泥頁(yè)巖吸附氣含量預(yù)測(cè)方法和裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種泥頁(yè)巖吸附氣含量預(yù)測(cè)方法和裝置，通過(guò)根據(jù)在研究區(qū)采集獲得的各泥頁(yè)巖樣本在不同溫度T下的蘭氏體積VL，建立蘭氏體積VL、溫度T和泥頁(yè)巖樣本的有機(jī)質(zhì)豐度TOC之間的第一關(guān)系式，以及根據(jù)各泥頁(yè)巖樣本在不同溫度T下的蘭氏壓力PL，建立蘭氏壓力PL的對(duì)數(shù)與溫度T的倒數(shù)之間的第二關(guān)系式，進(jìn)而將第一關(guān)系式和第二關(guān)系式代入蘭氏方程，獲得溫度T、壓力P、泥頁(yè)巖樣本的有機(jī)質(zhì)豐度TOC與吸附氣含量V的第三關(guān)系式，最后根據(jù)第三關(guān)系式，預(yù)測(cè)研究區(qū)的吸附氣含量V，解決了現(xiàn)有技術(shù)中泥頁(yè)巖吸附氣含量預(yù)測(cè)準(zhǔn)確度不高的技術(shù)問(wèn)題。
【專利說(shuō)明】泥頁(yè)巖吸附氣含量預(yù)測(cè)方法和裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及天然氣勘探技術(shù)，尤其涉及一種泥頁(yè)巖吸附氣含量預(yù)測(cè)方法和裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 泥頁(yè)巖顆粒表面可以吸附天然氣，通常將以這種賦存方式存在的天然氣稱為吸附 態(tài)頁(yè)巖氣。吸附態(tài)頁(yè)巖氣作為一種主要的天然氣賦存方式，占到頁(yè)巖氣總含氣量的20%至 85%，因此，泥頁(yè)巖吸附氣含量是評(píng)估頁(yè)巖氣資源量的關(guān)鍵參數(shù)，也是預(yù)測(cè)泥頁(yè)巖是否具有 開(kāi)采價(jià)值的重要指標(biāo)。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)中，通常采用在研宄區(qū)采集泥頁(yè)巖樣本，并采用等溫吸附法對(duì)泥頁(yè)巖樣 本的吸附氣含量進(jìn)行計(jì)算，將計(jì)算結(jié)果作為整個(gè)研宄區(qū)的泥頁(yè)巖吸附氣含量的預(yù)測(cè)值。但 是實(shí)際上，在整個(gè)研宄區(qū)內(nèi)，泥頁(yè)巖往往會(huì)處于不同溫壓條件，吸附氣含量往往還與泥頁(yè)巖 的有機(jī)質(zhì)豐度TOC有關(guān)，吸附氣含量也會(huì)隨之出現(xiàn)變化，因此，預(yù)測(cè)結(jié)果則會(huì)出現(xiàn)偏差。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明提供一種泥頁(yè)巖吸附氣含量預(yù)測(cè)方法和裝置，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中泥頁(yè)巖 吸附氣含量預(yù)測(cè)準(zhǔn)確度不高的技術(shù)問(wèn)題。
[0005] 本發(fā)明的一個(gè)方面是提供一種泥頁(yè)巖吸附氣含量預(yù)測(cè)方法，包括：
[0006] 針對(duì)在研宄區(qū)采集獲得每個(gè)泥頁(yè)巖樣本，在各溫度T下，采用等溫吸附法進(jìn)行計(jì) 算，分別獲得各所述泥頁(yè)巖樣本在不同溫度T下的蘭氏體積'，以及各所述泥頁(yè)巖樣本在不 同溫度T下的蘭氏壓力1\;
[0007] 根據(jù)各所述泥頁(yè)巖樣本在不同溫度T下的蘭氏體積'，采用多元線性回歸分析法， 建立蘭氏體積 '、溫度T和泥頁(yè)巖樣本的有機(jī)質(zhì)豐度TOC之間的第一關(guān)系式；
[0008] 根據(jù)各所述泥頁(yè)巖樣本在不同溫度T下的蘭氏壓力，采用線性回歸分析法，建立 蘭氏壓力的對(duì)數(shù)與溫度T的倒數(shù)之間的第二關(guān)系式；
[0009] 將所述第一關(guān)系式和所述第二關(guān)系式代入蘭氏方程，獲得溫度T、壓力P、泥頁(yè)巖 樣本的有機(jī)質(zhì)豐度TOC與吸附氣含量V的第三關(guān)系式；
[0010] 根據(jù)所述第三關(guān)系式，預(yù)測(cè)所述研宄區(qū)的吸附氣含量V。
[0011] 本發(fā)明的另一個(gè)方面是提供一種泥頁(yè)巖吸附氣含量預(yù)測(cè)裝置，包括：
[0012] 計(jì)算模塊，用于針對(duì)在研宄區(qū)采集獲得每個(gè)泥頁(yè)巖樣本，在各溫度T下，采用等溫 吸附法進(jìn)行計(jì)算，分別獲得各所述泥頁(yè)巖樣本在不同溫度T下的蘭氏體積'，以及各所述泥 頁(yè)巖樣本在不同溫度T下的蘭氏壓力1\;
[0013] 第一建立模塊，用于根據(jù)各所述泥頁(yè)巖樣本在不同溫度T下的蘭氏體積'，采用多 元線性回歸分析法，建立蘭氏體積'、溫度T和泥頁(yè)巖樣本的有機(jī)質(zhì)豐度TOC之間的第一關(guān) 系式；
[0014] 第二建立模塊，用于根據(jù)各所述泥頁(yè)巖樣本在不同溫度T下的蘭氏壓力，采用線 性回歸分析法，建立蘭氏壓力的對(duì)數(shù)與溫度T的倒數(shù)之間的第二關(guān)系式；
[0015] 第三建立模塊，用于將所述第一關(guān)系式和所述第二關(guān)系式代入蘭氏方程，獲得溫 度T、壓力P、泥頁(yè)巖樣本的有機(jī)質(zhì)豐度TOC與吸附氣含量V的第三關(guān)系式；
[0016] 預(yù)測(cè)模塊，用于根據(jù)所述第三關(guān)系式，預(yù)測(cè)所述研宄區(qū)的吸附氣含量V。
[0017] 本發(fā)明提供的泥頁(yè)巖吸附氣含量預(yù)測(cè)方法和裝置，通過(guò)根據(jù)在研宄區(qū)采集獲得的 各泥頁(yè)巖樣本在不同溫度T下的蘭氏體積 '，采用多元線性回歸分析法，建立蘭氏體積'、 溫度T和泥頁(yè)巖樣本的有機(jī)質(zhì)豐度TOC之間的第一關(guān)系式，以及根據(jù)各泥頁(yè)巖樣本在不同 溫度T下的蘭氏壓力，采用線性回歸分析法，建立蘭氏壓力的對(duì)數(shù)與溫度T的倒數(shù)之 間的第二關(guān)系式，進(jìn)而將第一關(guān)系式和第二關(guān)系式代入蘭氏方程，獲得溫度T、壓力P、泥頁(yè) 巖樣本的有機(jī)質(zhì)豐度TOC與吸附氣含量V的第三關(guān)系式，最后根據(jù)第三關(guān)系式，計(jì)算研宄區(qū) 的吸附氣含量V，由于該第三關(guān)系式是溫壓耦合控制下的擴(kuò)展蘭氏方程，體現(xiàn)了溫度T、壓 力P、泥頁(yè)巖樣本的有機(jī)質(zhì)豐度TOC與吸附氣含量V之間的關(guān)系，解決了現(xiàn)有技術(shù)中泥頁(yè)巖 吸附氣含量預(yù)測(cè)準(zhǔn)確度不高的技術(shù)問(wèn)題。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018] 圖1為本發(fā)明一實(shí)施例提供的泥頁(yè)巖吸附氣含量預(yù)測(cè)方法的流程示意圖；
[0019] 圖2為本發(fā)明另一實(shí)施例提供的泥頁(yè)巖吸附氣含量預(yù)測(cè)方法的流程示意圖；
[0020] 圖3A為標(biāo)號(hào)為1-A泥頁(yè)巖樣本的等溫吸附曲線圖；
[0021] 圖3B為標(biāo)號(hào)為1-B泥頁(yè)巖樣本的等溫吸附曲線圖；
[0022] 圖3C為標(biāo)號(hào)為2-A泥頁(yè)巖樣本的等溫吸附曲線圖；
[0023] 圖3D為標(biāo)號(hào)為2-B泥頁(yè)巖樣本的等溫吸附曲線圖；
[0024] 圖3E為標(biāo)號(hào)為3-A泥頁(yè)巖樣本的等溫吸附曲線圖；
[0025] 圖3F為標(biāo)號(hào)為3-B泥頁(yè)巖樣本的等溫吸附曲線圖；
[0026] 圖3G為標(biāo)號(hào)為4-A泥頁(yè)巖樣本的等溫吸附曲線圖；
[0027] 圖3H為標(biāo)號(hào)為4-B泥頁(yè)巖樣本的等溫吸附曲線圖；
[0028] 圖4為蘭氏體積八與溫度T的關(guān)系圖；
[0029] 圖5為蘭氏體積八與有機(jī)質(zhì)豐度TOC的關(guān)系圖；
[0030] 圖6為蘭氏壓力的對(duì)數(shù)與溫度T的倒數(shù)的關(guān)系圖；
[0031] 圖7為泥頁(yè)巖吸附甲烷能力剖面圖；
[0032] 圖8為本發(fā)明一實(shí)施例提供的泥頁(yè)巖吸附氣含量預(yù)測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0033] 圖1為本發(fā)明一實(shí)施例提供的泥頁(yè)巖吸附氣含量預(yù)測(cè)方法的流程示意圖，如圖1 所示，包括：
[0034] 101、針對(duì)在研宄區(qū)采集獲得每個(gè)泥頁(yè)巖樣本，在各溫度T下，采用等溫吸附法進(jìn) 行計(jì)算，分別獲得各所述泥頁(yè)巖樣本在不同溫度T下的蘭氏體積'，以及各泥頁(yè)巖樣本在不 同溫度T下的蘭氏壓力1\。
[0035] 具體的，對(duì)同一研宄區(qū)采集獲得泥頁(yè)巖樣本，具體可在同一套泥頁(yè)巖儲(chǔ)層不同井 不同深度采集樣本，對(duì)樣本進(jìn)行有機(jī)碳含量分析，測(cè)量其有機(jī)質(zhì)豐度TOC，例如：泥頁(yè)巖樣 本的個(gè)數(shù)為至少5個(gè)。選取不同有機(jī)質(zhì)豐度TOC的泥頁(yè)巖樣本，進(jìn)行不同溫度下平衡水條 件下的等溫吸附實(shí)驗(yàn)，測(cè)定泥頁(yè)巖樣本在同一溫度T、不同壓力P條件下達(dá)到吸附平衡時(shí)所 吸附的甲烷的體積。根據(jù)單分子層吸附理論，利用蘭氏（Langmuir)模型來(lái)擬合等溫吸附曲 線，計(jì)算蘭氏體積 '和蘭氏壓力，蘭氏方程的數(shù)學(xué)表達(dá)為：

【權(quán)利要求】
1. 一種泥頁(yè)巖吸附氣含量預(yù)測(cè)方法，其特征在于，包括： 針對(duì)在研宄區(qū)采集獲得每個(gè)泥頁(yè)巖樣本，在各溫度T下，采用等溫吸附法進(jìn)行計(jì)算，分 別獲得各所述泥頁(yè)巖樣本在不同溫度T下的蘭氏體積\，以及各所述泥頁(yè)巖樣本在不同溫 度T下的蘭氏壓力Ρ?; 根據(jù)各所述泥頁(yè)巖樣本在不同溫度T下的蘭氏體積'，采用多元線性回歸分析法，建立 蘭氏體積'、溫度T和泥頁(yè)巖樣本的有機(jī)質(zhì)豐度TOC之間的第一關(guān)系式； 根據(jù)各所述泥頁(yè)巖樣本在不同溫度T下的蘭氏壓力，采用線性回歸分析法，建立蘭氏 壓力的對(duì)數(shù)與溫度T的倒數(shù)之間的第二關(guān)系式； 將所述第一關(guān)系式和所述第二關(guān)系式代入蘭氏方程，獲得溫度Τ、壓力Ρ、泥頁(yè)巖樣本 的有機(jī)質(zhì)豐度TOC與吸附氣含量V的第三關(guān)系式； 根據(jù)所述第三關(guān)系式，預(yù)測(cè)所述研宄區(qū)的吸附氣含量V。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的泥頁(yè)巖吸附氣含量預(yù)測(cè)方法，其特征在于，所述根據(jù)各所述 泥頁(yè)巖樣本在不同溫度T下的蘭氏體積 '，采用多元線性回歸分析法，建立蘭氏體積\、溫 度T和泥頁(yè)巖樣本的有機(jī)質(zhì)豐度TOC之間的第一關(guān)系式，包括： 利用公式'=aJ0C+a2T+a3，采用多元線性回歸分析法，對(duì)各所述泥頁(yè)巖樣本的溫度T與蘭氏體積'之間的關(guān)系進(jìn)行擬合，確定參數(shù)ai、&2和a3的取值； 將確定參數(shù)&2和a3的取值后的公式Vl=aJ0C+a2T+a^t為所述第一關(guān)系式。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的泥頁(yè)巖吸附氣含量預(yù)測(cè)方法，其特征在于，所述根據(jù)各所述 泥頁(yè)巖樣本在不同溫度T下的蘭氏壓力，采用線性回歸分析法，建立蘭氏壓力的對(duì)數(shù) 與溫度T的倒數(shù)之間的第二關(guān)系式，包括： 利用公式In(巧）= | +Λ2,采用線性回歸分析法，對(duì)各所述泥頁(yè)巖樣本的溫度T與蘭氏 壓力之間的關(guān)系進(jìn)行擬合，確定參數(shù)b兩b2的取值； 將確定參數(shù)匕和b2的取值后的公式1η(/彳.）+ 作為所述第二關(guān)系式。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的泥頁(yè)巖吸附氣含量預(yù)測(cè)方法，其特征在于，所述將所述第一 關(guān)系式和所述第二關(guān)系式代入蘭氏方程，獲得溫度T、壓力P、泥頁(yè)巖樣本的有機(jī)質(zhì)豐度TOC 與吸附氣含量V的第三關(guān)系式，包括： 將第一關(guān)系式八=aJ0C+a2T+a3和第二關(guān)系式ln(〇> + /)2代入蘭氏方程 V vP _(a,TOC+a2T + a,)P v=，獲得第三關(guān)系式 ^~ ° p +l)LP+eT '
5. 根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的泥頁(yè)巖吸附氣含量預(yù)測(cè)方法，其特征在于，所述泥 頁(yè)巖樣本的個(gè)數(shù)為至少五個(gè)。
6. -種泥頁(yè)巖吸附氣含量預(yù)測(cè)裝置，其特征在于，包括： 計(jì)算模塊，用于針對(duì)在研宄區(qū)采集獲得每個(gè)泥頁(yè)巖樣本，在各溫度T下，采用等溫吸附 法進(jìn)行計(jì)算，分別獲得各所述泥頁(yè)巖樣本在不同溫度T下的蘭氏體積'，以及各所述泥頁(yè)巖 樣本在不同溫度T下的蘭氏壓力1\; 第一建立模塊，用于根據(jù)各所述泥頁(yè)巖樣本在不同溫度T下的蘭氏體積\，采用多元 線性回歸分析法，建立蘭氏體積'、溫度T和泥頁(yè)巖樣本的有機(jī)質(zhì)豐度TOC之間的第一關(guān)系 式； 第二建立模塊，用于根據(jù)各所述泥頁(yè)巖樣本在不同溫度T下的蘭氏壓力，采用線性回 歸分析法，建立蘭氏壓力的對(duì)數(shù)與溫度T的倒數(shù)之間的第二關(guān)系式； 第三建立模塊，用于將所述第一關(guān)系式和所述第二關(guān)系式代入蘭氏方程，獲得溫度T、 壓力P、泥頁(yè)巖樣本的有機(jī)質(zhì)豐度TOC與吸附氣含量V的第三關(guān)系式； 預(yù)測(cè)模塊，用于根據(jù)所述第三關(guān)系式，預(yù)測(cè)所述研宄區(qū)的吸附氣含量V。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的泥頁(yè)巖吸附氣含量預(yù)測(cè)裝置，其特征在于， 所述第一建立模塊，具體用于利用公式'=aJ0C+a2T+a3，采用多元線性回歸分析法， 對(duì)各所述泥頁(yè)巖樣本的溫度T與蘭氏體積'之間的關(guān)系進(jìn)行擬合，確定參數(shù)apadPa3的 取值；將確定參數(shù)&2和a3的取值后的公式Vl=aJ0C+a2T+a^t為所述第一關(guān)系式。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的泥頁(yè)巖吸附氣含量預(yù)測(cè)裝置，其特征在于， 所述第二建立模塊，具體用于利用公式In(Pi) = | + ，采用線性回歸分析法，對(duì)各所 述泥頁(yè)巖樣本的溫度T與蘭氏壓力之間的關(guān)系進(jìn)行擬合，確定參數(shù)bJPb2的取值；將確 定參數(shù)匕和b2的取值后的公式In(G) + 作為所述第二關(guān)系式。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的泥頁(yè)巖吸附氣含量預(yù)測(cè)裝置，其特征在于， 所述第三建立模塊，具體用于將第一關(guān)系式\ =aJ0C+a2T+a3和第二關(guān)系式 , V yP _(ayTOC+aJ + a,)P 1η(Ρ?)=|+?2代入蘭氏方程v=g，獲得第三關(guān)系式^= -。
10. 根據(jù)權(quán)利要求6-9任一項(xiàng)所述的泥頁(yè)巖吸附氣含量預(yù)測(cè)裝置，其特征在于，所述泥 頁(yè)巖樣本的個(gè)數(shù)為至少五個(gè)。
【文檔編號(hào)】G01N7/00GK104458489SQ201410727185
【公開(kāi)日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年12月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月3日
【發(fā)明者】紀(jì)文明, 宋巖, 楊瀟, 姜振學(xué), 李卓, 郝進(jìn) 申請(qǐng)人:中國(guó)石油大學(xué)(北京)