一种海陆过渡相页岩不同体系下的累计产气率计算方法

本发明涉及页岩气勘探开发，具体涉及一种海陆过渡相页岩不同体系下的累计产气率计算方法。

背景技术：

1、与常规天然气不同，页岩气是一种源储一体的新型非常规天然气，已成为全球资源开发的热点。中国页岩具有形成地质时代长、分布面积广、沉积环境多样的地质特征，根据形成时代和沉积环境，可以将其划分为早古生代海相页岩、晚古生代海陆过渡相页岩和中新生代陆相页岩，海相页岩已经开展了大量的研究工作，形成了近乎完整的地质理论体系，并已实现了商业开发；陆相页岩成熟度相对偏低，目前尚处于探索阶段；而海陆过渡页岩气已在局部地区实现了重大突破，发展形势良好，是未来页岩气研究的重要新领域。鄂尔多斯盆地东缘大宁-吉县地区石炭系-二叠系为陆表海背景下海陆过渡沉积阶段，主要发育本溪组、太原组和山西组3套海陆过渡相页岩，是我国海陆过渡相页岩气已取得重要突破的典型代表之一。虽然产量方面得到成功突破，但对于海陆过渡相页岩生烃演化特征方面研究相对较少，几乎没有对海陆过渡相页岩产气率进行相关研究分析，然而，海陆过渡相页岩沉积相变快，页岩、煤和砂岩等多种岩性叠置分布，发育页岩气、致密砂岩气和煤层气等多类型气藏。不同的岩性组合下，富有机质页岩的生排烃演化过程也会有所不同，一种是页岩和砂岩叠置的半封闭条件“边生边排”生排烃模式，另一种是页岩和煤叠置的封闭条件“自生自储”生排烃模式，页岩生烃模式复杂，运用常规方法难以计算，会严重误导计算结果，严重影响有效试气层段生烃能力的分析。因此，对于海陆过渡相页岩而言，如何准确计算不同体系下的累计产气率是油气田高效勘探开发的关键。

2、长期以来，国内外学者一直尝试利用常规计算方法测定不同体系下的累计产气率，但页岩生烃模式复杂，运用常规方法难以计算，会严重误导计算结果，严重影响有效试气层段生烃能力的分析。中国专利文件“一种基于开发实验的页岩气井产量预测方法”(cn114575835a)提出了建立产气速率关于生产时间的变化曲线，但并未考虑页岩生烃热解等多种因素，而无法准确计算页岩不同体系下的累计产气率；中国专利文件“油页岩原位加热开采产物产率预测方法及装置”(cn 114638426a)提出了基于生烃热模拟实验建立初步生烃反应路径模型，但并未考虑页岩生烃模式的复杂性，并未区分封闭和半开放体系下页岩生烃的差异，故而无法准确计算页岩不同体系下的累计产气率；中国专利文件“密闭体系下页岩油气产率评价模型建立及参数标定方法”(cn 104156593 b)提出了同时考虑了页岩油气生成和二次裂解这两种情况，在密闭体系中建立页岩油气产率评价模型，该方法的缺陷是并未考虑到除封闭体系外的半开发体系，难以满足实地勘探中的实际情况。

3、基于此，如何测定不同体系下的累计产气率，确定不同体系对产气率的定量影响关系式，建立封闭和半开放两种不同体系下海陆过渡相页岩累计产气率计算模型，确定了产气率的计算方法，不仅有助于预估含气潜力，还有助于提高统计生气量的准确率，极大地降低了油气田生产成本，具有广泛的应用前景和价值，为海陆过渡相页岩气资源量计算奠定了理论基础。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种海陆过渡相页岩不同体系下的累计产气率计算方法，通过模拟封闭和半开放式两种不同条件下海陆过渡相页岩生烃演化过程，明确了不同条件、不同演化阶段产物和生烃动力学特征，确立了累计产气率与演化过程中各参数的联系，最后筛选出镜质体反射率这个敏感参数，建立封闭和半开放两种不同体系下海陆过渡相页岩累计产气率计算模型，确定了产气率的计算方法；解决了海陆过渡相地层生排烃模式复杂，计算产气率难的问题。

2、为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明是通过以下技术方案实现：

3、一种海陆过渡相页岩不同体系下的累计产气率计算方法，包括以下步骤：

4、s1：通过岩心观察和薄片镜下鉴定，优选低成熟页岩样品，钻取规则的岩心样品，为后续进行页岩生烃模拟做准备。

5、s2：为体现不同条件下页岩生烃热模拟所产生的差异性，将优选的低成熟页岩样品分别于封闭条件与半开放条件下进行页岩生烃热模拟实验，模拟页岩在封闭条件与半开放条件下的生烃演化特征；

6、s3：将原始和热模拟后的页岩样品进行地球化学参数分析，包括但不限于toc、岩石热解、氯仿沥青“a”和ro测试分析；得出页岩生烃热模拟过程中各项参数所发生的变化，将两种条件下的页岩参数变化情况分别与原始状态做对比，可以明显发现二者之间的差异性。

7、s4：应用kinetics专用模拟软件对热模拟实验数据进行处理，在保证数据可靠性的同时更加精准获取生烃动力学参数，通过活化能计算的产率曲线和实测的产率进行叠合得到相应的生烃动力学模拟结果；

8、s5：通过生烃热模拟实验和生烃动力学模拟结果得到海陆过渡相页岩累积产气率变化趋势，基于页岩的封闭体系和半开放体系模拟实验结果，将两种体系下的结果分别通过spss软件进行拟合，运用最小二乘法等方法综合运用得到页岩在封闭条件和半开放条件下的两种累计产气率的计算模型。

9、进一步的，所述步骤s2中封闭条件页岩生烃热模拟实验具体包括：选取规则的岩心样品，采用黄金管装置开展页岩生烃热模拟实验，模拟页岩在封闭条件下的生烃演化特征。

10、进一步的，所述步骤s2中半开放条件页岩生烃热模拟实验具体包括：选取规则的岩心样品，采用地层孔隙热压生排烃模拟装置开展页岩生烃热模拟实验，模拟页岩在半开放条件下的生烃演化特征。

11、另一方面，本发明提出上述方法于海陆过渡相页岩气资源量计算的应用。

12、本发明的有益效果：

13、本发明解决了海陆过渡相页岩沉积相变快，页岩、煤和砂岩等多种岩性叠置分布的复杂性。传统方法难以准确计算不同体系下的累计产气率，容易误导计算结果，影响有效试气层段生烃能力的分析。本发明通过模拟封闭和半开放条件下的生烃演化过程，明确了不同条件、不同演化阶段产物和生烃动力学特征，从而建立了准确计算累计产气率的模型，有效解决了复杂岩性叠置下的计算问题。

14、本发明通过封闭和半开放条件下的实验模拟，获得了准确的实验结果。实验结果包括气态烃和液态烃的产率，通过与原始岩石样品进行相关地球化学参数分析，如toc含量、岩石热解和氯仿沥青等，可以综合考虑不同体系下的生烃特征。这些实验结果为进一步计算累计产气率提供了可靠的数据基础。

15、本发明通过对生烃动力学参数的模拟和计算，建立了封闭和半开放两种不同体系下海陆过渡相页岩累计产气率的计算模型。针对山西组海陆过渡相页岩的研究，根据实验得到的产气动力学参数，通过与ro的关系进行拟合得到了累计产气率的计算模型。这些模型可以较准确地预测不同体系下的累计产气率，为海陆过渡相页岩气资源量的评估和勘探开发提供了重要的理论依据。

16、综上所述，本发明的技术方案通过针对海陆过渡相页岩不同体系下的累计产气率计算问题提出了一种全面的解决方案。该方案通过实验模拟、相关地球化学参数分析和生烃动力学模拟，建立了累计产气率的计算模型，解决了传统方法难以准确计算的问题。这将有助于提高海陆过渡相页岩气资源量的评估准确性，降低生产成本，为油气田勘探开发提供重要的指导与支持。

17、当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。