应的地层温度，油浴锅温度控制精度为0.1°C，压力测量精度为0.1psi ;式中Gs表示页岩在地层条件下最大吸附能力；VL为Langmuir体积(即无限大压力下的气体吸附量)，PL为Langmuir压力常数(吸附气量等于二分之一 Langmuir体积时的压力)，P为储层压力。
6.如权利要求4所述一种利用测井曲线获得页岩气含气量的方法，其特征在于:所述步骤4中通过对比研究页岩吸附能力在平面和纵向上的变化特征，同时对比研究页岩吸附能力与现场解析气含气量的关系，建立页岩吸附能力Q吸与TOC之间的计算关系: Q 吸=EXT0C+F; 公式(6); 其中，E和F的取值由等温吸附实验得出。
7.如权利要求1所述一种利用测井曲线获得页岩气含气量的方法，其特征在于:所述页岩气田目的层内各样品为均质陆相页岩。
8.如权利要求7所述一种利用测井曲线获得页岩气含气量的方法，其特征在于:所述页岩气含气量利用USBM法计算。
【文档编号】G01N7/14GK103983536SQ201410249240
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年6月6日 优先权日:2014年6月6日
【发明者】祁攀文 申请人:陕西延长石油(集团)有限责任公司研究院