页岩气储层特性预测方法和装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种页岩气储层特性预测方法和装置，通过根据页岩气储层的TOC和全岩矿物组成，确定页岩气储层的岩相类型，进而根据岩相类型，预测页岩气储层的有机地球化学特征和沉积学特征。由于采用了根据页岩气储层的TOC和全岩矿物组成确定页岩气储层的岩相类型的方式，使得所确定出的岩相类型能够准确反映页岩气储层特性中最为重要的有机地球化学特征和沉积学特征，解决了现有技术中页岩气储层特性预测的准确度不高的技术问题的技术问题。
【专利说明】页岩气储层特性预测方法和装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及天然气勘探技术，尤其涉及一种页岩气储层特性预测方法和装置。
【背景技术】
[0002]页岩气是一种以游离或吸附状态藏身于页岩层或泥岩层中的非常规天然气。页岩气的形成和富集有着自身独特的特点，往往分布在盆地内厚度较大、分布广的页岩烃源岩地层中。其在不同储层中，页岩气的可开采性往往有所不同，因此，还需要在页岩气开采前对页岩气储层特性进行预测，从而确定页岩气的可开采性。
[0003]页岩岩相是对页岩气储层特性进行预测重要依据，现有技术中的页岩岩相的确定或是基于感性认识，或是基于矿物组成，或者基于所含的古生物化石。但上述方式均存在页岩气储层特性预测的准确度不高的技术问题。
【发明内容】
[0004]本发明提供一种页岩气储层特性预测方法和装置，用于解决现有技术中页岩气储层特性预测的准确度不高的技术问题。
[0005]本发明的一个方面是提供一种页岩气储层特性预测方法，包括:
[0006]根据页岩气储层的有机碳含量TOC和全岩矿物组成，确定所述页岩气储层的岩相类型；
[0007]根据所述岩相类型，预测所述页岩气储层的有机地球化学特征和沉积学特征。
[0008]本发明的另一个方面是提供一种页岩气储层特性预测装置，包括:
[0009]确定模块，用于根据页岩气储层的有机碳含量TOC和全岩矿物组成，确定所述页岩气储层的岩相类型；
[0010]预测模块，用于根据所述岩相类型，预测所述页岩气储层的有机地球化学特征和沉积学特征。
[0011]本发明提供的页岩气储层特性预测方法和装置，通过根据页岩气储层的TOC和全岩矿物组成，确定页岩气储层的岩相类型，进而根据岩相类型，预测页岩气储层的有机地球化学特征和沉积学特征。由于采用了根据页岩气储层的TOC和全岩矿物组成确定页岩气储层的岩相类型的方式，使得所确定出的岩相类型能够准确反映页岩气储层特性中最为重要的有机地球化学特征和沉积学特征，解决了现有技术中页岩气储层特性预测的准确度不高的技术问题的技术问题。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为本发明实施例提供的一种页岩气储层特性预测方法的流程示意图；
[0013]图2A为本发明实施例提供的另一种页岩气储层特性预测方法的流程示意图；
[0014]图2B为立体三角图版的示意图；
[0015]图3为本发明实施例提供的一种页岩气储层特性预测装置的结构示意图；
[0016]图4为本发明实施例提供的一种页岩气储层特性预测装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0017]图1为本发明实施例提供的一种页岩气储层特性预测方法的流程示意图，如图1所示，包括:
[0018]101、根据页岩气储层的有机碳含量TOC和全岩矿物组成，确定所述页岩气储层的岩相类型。
[0019]具体的，根据所述页岩气储层的T0C，确定所述页岩气储层的岩相的第一子类型；根据所述页岩气储层的全岩矿物组成，确定所述页岩气储层的岩相的第二子类型。
[0020]举例来说，对于根据所述页岩气储层的TOC，确定所述页岩气储层的岩相的第一子类型，具体可为:利用碳硫分析仪进行测量，获得所述页岩气储层的TOC，若TOCS 1%，则确定所述第一子类型为贫有机质页岩气储层岩相，若1%< TOC < 2%，则确定所述第一子类型为含有机质页岩气储层岩相，若TOC多2%，则确定所述第一子类型为富有机质页岩气储层岩相。
[0021]另外，对于根据所述页岩气储层的全岩矿物组成，确定所述页岩气储层的岩相的第二子类型，具体可为:利用全岩X射线衍射分析仪进行测量，获得所述页岩气储层的S1、Ca和Clay ;若Caly ^40%,则确定所述第二子类型为粘土质页岩气储层岩相；若Caly
<40%且(Si/Ca) ( 1/3，则确定所述第二子类型为钙质页岩气储层岩相；gCaly < 40%且1/3 < (Si/Ca) < 3，则确定所述第二子类型为混合质页岩气储层岩相；若Caly < 40%且(Si/Ca)彡3，则确定所述第二子类型为硅质页岩气储层岩相。
[0022]也就是说，岩相类型包括第一子类型和第二子类型，岩相类型共可划分为十二种，其中，第一子类型划分为三种，第二子类型划分为四种。具体十二种岩相类型如下:
[0023](I)当TOC彡I %且Caly彡40%时，岩相类型为贫有机质粘土质页岩气储层岩相；
[0024](2)当TOC彡I %且Caly < 40%且(Si/Ca) ( 1/3时，岩相类型为贫有机质钙质页岩气储层岩相；
[0025](3)当TOC彡I %且Caly < 40%且1/3 < (Si/Ca) < 3时，岩相类型为贫有机质混合质页岩气储层岩相；
[0026](4)当TOC ( 1%且Caly < 40%且(Si/Ca)彡3时，岩相类型为贫有机质硅质页岩气储层岩相；
[0027](5)当1%< TOC < 2%且Caly彡40%时，岩相类型为含有机质粘土质页岩气储层岩相；
[0028](6)当1%< TOC < 2%且Caly < 40%且(Si/Ca)彡1/3时，岩相类型为含有机质妈质页岩气储层岩相；
[0029](7)当 1%< TOC < 2%且 Caly < 40%且 1/3 < (Si/Ca) < 3 时，岩相类型为含有机质混合质页岩气储层岩相；
[0030](8)当1%< TOC < 2%且Caly < 40%且(Si/Ca)彡3时，岩相类型为含有机质娃质页岩气储层岩相；
[0031](9)当TOC彡2%且Caly彡40%时，岩相类型为富有机质粘土质页岩气储层岩相；
[0032](10)当TOC彡2%且Caly <40%且(Si/Ca)彡1/3时，岩相类型为富有机质钙质页岩气储层岩相；
[0033](11)当TOC彡2%且Caly < 40%且1/3 < (Si/Ca) < 3时，岩相类型为富有机质混合质页岩气储层岩相；
[0034](12)当TOC彡2%且Caly <40%且(Si/Ca)彡3时，岩相类型为富有机质硅质页岩气储层岩相。
[0035]102、根据所述岩相类型，预测所述页岩气储层的有机地球化学特征和沉积学特征。
[0036]具体的，有机地球化学特征可通过岩相类型的第一子类型体现:有机地球化学特征中的含气量，按照贫有机质页岩气储层岩相、含有机质页岩气储层岩相和富有机质页岩气储层岩相的顺序逐渐递减，也就是说，贫有机质页岩气储层岩相的页岩气储层的含气量小于含有机质页岩气储层岩相的页岩气储层的含气量，含有机质页岩气储层岩相的页岩气储层的含气量又小于富有机质页岩气储层岩相的页岩气储层的含气量。
[0037]沉积学特征可通过岩相类型的第二子类型体现:沉积学特征中的压裂特性，按照粘土质页岩气储层岩相、妈质页岩气储层岩相、混合质页岩气储层岩相和娃质页岩气储层岩相的顺序逐渐递减，也就是说，硅质页岩气储层岩相的页岩气储层的压裂特性优于混合质页岩气储层岩相的页岩气储层的压裂特性，混合质页岩气储层岩相的页岩气储层的压裂特性优于钙质页岩气储层岩相的页岩气储层的压裂特性，钙质页岩气储层岩相的页岩气储层的压裂特性优于粘土质页岩气储层岩相的页岩气储层的压裂特性。
[0038]本实施例中，通过根据页岩气储层的TOC和全岩矿物组成，确定页岩气储层的岩相类型，进而根据岩相类型，预测页岩气储层的有机地球化学特征和沉积学特征。由于采用了根据页岩气储层的TOC和全岩矿物组成确定页岩气储层的岩相类型的方式，使得所确定出的岩相类型能够准确反映页岩气储层特性中最为重要的有机地球化学特征和沉积学特征，解决了现有技术中页岩气储层特性预测的准确度不高的技术问题的技术问题。
[0039]图2A为本发明实施例提供的另一种页岩气储层特性预测方法的流程示意图，如图2A所示，包括:
[0040]201、根据页岩气储层的TOC和全岩矿物组成，查询预先建立的立体三角图版，确定页岩气储层的岩相类型。
[0041]其中，所述立体三角图版包括用于表征TOC取值的第一维度，以及在所述第一维度上所建立的用于指示全岩矿物组成与岩相类型对应关系的三元相图，所述三元相图包括用于表征所述全岩矿物组成中硅质矿物含量Si取值的第二维度，用于表征所述全岩矿物组成中碳酸盐岩矿物含量Ca取值的第三维度，以及用于表征所述全岩矿物组成中粘土矿物含量Clay取值的第四维度。
[0042]具体的，图2B为立体三角图版的示意图，如图2B所示，I为粘土质页岩气储层岩相；II为妈质页岩气储层岩相；111为混合质页岩气储层岩相；IV为娃质页岩气储层岩相；Ρ为贫有机质页岩气储层岩相；Μ为含有机质页岩气储层岩相；R为富有机质页岩气储层岩相。
[0043]202、根据所述岩相类型，预测所述页岩气储层的有机地球化学特征和沉积学特征。
[0044]具体的，有机地球化学特征可通过岩相类型的第一子类型体现:有机地球化学特征中的含气量，按照贫有机质页岩气储层岩相、含有机质页岩气储层岩相和富有机质页岩气储层岩相的顺序逐渐递减，也就是说，贫有机质页岩气储层岩相的页岩气储层的含气量小于含有机质页岩气储层岩相的页岩气储层的含气量，含有机质页岩气储层岩相的页岩气储层的含气量又小于富有机质页岩气储层岩相的页岩气储层的含气量。
[0045]沉积学特征可通过岩相类型的第二子类型体现:沉积学特征中的压裂特性，按照粘土质页岩气储层岩相、妈质页岩气储层岩相、混合质页岩气储层岩相和娃质页岩气储层岩相的顺序逐渐递减，也就是说，硅质页岩气储层岩相的页岩气储层的压裂特性优于混合质页岩气储层岩相的页岩气储层的压裂特性，混合质页岩气储层岩相的页岩气储层的压裂特性优于钙质页岩气储层岩相的页岩气储层的压裂特性，钙质页岩气储层岩相的页岩气储层的压裂特性优于粘土质页岩气储层岩相的页岩气储层的压裂特性。
[0046]本实施例中，通过根据页岩气储层的TOC和全岩矿物组成，确定页岩气储层的岩相类型，进而根据岩相类型，预测页岩气储层的有机地球化学特征和沉积学特征。由于采用了根据页岩气储层的TOC和全岩矿物组成确定页岩气储层的岩相类型的方式，使得所确定出的岩相类型能够准确反映页岩气储层特性中最为重要的有机地球化学特征和沉积学特征，解决了现有技术中页岩气储层特性预测的准确度不高的技术问题的技术问题。另外，所建立的页岩气储层岩相综合划分立体三角图版操作简单方便，便于在页岩气地质勘探和开发工作中推广和应用。
[0047]图3为本发明实施例提供的一种页岩气储层特性预测装置的结构示意图，如图3所示，包括:确定模块31和预测模块32。
[0048]确定模块31，用于根据页岩气储层的有机碳含量TOC和全岩矿物组成，确定所述页岩气储层的岩相类型。
[0049]可选的，所述确定模块31，具体用于根据页岩气储层的TOC和全岩矿物组成，查询预先建立的立体三角图版，具体立体三角图版参见图2B，确定所述页岩气储层的岩相类型；其中，所述立体三角图版包括用于表征TOC取值的第一维度，以及在所述第一维度上所建立的用于指示全岩矿物组成与岩相类型对应关系的三元相图，所述三元相图包括用于表征所述全岩矿物组成中硅质矿物含量Si取值的第二维度，用于表征所述全岩矿物组成中碳酸盐岩矿物含量Ca取值的第三维度，以及用于表征所述全岩矿物组成中粘土矿物含量Clay取值的第四维度。
[0050]预测模块32，与确定模块31连接，用于根据所述岩相类型，预测所述页岩气储层的有机地球化学特征和沉积学特征。
[0051]本实施例中，通过根据页岩气储层的TOC和全岩矿物组成，确定页岩气储层的岩相类型，进而根据岩相类型，预测页岩气储层的有机地球化学特征和沉积学特征。由于采用了根据页岩气储层的TOC和全岩矿物组成确定页岩气储层的岩相类型的方式，使得所确定出的岩相类型能够准确反映页岩气储层特性中最为重要的有机地球化学特征和沉积学特征，解决了现有技术中页岩气储层特性预测的准确度不高的技术问题的技术问题。另外，所建立的页岩气储层岩相综合划分立体三角图版操作简单方便，便于在页岩气地质勘探和开发工作中推广和应用。
[0052]图4为本发明实施例提供的一种页岩气储层特性预测装置的结构示意图，如图4所示，在上一实施例的基础上，确定模块31包括:第一确定单元311和第二确定单元312。
[0053]第一确定单元311，用于根据所述页岩气储层的TOC，确定所述页岩气储层的岩相的第一子类型。
[0054]第一确定单元311，具体用于利用碳硫分析仪进行测量，获得所述页岩气储层的TOC;若TOCS I %，则确定所述第一子类型为贫有机质页岩气储层岩相；若1%< TOC
<2%，则确定所述第一子类型为含有机质页岩气储层岩相；gT0C ^ 2%，则确定所述第一子类型为富有机质页岩气储层岩相。
[0055]第二确定单元312，与第一确定单元311连接，用于根据所述页岩气储层的全岩矿物组成，确定所述页岩气储层的岩相的第二子类型。
[0056]其中，全岩矿物组成包括硅质矿物含量S1、碳酸盐岩矿物含量Ca和粘土矿物含量Clay ；
[0057]第二确定单元312，具体用于利用全岩X射线衍射分析仪进行测量，获得所述页岩气储层的S1、Ca和Clay ;若Caly多40%，则确定所述第二子类型为粘土质页岩气储层岩相；若Caly < 40%且(Si/Ca) ( 1/3，则确定所述第二子类型为钙质页岩气储层岩相；若Caly < 40%且1/3 < (Si/Ca) < 3，则确定所述第二子类型为混合质页岩气储层岩相；若Caly < 40%且(Si/Ca)彡3，则确定所述第二子类型为娃质页岩气储层岩相。
[0058]本实施例中，通过根据页岩气储层的TOC和全岩矿物组成，确定页岩气储层的岩相类型，进而根据岩相类型，预测页岩气储层的有机地球化学特征和沉积学特征。由于采用了根据页岩气储层的TOC和全岩矿物组成确定页岩气储层的岩相类型的方式，使得所确定出的岩相类型能够准确反映页岩气储层特性中最为重要的有机地球化学特征和沉积学特征，解决了现有技术中页岩气储层特性预测的准确度不高的技术问题的技术问题。
[0059]本领域普通技术人员可以理解:实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括:R0M、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0060]最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
【权利要求】
1.一种页岩气储层特性预测方法，其特征在于，包括: 根据页岩气储层的有机碳含量10(:和全岩矿物组成，确定所述页岩气储层的岩相类型； 根据所述岩相类型，预测所述页岩气储层的有机地球化学特征和沉积学特征。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据页岩气储层的有机碳含量和全岩矿物组成，确定所述页岩气储层的岩相类型包括: 根据所述页岩气储层的10(:,确定所述页岩气储层的岩相的第一子类型； 根据所述页岩气储层的全岩矿物组成，确定所述页岩气储层的岩相的第二子类型。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述页岩气储层的有机碳含量丁00，确定所述页岩气储层的岩相的第一子类型，包括: 利用碳硫分析仪进行测量，获得所述页岩气储层的10(:； 若！'0(: ? 1%，则确定所述第一子类型为贫有机质页岩气储层岩相； 若1%? 100 ? 2%，则确定所述第一子类型为含有机质页岩气储层岩相； 若10(: ^ 2%，则确定所述第一子类型为富有机质页岩气储层岩相。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述全岩矿物组成包括硅质矿物含量31、碳酸盐岩矿物含量(?和粘土矿物含量(:137 ； 所述根据所述页岩气储层的全岩矿物组成，确定所述页岩气储层的岩相的第二子类型，包括: 利用全岩X射线衍射分析仪进行测量，获得所述页岩气储层的31、(?和； 若&17 ^ 40%，则确定所述第二子类型为粘土质页岩气储层岩相； 若&17 ? 40%且(31/(?) ( 1/3，则确定所述第二子类型为钙质页岩气储层岩相； 若&17 ? 40%且1/3 ? (81/?) ? 3，则确定所述第二子类型为混合质页岩气储层岩相； 若&17 ? 40%且(31/(?)彡3，则确定所述第二子类型为硅质页岩气储层岩相。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据页岩气储层的有机碳含量！'0(:和全岩矿物组成，确定所述页岩气储层的岩相类型，包括: 根据页岩气储层的10(:和全岩矿物组成，查询预先建立的立体三角图版，确定所述页岩气储层的岩相类型；其中，所述立体三角图版包括用于表征10(:取值的第一维度，以及在所述第一维度上所建立的用于指示全岩矿物组成与岩相类型对应关系的三元相图，所述三元相图包括用于表征所述全岩矿物组成中硅质矿物含量31取值的第二维度，用于表征所述全岩矿物组成中碳酸盐岩矿物含量(?取值的第三维度，以及用于表征所述全岩矿物组成中粘土矿物含量(:137取值的第四维度。
6.一种页岩气储层特性预测装置，其特征在于，包括: 确定模块，用于根据页岩气储层的有机碳含量10(:和全岩矿物组成，确定所述页岩气储层的岩相类型； 预测模块，用于根据所述岩相类型，预测所述页岩气储层的有机地球化学特征和沉积学特征。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述确定模块，包括: 第一确定单元，用于根据所述页岩气储层的！'00，确定所述页岩气储层的岩相的第一子类型； 第二确定单元，用于根据所述页岩气储层的全岩矿物组成，确定所述页岩气储层的岩相的第二子类型。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于， 所述第一确定单元，具体用于利用碳硫分析仪进行测量，获得所述页岩气储层的10(:；若！'0(: ? 1 %，则确定所述第一子类型为贫有机质页岩气储层岩相；若1 % ? 10(: ? 2%，则确定所述第一子类型为含有机质页岩气储层岩相；若！'00 2%，则确定所述第一子类型为富有机质页岩气储层岩相。
9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述全岩矿物组成包括硅质矿物含量31、碳酸盐岩矿物含量(?和粘土矿物含量(:137 ； 所述第二确定单元，具体用于利用全岩X射线衍射分析仪进行测量，获得所述页岩气储层的31、(?和；若&17 ^ 40%，则确定所述第二子类型为粘土质页岩气储层岩相；若&17 ? 40%且(31/(?) ( 1/3，则确定所述第二子类型为钙质页岩气储层岩相；若&17? 40%且1/3 ? (81/?) ? 3，则确定所述第二子类型为混合质页岩气储层岩相；若?40%且(31/(?)彡3，则确定所述第二子类型为硅质页岩气储层岩相。
10.根据权利要求6所述的装置，其特征在于， 所述确定模块，具体用于根据页岩气储层的！'0(:和全岩矿物组成，查询预先建立的立体三角图版，确定所述页岩气储层的岩相类型；其中，所述立体三角图版包括用于表征丁0(:取值的第一维度，以及在所述第一维度上所建立的用于指示全岩矿物组成与岩相类型对应关系的三元相图，所述三元相图包括用于表征所述全岩矿物组成中硅质矿物含量31取值的第二维度，用于表征所述全岩矿物组成中碳酸盐岩矿物含量(?取值的第三维度，以及用于表征所述全岩矿物组成中粘土矿物含量取值的第四维度。
【文档编号】G06F19/00GK104462849SQ201410815590
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年12月24日 优先权日:2014年12月24日
【发明者】唐相路, 姜振学, 郝进, 李卓, 原园, 黄何鑫, 李卫兵, 杨佩佩 申请人:中国石油大学(北京)