泥页岩吸附气含量预测方法和装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种泥页岩吸附气含量预测方法和装置，通过根据在研究区采集获得的各泥页岩样本在不同温度T下的兰氏体积VL，建立兰氏体积VL、温度T和泥页岩样本的有机质丰度TOC之间的第一关系式，以及根据各泥页岩样本在不同温度T下的兰氏压力PL，建立兰氏压力PL的对数与温度T的倒数之间的第二关系式，进而将第一关系式和第二关系式代入兰氏方程，获得温度T、压力P、泥页岩样本的有机质丰度TOC与吸附气含量V的第三关系式，最后根据第三关系式，预测研究区的吸附气含量V，解决了现有技术中泥页岩吸附气含量预测准确度不高的技术问题。
【专利说明】泥页岩吸附气含量预测方法和装置
【技术领域】
[0001] 本发明涉及天然气勘探技术，尤其涉及一种泥页岩吸附气含量预测方法和装置。
【背景技术】
[0002] 泥页岩颗粒表面可以吸附天然气，通常将以这种赋存方式存在的天然气称为吸附 态页岩气。吸附态页岩气作为一种主要的天然气赋存方式，占到页岩气总含气量的20%至 85%，因此，泥页岩吸附气含量是评估页岩气资源量的关键参数，也是预测泥页岩是否具有 开采价值的重要指标。
[0003] 现有技术中，通常采用在研宄区采集泥页岩样本，并采用等温吸附法对泥页岩样 本的吸附气含量进行计算，将计算结果作为整个研宄区的泥页岩吸附气含量的预测值。但 是实际上，在整个研宄区内，泥页岩往往会处于不同温压条件，吸附气含量往往还与泥页岩 的有机质丰度TOC有关，吸附气含量也会随之出现变化，因此，预测结果则会出现偏差。
【发明内容】
[0004] 本发明提供一种泥页岩吸附气含量预测方法和装置，用于解决现有技术中泥页岩 吸附气含量预测准确度不高的技术问题。
[0005] 本发明的一个方面是提供一种泥页岩吸附气含量预测方法，包括：
[0006] 针对在研宄区采集获得每个泥页岩样本，在各温度T下，采用等温吸附法进行计 算，分别获得各所述泥页岩样本在不同温度T下的兰氏体积'，以及各所述泥页岩样本在不 同温度T下的兰氏压力1\;
[0007] 根据各所述泥页岩样本在不同温度T下的兰氏体积'，采用多元线性回归分析法， 建立兰氏体积 '、温度T和泥页岩样本的有机质丰度TOC之间的第一关系式；
[0008] 根据各所述泥页岩样本在不同温度T下的兰氏压力，采用线性回归分析法，建立 兰氏压力的对数与温度T的倒数之间的第二关系式；
[0009] 将所述第一关系式和所述第二关系式代入兰氏方程，获得温度T、压力P、泥页岩 样本的有机质丰度TOC与吸附气含量V的第三关系式；
[0010] 根据所述第三关系式，预测所述研宄区的吸附气含量V。
[0011] 本发明的另一个方面是提供一种泥页岩吸附气含量预测装置，包括：
[0012] 计算模块，用于针对在研宄区采集获得每个泥页岩样本，在各温度T下，采用等温 吸附法进行计算，分别获得各所述泥页岩样本在不同温度T下的兰氏体积'，以及各所述泥 页岩样本在不同温度T下的兰氏压力1\;
[0013] 第一建立模块，用于根据各所述泥页岩样本在不同温度T下的兰氏体积'，采用多 元线性回归分析法，建立兰氏体积'、温度T和泥页岩样本的有机质丰度TOC之间的第一关 系式；
[0014] 第二建立模块，用于根据各所述泥页岩样本在不同温度T下的兰氏压力，采用线 性回归分析法，建立兰氏压力的对数与温度T的倒数之间的第二关系式；
[0015] 第三建立模块，用于将所述第一关系式和所述第二关系式代入兰氏方程，获得温 度T、压力P、泥页岩样本的有机质丰度TOC与吸附气含量V的第三关系式；
[0016] 预测模块，用于根据所述第三关系式，预测所述研宄区的吸附气含量V。
[0017] 本发明提供的泥页岩吸附气含量预测方法和装置，通过根据在研宄区采集获得的 各泥页岩样本在不同温度T下的兰氏体积 '，采用多元线性回归分析法，建立兰氏体积'、 温度T和泥页岩样本的有机质丰度TOC之间的第一关系式，以及根据各泥页岩样本在不同 温度T下的兰氏压力，采用线性回归分析法，建立兰氏压力的对数与温度T的倒数之 间的第二关系式，进而将第一关系式和第二关系式代入兰氏方程，获得温度T、压力P、泥页 岩样本的有机质丰度TOC与吸附气含量V的第三关系式，最后根据第三关系式，计算研宄区 的吸附气含量V，由于该第三关系式是温压耦合控制下的扩展兰氏方程，体现了温度T、压 力P、泥页岩样本的有机质丰度TOC与吸附气含量V之间的关系，解决了现有技术中泥页岩 吸附气含量预测准确度不高的技术问题。
【专利附图】
【附图说明】
[0018] 图1为本发明一实施例提供的泥页岩吸附气含量预测方法的流程示意图；
[0019] 图2为本发明另一实施例提供的泥页岩吸附气含量预测方法的流程示意图；
[0020] 图3A为标号为1-A泥页岩样本的等温吸附曲线图；
[0021] 图3B为标号为1-B泥页岩样本的等温吸附曲线图；
[0022] 图3C为标号为2-A泥页岩样本的等温吸附曲线图；
[0023] 图3D为标号为2-B泥页岩样本的等温吸附曲线图；
[0024] 图3E为标号为3-A泥页岩样本的等温吸附曲线图；
[0025] 图3F为标号为3-B泥页岩样本的等温吸附曲线图；
[0026] 图3G为标号为4-A泥页岩样本的等温吸附曲线图；
[0027] 图3H为标号为4-B泥页岩样本的等温吸附曲线图；
[0028] 图4为兰氏体积八与温度T的关系图；
[0029] 图5为兰氏体积八与有机质丰度TOC的关系图；
[0030] 图6为兰氏压力的对数与温度T的倒数的关系图；
[0031] 图7为泥页岩吸附甲烷能力剖面图；
[0032] 图8为本发明一实施例提供的泥页岩吸附气含量预测装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0033] 图1为本发明一实施例提供的泥页岩吸附气含量预测方法的流程示意图，如图1 所示，包括：
[0034] 101、针对在研宄区采集获得每个泥页岩样本，在各温度T下，采用等温吸附法进 行计算，分别获得各所述泥页岩样本在不同温度T下的兰氏体积'，以及各泥页岩样本在不 同温度T下的兰氏压力1\。
[0035] 具体的，对同一研宄区采集获得泥页岩样本，具体可在同一套泥页岩储层不同井 不同深度采集样本，对样本进行有机碳含量分析，测量其有机质丰度TOC，例如：泥页岩样 本的个数为至少5个。选取不同有机质丰度TOC的泥页岩样本，进行不同温度下平衡水条 件下的等温吸附实验，测定泥页岩样本在同一温度T、不同压力P条件下达到吸附平衡时所 吸附的甲烷的体积。根据单分子层吸附理论，利用兰氏（Langmuir)模型来拟合等温吸附曲 线，计算兰氏体积 '和兰氏压力，兰氏方程的数学表达为：
【权利要求】
1. 一种泥页岩吸附气含量预测方法，其特征在于，包括： 针对在研宄区采集获得每个泥页岩样本，在各温度T下，采用等温吸附法进行计算，分 别获得各所述泥页岩样本在不同温度T下的兰氏体积\，以及各所述泥页岩样本在不同温 度T下的兰氏压力Ρ?; 根据各所述泥页岩样本在不同温度T下的兰氏体积'，采用多元线性回归分析法，建立 兰氏体积'、温度T和泥页岩样本的有机质丰度TOC之间的第一关系式； 根据各所述泥页岩样本在不同温度T下的兰氏压力，采用线性回归分析法，建立兰氏 压力的对数与温度T的倒数之间的第二关系式； 将所述第一关系式和所述第二关系式代入兰氏方程，获得温度Τ、压力Ρ、泥页岩样本 的有机质丰度TOC与吸附气含量V的第三关系式； 根据所述第三关系式，预测所述研宄区的吸附气含量V。
2. 根据权利要求1所述的泥页岩吸附气含量预测方法，其特征在于，所述根据各所述 泥页岩样本在不同温度T下的兰氏体积 '，采用多元线性回归分析法，建立兰氏体积\、温 度T和泥页岩样本的有机质丰度TOC之间的第一关系式，包括： 利用公式'=aJ0C+a2T+a3，采用多元线性回归分析法，对各所述泥页岩样本的温度T与兰氏体积'之间的关系进行拟合，确定参数ai、&2和a3的取值； 将确定参数&2和a3的取值后的公式Vl=aJ0C+a2T+a^t为所述第一关系式。
3. 根据权利要求2所述的泥页岩吸附气含量预测方法，其特征在于，所述根据各所述 泥页岩样本在不同温度T下的兰氏压力，采用线性回归分析法，建立兰氏压力的对数 与温度T的倒数之间的第二关系式，包括： 利用公式In(巧）= | +Λ2,采用线性回归分析法，对各所述泥页岩样本的温度T与兰氏 压力之间的关系进行拟合，确定参数b兩b2的取值； 将确定参数匕和b2的取值后的公式1η(/彳.）+ 作为所述第二关系式。
4. 根据权利要求3所述的泥页岩吸附气含量预测方法，其特征在于，所述将所述第一 关系式和所述第二关系式代入兰氏方程，获得温度T、压力P、泥页岩样本的有机质丰度TOC 与吸附气含量V的第三关系式，包括： 将第一关系式八=aJ0C+a2T+a3和第二关系式ln(〇> + /)2代入兰氏方程 V vP _(a,TOC+a2T + a,)P v=，获得第三关系式 ^~ ° p +l)LP+eT '
5. 根据权利要求1-4任一项所述的泥页岩吸附气含量预测方法，其特征在于，所述泥 页岩样本的个数为至少五个。
6. -种泥页岩吸附气含量预测装置，其特征在于，包括： 计算模块，用于针对在研宄区采集获得每个泥页岩样本，在各温度T下，采用等温吸附 法进行计算，分别获得各所述泥页岩样本在不同温度T下的兰氏体积'，以及各所述泥页岩 样本在不同温度T下的兰氏压力1\; 第一建立模块，用于根据各所述泥页岩样本在不同温度T下的兰氏体积\，采用多元 线性回归分析法，建立兰氏体积'、温度T和泥页岩样本的有机质丰度TOC之间的第一关系 式； 第二建立模块，用于根据各所述泥页岩样本在不同温度T下的兰氏压力，采用线性回 归分析法，建立兰氏压力的对数与温度T的倒数之间的第二关系式； 第三建立模块，用于将所述第一关系式和所述第二关系式代入兰氏方程，获得温度T、 压力P、泥页岩样本的有机质丰度TOC与吸附气含量V的第三关系式； 预测模块，用于根据所述第三关系式，预测所述研宄区的吸附气含量V。
7. 根据权利要求6所述的泥页岩吸附气含量预测装置，其特征在于， 所述第一建立模块，具体用于利用公式'=aJ0C+a2T+a3，采用多元线性回归分析法， 对各所述泥页岩样本的温度T与兰氏体积'之间的关系进行拟合，确定参数apadPa3的 取值；将确定参数&2和a3的取值后的公式Vl=aJ0C+a2T+a^t为所述第一关系式。
8. 根据权利要求7所述的泥页岩吸附气含量预测装置，其特征在于， 所述第二建立模块，具体用于利用公式In(Pi) = | + ，采用线性回归分析法，对各所 述泥页岩样本的温度T与兰氏压力之间的关系进行拟合，确定参数bJPb2的取值；将确 定参数匕和b2的取值后的公式In(G) + 作为所述第二关系式。
9. 根据权利要求8所述的泥页岩吸附气含量预测装置，其特征在于， 所述第三建立模块，具体用于将第一关系式\ =aJ0C+a2T+a3和第二关系式 , V yP _(ayTOC+aJ + a,)P 1η(Ρ?)=|+?2代入兰氏方程v=g，获得第三关系式^= -。
10. 根据权利要求6-9任一项所述的泥页岩吸附气含量预测装置，其特征在于，所述泥 页岩样本的个数为至少五个。
【文档编号】G01N7/00GK104458489SQ201410727185
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年12月3日 优先权日:2014年12月3日
【发明者】纪文明, 宋岩, 杨潇, 姜振学, 李卓, 郝进 申请人:中国石油大学(北京)