基于铀同位素含量的页岩气高产井组快速确定方法及装置与流程

1.本发明涉及一种基于铀同位素含量的页岩气高产井组快速确定方法及装置，属于页岩气勘探技术领域。


背景技术：

2.在页岩气勘探领域中，高产稳产井点和井组的优选是核心技术，常规方法是在地质综合评价的基础上，通过大批钻井测试获得产能确定，这样耗时且耗费巨大，因此，有必要研发新的指标体系，以快速确定高产井点和井组。页岩气的富集往往受控于优质烃源岩，优质烃源岩发育区域也是页岩气富集区域，优质烃源岩发育段也是页岩气高产层段，因此，快速确定优质烃源岩发育段和分布区是核心。
3.铀在岩石、油、气中的含量甚微，但是在优质烃源岩段其含量异常高。
4.因此，提供一种新型的基于铀同位素含量的页岩气高产井组快速确定方法及装置已经成为本领域亟需解决的技术问题。


技术实现要素：

5.为了解决上述的缺点和不足，本发明的一个目的在于提供一种基于铀同位素含量的页岩气高产井组快速确定方法。
6.本发明的另一个目的还在于提供一种基于铀同位素含量的页岩气高产井组快速确定装置。本发明所提供的方法及装置可以快速确定页岩气高产井组，为页岩气高效勘探提供科学依据。
7.本发明的又一个目的还在于提供一种计算机设备。
8.本发明的再一个目的还在于提供一种计算机可读存储介质。
9.为了实现以上目的，一方面，本发明提供了一种基于铀同位素含量的页岩气高产井组快速确定方法，其中，所述方法包括：
10.步骤1：获取距目标研究区已钻页岩气井不同距离的页岩气井内岩石样品中的铀同位素含量；
11.步骤2：根据步骤1中所获得的铀同位素含量，建立所述铀同位素含量和所述页岩气井距目标研究区已钻页岩气井不同距离之间的关系，并据此确定铀同位素含量异常高值区带；
12.步骤3：根据步骤1中所获得的铀同位素含量，建立所述铀同位素含量和距目标研究区已钻页岩气井不同距离的页岩气井页岩气产能之间的关系；
13.步骤4：根据步骤2中所确定的铀同位素含量异常高值区带及步骤3中所建立的铀同位素含量和页岩气井页岩气产能之间的关系确定页岩气高产井组。
14.作为本发明以上所述方法的一具体实施方式，其中，步骤1中，获取目标研究区已钻页岩气井方圆50公里内距所述已钻页岩气井不同距离的页岩气井内岩石样品中的铀同位素含量。
15.作为本发明以上所述方法的一具体实施方式，其中，步骤1中，获取距目标研究区已钻页岩气井不同距离的页岩气井内岩石样品中的铀同位素含量，包括：
16.从岩石样品中分离及纯化出铀组分；
17.再将所述铀组分定容在弱酸后进行铀同位素含量测试。
18.作为本发明以上所述方法的一具体实施方式，其中，步骤1中，获取距目标研究区已钻页岩气井不同距离的页岩气井内岩石样品中的铀同位素含量，包括：
19.低温消解：于130℃，利用hno3‑
h2o2(硝酸和双氧水的混合物，且本发明对硝酸和双氧水各自的浓度不做具体要求)，hf
‑
hno3‑
hclo4(氢氟酸、硝酸及高氯酸的混合物，且本发明对氢氟酸、硝酸及高氯酸各自的浓度不做具体要求)，7n的hno3和6n的hcl对10
‑
550mg的岩石样品进行重复低温加热消解直至岩石样品完全溶解；
20.稀释剂混合：将完全溶解的样品蒸干，再将蒸干后所得产品溶解在7n hno3中，同时加入一定量的
233
u
‑
236
u双稀释剂，以使溶液中的
235
u/
233
u比值为10，并在170℃加盖回流混合均匀；
21.铁共沉淀：将混合均匀后的溶液加热蒸干，再将蒸干后的产品溶解在2n hcl中，加入2
‑
3滴fecl3溶液后，逐滴加入氨水震荡直至有铁的氧化物和/或氢氧化物沉淀出现；
22.铀的分离和纯化：将含有沉淀的溶液离心，倒掉上清液后再加入超纯水润洗以去除可溶杂质，再将沉淀溶解在14n hno3后蒸干，将蒸干所得产物再溶解于7n hno3中，通过ag1
‑
x8阴离子交换树脂柱进行分离和纯化；
23.定容及铀同位素含量测试：收集纯化后的铀组分并向其中加入2滴hclo4，蒸干后将蒸干所得产物定容在弱酸中准备进行铀同位素含量测试。
24.作为本发明以上所述方法的一具体实施方式，其中，所述铀同位素含量测试包括：采用多接收电感耦合等离子体质谱(mc
‑
icp
‑
ms)对定容在弱酸中的产物进行铀同位素含量测试，其中，所述多接收电感耦合等离子体质谱配备具有12ω电阻放大器的法拉第杯，测试时间为500s，每个积分时间为1s，离子化效率为2％
‑
3％。
25.作为本发明以上所述方法的一具体实施方式，其中，在进行铀同位素含量测试前，本发明还对待测样品中所含的δ
238
u分别进行了空白、拖尾、质量分馏和稀释剂(弱酸溶液)本底的校准，校准后的测量误差约为0.15
‰
，空白本底
238
u约为1pg。
26.本发明中，所述铀同位素为δ
238
u，铀同位素含量测试所得到的待测样品中δ
238
u含量结果表示为相对于crm
‑
112a标准样品的偏差，即δ
238
u含量＝(
238/235
u
sample
/
238/235
u
standard
‑
1)
×
1000，以per mil(
‰
)单位表示，且待测样品测试期间，crm
‑
112a标准样品中δ
238
u的平均值为
‑
0.40
±
0.15
‰
(2sd)。
27.其中，本发明所用的多接收电感耦合等离子体质谱(mc
‑
icp
‑
ms)为常规设备，所述crm
‑
112a标准样品为常规物质。
28.作为本发明以上所述方法的一具体实施方式，其中，所述低温加热消解的时间为3
‑
7天。
29.作为本发明以上所述方法的一具体实施方式，其中，所述超纯水的电阻率>18mω。
30.作为本发明以上所述方法的一具体实施方式，其中，所述润洗的次数为3次。
31.作为本发明以上所述方法的一具体实施方式，其中，所述ag1
‑
x8阴离子交换树脂的目数为100目
‑
200目，所述ag1
‑
x8阴离子交换树脂柱的体积为0.5ml。
32.作为本发明以上所述方法的一具体实施方式，其中，通过ag1
‑
x8阴离子交换树脂柱进行分离和纯化，包括：
33.蒸干所得产物用1个柱体积的7n hno3溶解上柱，再用3个柱体积的7n hno3去除铁组分，2个柱体积的6n hcl去除th组分和4个柱体积的超纯水收集铀组分，完成岩石样品中铀组分的提取和纯化。
34.作为本发明以上所述方法的一具体实施方式，其中，所述弱酸为2wt％(以硝酸总重为基准计算得到)hno3和hf的混合液。
35.作为本发明以上所述方法的一具体实施方式，其中，步骤3中，根据步骤1中所获得的铀同位素含量，建立所述铀同位素含量和距目标研究区已钻页岩气井不同距离的页岩气井单井平均产气量之间的关系。
36.另一方面，本发明还提供了一种基于铀同位素含量的页岩气高产井组快速确定装置，其中，所述基于铀同位素含量的页岩气高产井组快速确定装置包括：
37.页岩气井内岩石样品中的铀同位素含量获取单元，用于获取距目标研究区已钻页岩气井不同距离的页岩气井内岩石样品中的铀同位素含量；
38.铀同位素含量和页岩气井井点位置关系建立单元，用于根据页岩气井内岩石样品中的铀同位素含量获取单元中所获得的铀同位素含量，建立所述铀同位素含量和所述页岩气井距目标研究区已钻页岩气井不同距离之间的关系，并据此确定铀同位素含量异常高值区带；
39.铀同位素含量和页岩气井页岩气产能关系建立单元，用于根据页岩气井内岩石样品中的铀同位素含量获取单元中所获得的铀同位素含量，建立所述铀同位素含量和距目标研究区已钻页岩气井不同距离的页岩气井页岩气产能之间的关系；
40.页岩气高产井组确定单元，用于根据铀同位素含量和页岩气井井点位置关系建立单元中所确定的铀同位素含量异常高值区带及铀同位素含量和页岩气井页岩气产能关系建立单元中所建立的铀同位素含量和页岩气井页岩气产能之间的关系确定页岩气高产井组。
41.又一方面，本发明还提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其中，所述处理器执行所述计算机程序时实现以上所述基于铀同位素含量的页岩气高产井组快速确定方法的步骤。
42.再一方面，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被处理器执行时实现以上所述基于铀同位素含量的页岩气高产井组快速确定方法的步骤。
43.本发明提供了一种基于铀同位素含量的页岩气高产井组快速确定方法及装置，解决了目前运用大批钻井测试获取产能统计确定富集区的繁琐和耗费巨大的问题，填补了页岩气高产井组快速确定的空白，通过快速确定页岩气富集区(优质烃源岩发育层段)及页岩气高产井组，为页岩气规模建产和效益提高提供技术和理论指导。
附图说明
44.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施
例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
45.图1为本发明实施例所提供的基于铀同位素含量的页岩气高产井组快速确定方法的工艺流程图。
46.图2为本发明实施例所提供的基于铀同位素含量的页岩气高产井组快速确定装置的结构示意图。
具体实施方式
47.为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现结合以下具体实施例对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。
48.实施例1
49.本实施例提供了一种基于铀同位素含量的页岩气高产井组快速确定方法，其中，所述方法的工艺流程图如图1所示，从图1中可以看出其包括：
50.步骤1：获取距目标研究区已钻页岩气井不同距离的页岩气井内岩石样品中的铀同位素含量；
51.步骤2：根据步骤1中所获得的铀同位素含量，建立所述铀同位素含量和所述页岩气井距目标研究区已钻页岩气井不同距离之间的关系，并据此确定铀同位素含量异常高值区带；
52.步骤3：根据步骤1中所获得的铀同位素含量，建立所述铀同位素含量和距目标研究区已钻页岩气井不同距离的页岩气井页岩气产能之间的关系(如表1所示)；
53.步骤4：根据步骤2中所确定的铀同位素含量异常高值区带及步骤3中所建立的铀同位素含量和页岩气井页岩气产能之间的关系确定页岩气高产井组。
54.本实施例步骤1中，获取目标研究区已钻页岩气井方圆50公里内距所述已钻页岩气井不同距离的页岩气井内岩石样品中的铀同位素含量。
55.本实施例步骤1中，获取距目标研究区已钻页岩气井不同距离的页岩气井内岩石样品中的铀同位素含量，包括：
56.低温消解：于130℃，利用hno3‑
h2o2，hf
‑
hno3‑
hclo4，7n的hno3和6n的hcl对10
‑
550mg的岩石样品于聚四氟乙烯溶样瓶中进行重复低温加热消解3
‑
7天直至岩石样品完全溶解；
57.稀释剂混合：将完全溶解的样品蒸干，再将蒸干后所得产品溶解在7n hno3中，同时加入一定量的
233
u
‑
236
u双稀释剂，以使溶液中的
235
u/
233
u比值为10，并在170℃加盖回流混合均匀；
58.铁共沉淀：将混合均匀后的溶液加热蒸干，再将蒸干后的产品于离心管溶解在2n hcl中，加入2
‑
3滴fecl3溶液后，逐滴加入氨水震荡直至有铁的氧化物和/或氢氧化物沉淀出现；
59.铀的分离和纯化：将含有沉淀的溶液离心，倒掉上清液后再加入超纯水(电阻率>18mω)润洗3次以去除镁钙等大量可溶杂质，再于聚四氟乙烯溶样瓶中将沉淀溶解在14n hno3中，蒸干，将蒸干所得产物再溶解于7n hno3中，通过ag1
‑
x8阴离子交换树脂(100目
‑
200
目)柱进行分离和纯化；其中，所述ag1
‑
x8阴离子交换树脂柱的体积为0.5ml，具体操作为：
60.蒸干所得产物用1个柱体积(1cv)的7n hno3溶解上柱，再用3个柱体积(3cv)的7n hno3去除铁组分，2个柱体积(2cv)的6n hcl去除th组分和4个柱体积(4cv)的超纯水(电阻率>18mω)收集铀组分，完成岩石样品中铀组分的提取和纯化；
61.定容及铀同位素含量测试：收集纯化后的铀组分并向其中加入2滴hclo4，蒸干后将蒸干所得产物定容在弱酸(2％hno3和hf的混合液)中准备进行铀同位素含量测试，其中，所述铀同位素含量测试包括：采用多接收电感耦合等离子体质谱(mc
‑
icp
‑
ms)对定容在弱酸中的产物进行铀同位素含量测试，所述多接收电感耦合等离子体质谱配备具有12ω电阻放大器的法拉第杯，测试时间为500s，每个积分时间为1s，离子化效率为2％
‑
3％；
62.其中，在进行铀同位素含量测试前，本实施例还对待测样品中所含的δ
238
u分别进行了空白、拖尾、质量分馏和稀释剂(弱酸溶液)本底的校准，校准后的测量误差约为0.15
‰
，空白本底
238
u约为1pg；
63.本实施例中，所述铀同位素为δ
238
u，铀同位素含量测试所得到的待测样品中δ
238
u含量结果表示为相对于crm
‑
112a标准样品的偏差，即δ
238
u含量＝(
238/235
u
sample
/
238/235
u
standard
‑
1)
×
1000，以per mil(
‰
)单位表示，且待测样品测试期间，crm
‑
112a标准样品中δ
238
u的平均值为
‑
0.40
±
0.15
‰
(2sd)，本实施例中所得到的铀同位素含量数据如表1所示。
64.本实施例步骤3中，根据步骤1中所获得的铀同位素含量，建立所述铀同位素含量和距目标研究区已钻页岩气井不同距离的页岩气井单井平均产气量之间的关系(如表1所示)。
65.表1
[0066][0067]
从表1中可以看出，2号井和8号井内岩石样品的铀同位素含量异常高，推测此处为铀同位素含量异常高值区带，即页岩气富集区，建议在此区域内设计页岩气高产井组并钻井勘探。
[0068]
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种基于铀同位素含量的页岩气高产井组快速确定装置，由于该装置解决问题的原理与基于铀同位素含量的页岩气高产井组快
速确定方法相似，因此该装置的实施可以参见方法的实施，重复之处不再赘述。以下所使用的，术语“单元”或者“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。以下实施例所描述的装置较佳地以硬件来实现，但是软件或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。
[0069]
图2为本发明实施例所提供的基于铀同位素含量的页岩气高产井组快速确定装置的结构示意图，从图2中可以看出，所述装置包括：
[0070]
页岩气井内岩石样品中的铀同位素含量获取单元201，用于获取距目标研究区已钻页岩气井不同距离的页岩气井内岩石样品中的铀同位素含量；
[0071]
铀同位素含量和页岩气井井点位置关系建立单元202，用于根据页岩气井内岩石样品中的铀同位素含量获取单元201中所获得的铀同位素含量，建立所述铀同位素含量和所述页岩气井距目标研究区已钻页岩气井不同距离之间的关系，并据此确定铀同位素含量异常高值区带；
[0072]
铀同位素含量和页岩气井页岩气产能关系建立单元203，用于根据页岩气井内岩石样品中的铀同位素含量获取单元201中所获得的铀同位素含量，建立所述铀同位素含量和距目标研究区已钻页岩气井不同距离的页岩气井页岩气产能之间的关系；
[0073]
页岩气高产井组确定单元204，用于根据铀同位素含量和页岩气井井点位置关系建立单元202中所确定的铀同位素含量异常高值区带及铀同位素含量和页岩气井页岩气产能关系建立单元203中所建立的铀同位素含量和页岩气井页岩气产能之间的关系确定页岩气高产井组。
[0074]
本发明实施例还提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其中，所述处理器执行所述计算机程序时实现以上所述基于铀同位素含量的页岩气高产井组快速确定方法的步骤。
[0075]
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被处理器执行时实现以上所述基于铀同位素含量的页岩气高产井组快速确定方法的步骤。
[0076]
综上所述，本发明实施例所提供的基于铀同位素含量的页岩气高产井组快速确定方法及装置解决了目前运用大批钻井测试获取产能统计确定富集区的繁琐和耗费巨大的问题，填补了页岩气高产井组快速确定的空白，通过快速确定页岩气富集区(优质烃源岩发育层段)及页岩气高产井组，为页岩气规模建产和效益提高提供技术和理论指导。
[0077]
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd
‑
rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0078]
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(装置)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实
现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0079]
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0080]
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0081]
以上所述，仅为本发明的具体实施例，不能以其限定发明实施的范围，所以其等同组件的置换，或依本发明专利保护范围所作的等同变化与修饰，都应仍属于本专利涵盖的范畴。另外，本发明中的技术特征与技术特征之间、技术特征与技术发明之间、技术发明与技术发明之间均可以自由组合使用。