一种复杂岩性区页岩油赋存状态及孔隙表征方法与流程

本发明属于石油地质勘探开发，涉及一种复杂岩性区页岩油赋存状态及孔隙表征方法。

背景技术：

1、目前表征页岩油不同赋存状态的研究方法主要有加热释放法和溶剂分布萃取法，但两种方法都存在明显不足。

2、加热释放法是进行页岩油赋存状态研究最简单易行的方法。其原理是利用不同赋存状态的页岩油具有不同的分子热挥发能力，采用不同温阶进行加热获取不同状态的页岩油。其中热解轻烃含量s1通常被视为游离态页岩油含量，但许多研究表明，热解s1并不是游离油的全部，热解s2不完全是干酪根生烃潜量，s2中既有少量的游离油又包括吸附油。因此，用加热释放法表示不同赋存状态页岩油含量，存在较大误差。

3、专利cn107907461b公开了一种页岩油主要赋存孔径范围的研究方法，包括：选取某个研究单元的一系列含油页岩样品，将页岩样品分成3份，分别为样品1，样品2和样品3；采用样品1测定页岩的总体密度；采用样品2测定页岩的含油量、颗粒密度；采用样品3计算不同孔径的孔隙所占比例；根据实验得到的页岩总体密度、颗粒密度和含油量计算页岩孔隙度和含油饱和度；根据页岩含油饱和度与页岩中不同孔径孔隙体积占总孔隙体积的比例关系，确定页岩油主要赋存孔径范围。

4、专利cn112304799b公开了一种页岩油储层不同赋存状态有机质定量分析的方法，所述方法包括以下步骤：准备质量相同的a、b两组或两份页岩油储层样品；a组或a份页岩油储层样品依次经过抽提页岩油、分解游离态固体沥青、抽提吸附态固体沥青、热解可转化干酪根、浸泡抽提不可转化干酪根后，计算获得w页岩油、w游离态固体沥青、w吸附态固体沥青、w可转化干酪根、w不可转化干酪根；b组或b份岩油储层样品依次经过氧化非粘土有机质、抽提吸附态固体沥青、浸泡抽提粘土干酪根后，计算获得w非粘土有机质、w粘土矿物吸附沥青、w干酪根吸附沥青、w粘土矿物间干酪根。

5、专利cn112198185a公开了一种定量表征页岩油赋存特征的方法，该方法利用低温保存的新鲜页岩岩心分别钻取柱样、研磨碎样；随后，开展柱样原始状态、自吸油、加压饱和油状态核磁t2测量；然后，开展碎样原始状态、多温阶加热后核磁共振与热释烃联测实验，确定不同加热温度后核磁t2分布与(剩余)热释烃含量；最后，依据核磁共振与多温阶热释烃联测实验结果，分析确定含油页岩轻烃散失量、轻烃未散失时各温阶热释烃含量，以及不同赋存状态页岩油组分t2分布位置，从而实现页岩油赋存特征核磁定量表征。

6、溶剂分步萃取法目前较多的应用于不同赋存状态页岩油定量表征研究。其主要原理是利用不同赋存状态的页岩油的赋存空间及其分子极性的差异性，采用适当溶剂进行游离油和吸附油的萃取。常用到的弱极性溶剂组合为二氯甲烷和甲醇，强极性溶剂组合为四氢呋喃、丙酮、甲醇。目前针对页岩中不同赋存状态可溶有机质的定量研究实验方法还没有形成规范标准。同时，溶剂分步萃取法直接对抽提的液态烃类进行定量分析，复杂的实验过程会导致页岩油量有较大的损失。

7、复杂岩性区泥页岩的矿物组成复杂，粘土类碎屑岩往往与碳酸盐岩、火山岩等成分混合沉积形成复杂多样的岩性，增大了不同赋存状态页岩油和岩石孔隙表征的难度。上述两种方法受到岩石岩性、致密程度、孔隙特征等影响比较大，因此，对于复杂岩性区，无论是溶剂分步萃取还是加热释放，页岩油赋存状态表征误差会增大。

技术实现思路

1、为解决以上所述问题，本发明提供一种复杂岩性区致密的岩石页岩油赋存状态及孔隙表征方法。本发明方法一方面避免了直接进行抽提物含量测试，提高了不同赋存状态页岩油定量表征的精度；另一方面，与传统页岩油的孔隙表征方法相比，本发明方法能够有效地表达复杂致密岩性区页岩油孔隙特征。

2、为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

3、本发明提供一种复杂岩性区致密的岩石页岩油赋存状态及孔隙表征方法，所述方法包括以下步骤：

4、对岩心样品进行三次有机溶剂的抽提；对岩心样品、第一次抽提后的岩心样品、第二次抽提后的岩心样品以及第三次抽提后的岩心样品进行热解试验，测定热解轻烃含量和重烃含量，计算各岩心样品中游离油和吸附油的含量；

5、对岩心样品、第一次抽提后的岩心样品残渣、第二次抽提后的岩心样品残渣以及第三次抽提后的岩心样品进行氮气吸附试验，绘制氮气吸附和脱附曲线图；进行孔隙度分析，绘制孔体积与孔隙直径关系图，根据岩心样品孔体积的变化确定游离油和吸附油的孔径分布范围。游离油流动性较好，主要赋存在孔喉直径相对较大的基质孔隙中；吸附油流动性较差，主要以吸附态赋存于岩石矿物表面及干酪根骨架内外表面。在孔体积与孔隙直径关系图中，四条曲线开始出现较大的峰面积差异，表明抽提使得孔体积开始发生较大变化，说明吸附油存在该孔隙范围内；随抽提的进行，孔体积峰值再度大幅度增加，表面在该孔隙范围内存在游离油。样品分步抽提过程中的氮气吸附变化情况同时也可反应各岩心样品孔体积的变化情况。

6、进一步地，岩心样品进行第一次有机溶剂抽提的具体步骤为：

7、(1)将岩心样品线切割成多个长度为0.5-5.0cm的立方体，放入样品瓶内，加入二氯甲烷将其浸没、静置；

8、(2)放入超声波清洗器中，3000-5000hz超声15-45min；

9、(3)过滤至滤液清澈，收集沉淀，将其自然晾干，保留备用。

10、进一步地，进行第二次有机溶剂抽提的具体步骤为：

11、(1)将第一次抽提后的岩心样品磨碎至长度为0.1-0.5cm的立方体；放入样品瓶内，加入二氯甲烷将其浸没、静置；

12、(2)放入超声波清洗器中，3000-5000hz超声15-45min；

13、(3)过滤至滤液清澈，收集沉淀，将其自然晾干，保留备用。

14、进一步地，进行第三次有机溶剂抽提的具体步骤为：

15、(1)第二次抽提后的岩心样品研磨成粒径>100目的粉末；

16、(2)将研磨后的粉末混合硅藻土后上萃取机，在80-100℃温度下用极性溶剂进行萃取；

17、(3)萃取后后加入正已烷，静置沉淀沥青质；

18、(4)过滤至滤液清澈，收集沉淀自然晾干，保留备用。

19、本发明第三次抽提采用极性溶剂进行热抽提，能够有效的对吸附油进行解吸；同时加热能够增加溶剂的极性，把更多的吸附油抽提出来，提高实验的精度。所述极性溶剂包括但不仅限于四氢呋喃。

20、本发明三次抽提选择的样品大小、粒径不同，前两次抽提主要是大孔隙空间赋存的游离油，第一次抽提的是最可动的游离态页岩油，第二次是模拟压裂条件下的游离页岩油，第三次通过粉碎为粉末，更有利吸附态页岩油的抽提。

21、游离油含量、吸附油含量用以下公式表示：

22、游离油含量＝δ(s1+s2)(1)+δ(s1+s2)(2)＝[s1+s2]-[s1(2)+s2(2)]；

23、吸附油含量＝δ(s1+s2)(3)＝[s1(2)+s2(2)]-[s1(3)+s2(3)]

24、式中，s1为岩心样品的轻烃含量，s2为岩心样品的重烃含量；s1(1)为第一次抽提后岩心样品的轻烃含量，s2(1)为第一次抽提后岩心样品的重烃含量；s1(2)为第二次抽提后岩心样品的轻烃含量，s2(2)为第二次抽提后岩心样品的重烃含量；s1(3)为第三次抽提后岩心样品的轻烃含量，s2(3)为第三次抽提后岩心样品的重烃含量。

25、与现有技术相比，本发明具有以下优势：

26、本发明为页岩油赋存状态及孔隙表征提供了一种新方法。本发明方法应用抽提萃取的页岩样品进行页岩油量的评价，取代常规的直接评价抽提物含量的方法，有效避免了抽提中的有机物损失，同时，抽提样品的氮气吸附分析提升了孔隙表征的精度，该方法具有广泛的优越性和实用性，为页岩油评价提供重要依据。