一种定量预测气藏中氦气含量的方法及装置与流程

本发明属于氦气资源评价，尤其涉及一种定量预测气藏中氦气含量的方法及装置。

背景技术：

1、氦气资源已成为急缺战略资源。现今通过开展氦气资源评价，预测待测或待钻圈闭中的氦气含量，摸清国内外重点领域氦气资源潜力及分布，优选有利钻探目标，发现新的优质储量，保障国家能源安全，成为本领域技术人员的重要攻关目标。

2、j.richard bowersox(2019)认为氦气与天然气资源在运移聚集上具有相似性，存在着近乎一致的圈闭成藏要素。氦气系统与天然气系统一样，需要源岩、初次运移和二次运移、储层、圈闭和保存条件等成藏要素。尽管氦气与天然气聚集在同一圈闭中，从研究区天然气中氦气含量和部分气藏中氦气的分布趋势对比认为，天然气储量与氦气储量分布无直接关联，但天然气藏中的氦气含量是反映氦气与天然气储量的一个关键参数，也决定了氦气储量和资源丰度大小。但是由于氦气的特殊聚集特征，常规天然气资源有利分布区预测方法已很难应用于氦气有利富集区优选，现阶段尚不清楚各地质因素控制氦气资源聚集和分布的机理。另外，目前天然气中氦气含量的获得是通过采集已经发现的气田气样或正钻井的气样，利用色谱仪或质谱仪进行定量检测。而针对待钻圈闭或远景区带，氦气含量无法直接获得，目前国内外没有一套行之有效的氦气含量的预测方法。

技术实现思路

1、发明人经过大量研究发现氦气作为一种分子量很小的无机气体，其成藏机理具有三个特殊性，一是生氦慢、源岩泛、历时长，具有弱源成藏特点，氦气的来源既可以富铀的沉积层，也可以是断裂基底，二是氦气输导体系复杂，断层、地层水和气体均可成为输导体系，三是氦气不能单独成藏，只能寄生于氮气、二氧化碳和甲烷等载体气中。因此氦气的含量是表征天然气藏氦气资源丰度的定量指标。

2、载体气藏(气田)按照载体气类型分为烃类氦气藏和非烃类氦气藏，按照储层类型可以分为碎屑岩氦气藏、碳酸盐岩氦气藏、火山岩氦气藏、含氦气田(藏)根据载体气与氦气的共生关系，分为同源同储气田(藏)、异源同储气田(藏)、异同异储气田(藏)、同源异储气田(藏)。氦气与载体气来源于不同，聚集在一个圈闭中，形成异源同储，该类型气藏分布最为广泛，如常规天然气田(藏)、非常规致密砂岩气藏、非常规火山岩气藏、非烃类(二氧化碳、氮气)气藏、水溶气藏、含氦煤层气藏、页岩气藏等。在基底、花岗岩、深部地幔中生成的二氧化碳、氮气和氦气，聚集在同一个圈闭中的无机气藏属于同源同储气田(藏)，富含u、tu的有机质沉积岩中形成的烃类气体和氦气聚集在同一圈闭，聚集在同一个圈闭中形成同源同储气田(藏)。氦气与载体气来源于不同，聚集在不同的圈闭中，形成异源异储，多源充注的常规天然气田(藏)、非常规致密砂岩气藏、非常规火山岩气藏、非烃类(二氧化碳、氮气)气藏、水溶气藏等。氦气与载体气来源于同一氦源岩，但后期运移过程中产生分离，形成同源异储，这种情况主要发生在水溶气藏(田)中。

3、基于以上研究，本申请以氦源和载体气-氦气共生关系出发，根据氦气的成藏特征及与载体气的共生关系统计了氦气含量与各参数的相互关系，构建氦气成藏的多个关键参数，建立了氦气含量的预测模型，并开展模型计算结果的验证和校验，为氦气资源评价和富氦有利区优选提供可选的方案。

4、具体的，一种定量预测气藏中氦气含量的方法，包括以下步骤：

5、根据已有氦气藏的情况分别得到各载气体对应的氦气含量；

6、根据氦气成藏理论确定影响氦气含量的关键参数，统计各关键参数与所述氦气含量的相关系数；

7、利用各关键参数、各相关系数按预设公式确定各关键参数的权重；

8、利用所述氦气含量、各关键参数的权重，建立氦气含量计算模型，定量预测气藏中氦气含量。

9、进一步的，根据氦气成藏理论确定影响氦气含量的关键参数，统计各关键参数与所述氦气含量的相关系数，具体包括：

10、根据氦气成藏理论确定影响氦气含量的关键参数；

11、将已有氦气藏中关键参数与氦气含量的数据制成统计图；

12、对统计图进行拟合，得到各关键参数与所述氦气含量相关系数。

13、进一步的，所述关键参数包括氦源岩类型、铀钍含量、氦源岩体积、离主断裂距离、断裂活动次数、氦气藏埋深、氦气藏压力系数、载体气产率。

14、进一步的，利用各关键参数、各相关系数按预设公式确定各关键参数的权重，包括：按如下公式确定各关键参数的权重：

15、

16、其中，ri为与各关键参数对应的相关系数，wi为各关键参数的权重，n为关键参数的数量。

17、进一步的，利用所述氦气含量、各关键参数的权重，建立氦气含量计算模型，包括：

18、

19、其中γ为氦气含量，γi为各关键参数与氦气含量的拟合公式，wi为各参数权重。

20、进一步的，所述定量预测气藏中氦气含量的方法还包括：

21、当待预测气藏中缺少关键参数时，将关键参数的数量减去缺少的关键参数数量后，重新调整其他关键参数权重。

22、进一步的，当氦气含量大于预设阈值时，建立预测氦气含量与实际氦气含量的对应曲线，得到氦气含量计算模型的校正公式为，氦气含量计算模型的校正公式为：

23、γ＝k*γ1-b

24、其中，γ1为当前氦气含量，γ为校正后的氦气含量，k、b为校正系数。

25、另一方面，本发明还公开了一种定量预测气藏中氦气含量的装置，包括氦气含量获取模块、相关系数生成模块、权重生成模块、预测模块，其中：

26、氦气含量获取模块，用于根据已有氦气藏的情况分别得到各载气体对应的氦气含量；

27、相关系数生成模块，用于根据氦气成藏理论确定影响氦气含量的关键参数，统计各关键参数与所述氦气含量的相关系数；

28、权重生成模块，用于利用各关键参数、各相关系数按预设公式确定各关键参数的权重；

29、预测模块，用于利用所述氦气含量、各关键参数的权重，建立氦气含量计算模型，定量预测气藏中氦气含量。

30、基于上述技术方案，本发明较现有技术而言的有益效果为：

31、本发明以氦源和载体气-氦气共生关系出发，根据载体气来源统计不同类型氦气藏的氦气含量；根据氦气成藏理论确定氦气含量的影响参数，统计氦气含量的影响参数与氦气含量的相关系数；利用按预设公式确定各关键参数的权重；利用各类型氦气藏的氦气含量、各关键参数的权重，建立氦气含量计算模型，定量预测气藏中氦气含量。本发明能为为氦气资源评价和富氦有利区优选提供可选的方案，针对待钻圈闭或远景区带这种氦气含量无法直接获得的情况也能准确预测氦气含量。

技术特征：

1.一种定量预测气藏中氦气含量的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据氦气成藏理论确定影响氦气含量的关键参数，统计各关键参数与所述氦气含量的相关系数，具体包括：

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述关键参数包括氦源岩类型、铀钍含量、氦源岩体积、离主断裂距离、断裂活动次数、氦气藏埋深、氦气藏压力系数、载体气产率。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，利用各关键参数、各相关系数按预设公式确定各关键参数的权重，包括：按如下公式确定各关键参数的权重：

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，利用所述氦气含量、各关键参数的权重，建立氦气含量计算模型，包括：

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述定量预测气藏中氦气含量的方法还包括：

7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述定量预测气藏中氦气含量的方法还包括当氦气含量大于预设阈值时，建立预测氦气含量与实际氦气含量的对应曲线，得到氦气含量计算模型的校正公式为：

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述预设阈值为1％。

9.一种定量预测气藏中氦气含量的装置，其特征在于，包括氦气含量获取模块、相关系数生成模块、权重生成模块、预测模块：

10.一种计算机设备，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，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要1至8任一所述方法。

11.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有执行权利要求1至8任一所述方法的计算机程序。

技术总结
本发明提出一种定量预测气藏中氦气含量的方法及装置，该方法包括：根据已有氦气藏的情况分别得到各载气体对应的氦气含量；根据氦气成藏理论确定影响氦气含量的关键参数，统计各关键参数与所述氦气含量的相关系数；利用各关键参数、各相关系数按预设公式确定各关键参数的权重；利用所述氦气含量、各关键参数的权重，建立氦气含量计算模型，定量预测气藏中氦气含量。本发明能为为氦气资源评价和富氦有利区优选提供可选的方案，针对待钻圈闭或远景区带这种氦气含量无法直接获得的情况也能准确预测氦气含量。

技术研发人员：吴义平,曹庆超,李谦,黄飞
受保护的技术使用者：中国石油天然气集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15