一种基于罐顶气中甲烷碳同位素的页岩气甜点评价方法与流程

本发明属于非常规油气藏页岩气地质勘探，涉及一种页岩气甜点评价方法，尤其涉及一种基于罐顶气中甲烷碳同位素的页岩气甜点评价方法。

背景技术：

1、碳同位素检测技术是一项新兴的地球化学录井手段，其优点是实时、在线、自动化。在国外非常规油气藏勘探、深海钻探录井项目中已成为必备的高端录井技术。目前在国内及国际市场的诸多招标中，同位素录井已成为标准的配置项目。

2、cn 111622751a公开了一种基于气体碳同位素的页岩气甜点评价方法，采用碳同位素录井技术获得地层泥浆气和岩屑罐顶气的烷烃气碳同位素组成数据，通过泥浆气与岩屑罐顶气各烷烃气组分碳同位素甜点评价参数，结合富有机质页岩有效厚度等地质参数，划分页岩气甜点层段，为水平井钻探提供了技术指导。相较于传统方法，所述方法在直井完井后即可实施，有效缩短了甜点评价周期，提高了油气勘探效率。然而，在泥浆气中乙烷、丙烷等重烃碳同位素丰度极低，仪器精确检测的难度大，采用求取差值的方法评价甜点适用性较差。此外，所述发明需要总有机碳检测的配合，适用成本高，且现场验证的证据并不充分，技术原理仍有待进一步完善。

3、由此可见，如何提供一种页岩气甜点评价方法，基于碳同位素检测技术进一步提升页岩气甜点钻遇率和单井开发效率，同时明晰相关技术原理和技术路线，降低勘探成本，提升客户认可度，成为目前本领域技术人员迫切需要解决的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于罐顶气中甲烷碳同位素的页岩气甜点评价方法，所述页岩气甜点评价方法解决了没有地质取心、无地球物理测井条件下的页岩气储层现场甜点判识的技术难题，基于碳同位素检测技术进一步提升了页岩气甜点钻遇率和单井开发效率，同时明晰了相关技术原理和技术路线，降低了勘探成本，提升了客户认可度。

2、为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

3、本发明提供一种基于罐顶气中甲烷碳同位素的页岩气甜点评价方法，所述页岩气甜点评价方法包括以下步骤：

4、(1)获取录井的罐顶气样品，分时段测量罐顶气样品中的甲烷碳同位素值；

5、(2)对步骤(1)所得不同时段甲烷碳同位素值的数据序列进行曲线拟合；

6、(3)将步骤(2)所得曲线依次求取积分和微分，形成表征页岩储层储集特性及解吸气量的模型算法；

7、(4)根据步骤(3)所得模型算法对页岩气储层进行品质分类，划分出甜点层段。

8、相较于高成本的岩心解吸方法及电测方法，本发明提供的页岩气甜点评价方法不依赖于地质取心，也无需地球物理测井条件，实现了更为快速简便地分析页岩气储层甜点分布情况的目的，特别适用于水平井的录井阶段储层评价。本发明解决了页岩气储层的现场甜点判识的技术难题，可应用于完井决策，辅助完井压裂选层，从而提升了页岩气甜点钻遇率和单井开发效率，为压裂选层提供了技术支持。所述页岩气甜点评价方法的客户认可度高、勘探成本低、录井干扰因素少、测量精度高，具有良好的市场推广应用前景。

9、优选地，步骤(1)所述罐顶气样品的获取过程具体为：录井时捞取钻井返出地面的页岩岩屑并清洗，将岩屑装罐并加水静置，密封后岩屑吸附的烃类气体逐渐解吸释放至密封罐的顶部，即得罐顶气样品。

10、优选地，所述岩屑的捞取深度与泥浆气的深度相同。

11、优选地，所述岩屑的装罐体积占密封罐容积的1/2～5/6，例如可以是1/2、2/3或5/6，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

12、优选地，所述岩屑在装罐和加水之间还滴加2～3滴除藻剂。

13、本发明中，所述除藻剂的主要成分可以是十二烷基二甲基苄基氯化铵，只要能够起到除藻的作用即可，故在此不对除藻剂的具体成分做特别限定。

14、优选地，步骤(1)所述分时段的时间间隔为1-5天，例如可以是1天、2天、3天、4天或5天，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

15、优选地，步骤(1)所述甲烷碳同位素值的测量在同位素测试仪中进行。

16、优选地，步骤(2)所述曲线采用一元一次方程式、一元二次方程式或一元三次方程式进行拟合。

17、优选地，步骤(3)所述积分的结果作为解吸气量参数。

18、优选地，步骤(3)所述微分的区间最大值作为纳米孔隙发育程度参数。

19、优选地，利用所述解吸气量参数和纳米孔隙发育程度参数构建表征页岩储层储集特性及解吸气量的模型算法。

20、优选地，步骤(4)所述品质分类在同位素录井综合图中进行。

21、优选地，所述同位素录井综合图的绘制参数包括罐顶气测量数据、解吸气量参数和纳米孔隙发育程度参数。

22、作为本发明优选的技术方案，所述页岩气甜点评价方法包括以下步骤：

23、(1)录井时在泥浆气的深度位置捞取钻井返出地面的页岩岩屑并清洗，将岩屑装罐，且装罐体积占密封罐容积的1/2～5/6，滴加2～3滴除藻剂并加水静置，密封后岩屑吸附的烃类气体逐渐解吸释放至密封罐的顶部，即得罐顶气样品，间隔1-5天在同位素测试仪中分时段测量罐顶气样品中的甲烷碳同位素值；

24、(2)采用多项式对步骤(1)所得不同时段甲烷碳同位素值的数据序列进行曲线拟合；所述多项式包括一元一次方程式、一元二次方程式或一元三次方程式；

25、(3)将步骤(2)所得曲线依次求取积分和微分，以积分的结果作为解吸气量参数，以微分的区间最大值作为纳米孔隙发育程度参数，利用所述解吸气量参数和纳米孔隙发育程度参数构建表征页岩储层储集特性及解吸气量的模型算法；

26、(4)根据步骤(3)所得模型算法在同位素录井综合图中对页岩气储层进行品质分类，划分出甜点层段；所述同位素录井综合图的绘制参数包括罐顶气测量数据、解吸气量参数和纳米孔隙发育程度参数。

27、相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

28、(1)相较于高成本的岩心解吸方法及电测方法，本发明提供的页岩气甜点评价方法不依赖于地质取心，也无需地球物理测井条件，实现了更为快速简便地分析页岩气储层甜点分布情况的目的，特别适用于水平井的录井阶段储层评价；

29、(2)本发明解决了页岩气储层的现场甜点判识的技术难题，可应用于完井决策，辅助完井压裂选层，从而提升了页岩气甜点钻遇率和单井开发效率，为压裂选层提供了技术支持，所述页岩气甜点评价方法的客户认可度高、勘探成本低、录井干扰因素少、测量精度高，具有良好的市场推广应用前景。

技术特征：

1.一种基于罐顶气中甲烷碳同位素的页岩气甜点评价方法，其特征在于，所述页岩气甜点评价方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的页岩气甜点评价方法，其特征在于，步骤(1)所述罐顶气样品的获取过程具体为：录井时捞取钻井返出地面的页岩岩屑并清洗，将岩屑装罐并加水静置，密封后岩屑吸附的烃类气体逐渐解吸释放至密封罐的顶部，即得罐顶气样品。

3.根据权利要求2所述的页岩气甜点评价方法，其特征在于，所述岩屑的捞取深度与泥浆气的深度相同；

4.根据权利要求1-3任一项所述的页岩气甜点评价方法，其特征在于，步骤(1)所述分时段的时间间隔为1-5天；

5.根据权利要求1-4任一项所述的页岩气甜点评价方法，其特征在于，步骤(2)所述曲线采用一元一次方程式、一元二次方程式或一元三次方程式进行拟合。

6.根据权利要求1-5任一项所述的页岩气甜点评价方法，其特征在于，步骤(3)所述积分的结果作为解吸气量参数。

7.根据权利要求6所述的页岩气甜点评价方法，其特征在于，步骤(3)所述微分的区间最大值作为纳米孔隙发育程度参数。

8.根据权利要求7所述的页岩气甜点评价方法，其特征在于，利用所述解吸气量参数和纳米孔隙发育程度参数构建表征页岩储层储集特性及解吸气量的模型算法。

9.根据权利要求8所述的页岩气甜点评价方法，其特征在于，步骤(4)所述品质分类在同位素录井综合图中进行；

10.根据权利要求1-9任一项所述的页岩气甜点评价方法，其特征在于，所述页岩气甜点评价方法包括以下步骤：

技术总结
本发明提供一种基于罐顶气中甲烷碳同位素的页岩气甜点评价方法，所述页岩气甜点评价方法包括以下步骤：(1)获取录井的罐顶气样品，分时段测量罐顶气样品中的甲烷碳同位素值；(2)对步骤(1)所得不同时段甲烷碳同位素值的数据序列进行曲线拟合；(3)将步骤(2)所得曲线依次求取积分和微分，形成表征页岩储层储集特性及解吸气量的模型算法；(4)根据步骤(3)所得模型算法对页岩气储层进行品质分类，划分出甜点层段。本发明提供的评价方法解决了没有地质取心、无地球物理测井条件下的页岩气储层现场甜点判识的技术难题，提升了页岩气甜点钻遇率和单井开发效率，同时明晰了相关技术原理和技术路线，降低了勘探成本，提升了客户认可度。

技术研发人员：陈志伟,梁治国,郭晖,田伟志,杨光,秦凤强,沈柏坪,李易,殷黎明,田士伟,郑丽君
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：2024/1/12