本發(fā)明涉及非常規(guī)油氣勘探開發(fā)技術(shù)，尤其涉及頁巖吸附氣量的測定方法。
背景技術(shù)：
：頁巖氣是非常規(guī)油氣資源之一，在開發(fā)頁巖氣之前，為了有效地對(duì)頁巖進(jìn)行開發(fā)，就必須對(duì)其進(jìn)行含氣性評(píng)估，而頁巖的吸附氣含量是評(píng)估頁巖含氣潛力的重要參考指標(biāo)之一。因此，得到準(zhǔn)確的頁巖吸附氣含量對(duì)于頁巖的資源潛力評(píng)價(jià)和有利層位預(yù)測至關(guān)重要?，F(xiàn)有技術(shù)中，頁巖的吸附氣含量通常是在甲烷等溫吸附的基礎(chǔ)上，通過Langmuir(朗繆爾)經(jīng)驗(yàn)公式得到頁巖氣吸附曲線，進(jìn)而確定頁巖的吸附氣含量。然而，在這個(gè)過程中，往往是將實(shí)測的過剩吸附量作為頁巖的絕對(duì)吸附量，忽略了吸附氣體所占的體積空間，從而導(dǎo)致結(jié)果準(zhǔn)確性較差。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷，本發(fā)明提供一種頁巖吸附氣量的測定方法，能夠提高測定結(jié)果的準(zhǔn)確性。本發(fā)明是提供一種頁巖吸附氣量的測定方法，包括：通過對(duì)頁巖樣品進(jìn)行等溫吸附實(shí)驗(yàn)，獲取不同測試壓力下的過剩吸附量；獲取所述測試壓力下的游離氣密度，并獲取吸附氣密度；根據(jù)獲取的所述過剩吸附量、游離氣密度和吸附氣密度確定朗繆爾吸附量和朗繆爾常數(shù)；根據(jù)所述朗繆爾吸附量、朗繆爾常數(shù)和頁巖樣品所在的地層的地層壓力確定頁巖吸附氣量。進(jìn)一步地，所述根據(jù)獲取的所述過剩吸附量、游離氣密度和吸附氣密度確定朗繆爾吸附量和朗繆爾常數(shù)，包括：根據(jù)至少兩組測試壓力下的過剩吸附量、游離氣密度，并根據(jù)吸附氣密度確定朗繆爾吸附量和朗繆爾常數(shù)；所述過剩吸附量、游離氣密度、吸附氣密度、朗繆爾吸附量和朗繆爾常數(shù)滿足下述第一公式nexc=nLbP1+bP(1-ρgasρads)]]>其中，nexc為過剩吸附量，nL為朗繆爾吸附量，b為朗繆爾常數(shù)，P為測試壓力，ρgas為游離氣密度，ρa(bǔ)ds為吸附氣密度。進(jìn)一步地，所述根據(jù)所述朗繆爾吸附量、朗繆爾常數(shù)和頁巖樣品所在的地層的地層壓力確定頁巖吸附氣量，包括：根據(jù)下述第二公式確定頁巖吸附氣量，nads=nLbP01+bP0]]>其中，nads為頁巖吸附氣量，nL為朗繆爾吸附量，b為朗繆爾常數(shù)，P0為地層壓力。進(jìn)一步地，所述獲取所述測試壓力下的游離氣密度，包括：根據(jù)所述測試壓力、等溫吸附實(shí)驗(yàn)的溫度和氣體狀態(tài)方程確定游離氣密度。進(jìn)一步地，所述吸附氣密度為常壓沸點(diǎn)下的液態(tài)甲烷密度。本發(fā)明提供的頁巖吸附氣量的測定方法，在測定過程中，通過吸附氣密度，充分考慮了吸附氣量所占的體積，避免了現(xiàn)有技術(shù)中近似的將過剩吸附量與絕對(duì)吸附量相等所帶來的誤差，使頁巖吸附氣含量的測定結(jié)果更加接近實(shí)際，為不同地區(qū)頁巖含氣性的對(duì)比提供了客觀的數(shù)據(jù)支持。附圖說明圖1為本發(fā)明實(shí)施例頁巖吸附氣量的測定方法的流程示意圖。具體實(shí)施方式為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于這些實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員依然可以對(duì)其中的部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等效變換，而無需作出任何創(chuàng)造性勞動(dòng)；而因此本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的各個(gè)等效的技術(shù)方案，其都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍，且在本說明書中為求簡明而無需一一敘述的內(nèi)容。需要說明的是，在本發(fā)明的描述中，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于方便描述，而不能理解為相對(duì)重要性。在不沖突的情況下，下述的各個(gè)實(shí)施方式及其中的各個(gè)特征可以相互組合。圖1為本發(fā)明實(shí)施例頁巖吸附氣量的測定方法的流程示意圖。請參照圖1，本實(shí)施例提供一種頁巖吸附氣量的測定方法，包括：S1、通過對(duì)頁巖樣品進(jìn)行等溫吸附實(shí)驗(yàn)，獲取不同測試壓力下的過剩吸附量；其中，在對(duì)頁巖樣品進(jìn)行等溫吸附實(shí)驗(yàn)之前，需要從壓力為P0、溫度為T0的地層中取頁巖樣品，并將頁巖樣品粉碎后烘干。在溫度T0下對(duì)頁巖樣品進(jìn)行等溫吸附實(shí)驗(yàn)，將測試壓力由常壓逐漸升高至10MPa以上，并記錄不同測試壓力P下對(duì)應(yīng)的、實(shí)測的過剩吸附量nexc；至少記錄兩組測試壓力下的過剩吸附量nexc。本實(shí)施例中，對(duì)頁巖樣品進(jìn)行等溫吸附實(shí)驗(yàn)可以為目前常規(guī)采用的頁巖等溫吸附實(shí)驗(yàn)，例如定壓式容積法、定容式容積法、重量法等，此處不再贅述。S2、獲取所述測試壓力下的游離氣密度，并獲取吸附氣密度；其中，獲取至少兩組測試壓力下的游離氣密度。吸附氣密度可以為常壓沸點(diǎn)下的液態(tài)甲烷密度。具體地，可以根據(jù)所述測試壓力P、等溫吸附實(shí)驗(yàn)的溫度T0和氣體狀態(tài)方程PVgas＝nRT確定游離氣密度ρgas，其中，T表示熱力學(xué)溫度，R表示理想氣體常數(shù)，n表示氣體物質(zhì)的量，Vgas表示游離氣體積。由于V＝m/ρgas，n＝m/M,則ρgas=PMRT]]>其中，M表示摩爾質(zhì)量。S3、根據(jù)所述測試壓力下的過剩吸附量、游離氣密度和吸附氣密度確定朗繆爾吸附量和朗繆爾常數(shù)；其中，每組測試壓力下均具有一組過剩吸附量、游離氣密度和吸附氣密度。具體地，根據(jù)至少兩組測試壓力下的過剩吸附量、游離氣密度和吸附氣密度確定朗繆爾吸附量和朗繆爾常數(shù)；所述過剩吸附量、游離氣密度、吸附氣密度、朗繆爾吸附量和朗繆爾常數(shù)滿足下述第一公式nexc=nLbP1+bP(1-ρgasρads)]]>其中，nexc為過剩吸附量，nL為朗繆爾吸附量，b為朗繆爾常數(shù)，P為測試壓力，ρgas為游離氣密度，ρa(bǔ)ds為吸附氣密度。本實(shí)施例中，兩組不同的測試壓力下的過剩吸附量、游離氣密度和吸附氣密度分別帶入第一公式，即可得到朗繆爾吸附量和朗繆爾常數(shù)。其中，測試壓力越高時(shí)，導(dǎo)致游離氣密度和吸附氣密度的差別越來越小。S4、根據(jù)所述朗繆爾吸附量、朗繆爾常數(shù)和頁巖樣品所在地層的地層壓力確定頁巖吸附氣量。具體地，根據(jù)下述第二公式確定頁巖吸附氣量，nads=nLbP01+bP0]]>其中，nads為頁巖吸附氣量，nL為朗繆爾吸附量，b為朗繆爾常數(shù)，P0為地層壓力。需要說明的是：樣品斧總體積V0由骨架體積V1、游離氣體積Vgas和吸附氣體積Vads組成，孔隙體積Vk為游離氣體積Vgas和吸附氣體積Vads之和，可以由氦氣探測方法得到。相應(yīng)地，頁巖吸附氣量nads＝ntotal-nunads；其中，ntotal是指頁巖樣品的總含氣量，nunads是指頁巖樣品的游離氣量?，F(xiàn)有技術(shù)中，不考慮吸附相體積的情況下，得到的過剩吸附量nexc＝ntotal-ρgasVk。本實(shí)施例中，考慮吸附相體積的情況下，絕對(duì)吸附量nads＝ntotal-ρgasVgas,則過剩吸附量nexc＝nads-ρgasVads。由于Vads＝nads/ρa(bǔ)ds，則過剩吸附量與絕對(duì)吸附量的關(guān)系為nexc＝nads(1-ρgas/ρa(bǔ)ds)。本實(shí)施例提供的頁巖吸附氣量的測定方法，在測定過程中，通過吸附氣密度，能夠充分考慮高壓條件下吸附氣量所占的體積，有效避免了現(xiàn)有技術(shù)中近似的將過剩吸附量與絕對(duì)吸附量相等所帶來的誤差，使頁巖吸附氣含量的測定結(jié)果更加接近實(shí)際，為不同地區(qū)頁巖含氣性的對(duì)比提供了客觀的數(shù)據(jù)支持。下面舉例說明本實(shí)施例的測定方法：1)從壓力P0＝7.100751744MPa、溫度T0＝30℃的地層中鉆取頁巖樣品，將頁巖樣品粉碎后烘干；2)在溫度T0＝30℃下對(duì)粉末狀的頁巖樣品進(jìn)行等溫吸附實(shí)驗(yàn)，記錄16個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，以獲取過剩吸附量，測試壓力與過剩吸附量如表1所示：表1頁巖樣品的等溫吸附實(shí)驗(yàn)P/MPanexc/m3/t10.497370.08525348620.997690.15747857932.006580.27678483843.008740.36897395454.000350.43871129766.007760.54834825277.999520.62545163989.993440.681440624912.994210.7465156731014.992660.7775948491119.005210.8255428621222.001260.8536012551324.993480.8751955701428.992510.8989924611532.004300.9129459951634.995490.9257169473)計(jì)算游離氣密度ρgas，例如，壓力P0＝7.100751744MPa、溫度T0＝30℃下的ρgas＝MP0/R(T0+273.15)＝(16*7.100751744)/[8.314*(30+273.15)]＝0.045g/cm3；ρa(bǔ)ds為常壓沸點(diǎn)下的液態(tài)甲烷密度，其值為0.424g/cm3；4)將表1中的兩組數(shù)據(jù)點(diǎn)代入第一公式進(jìn)行處理，則可確定Langmuir吸附量nL＝1.200514714m3/t，Langmuir常數(shù)b＝0.171933565(1/MPa)；4)將Langmuir吸附量nL、Langmuir常數(shù)b、地層的壓力P0代入第二公式，可確定頁巖吸附氣量nads為0.738282955m3/t。其中，不同測試壓力P下的頁巖吸附氣含量的計(jì)算值如表2所示：表2頁巖吸附氣含量計(jì)算值對(duì)應(yīng)表P/MPanads/m3/t10.497370.10579938320.997690.19664325332.006580.34448785343.008740.45787976254.000350.54729018266.007760.68238296077.999520.77762274689.993440.848929409912.994210.9277483051014.992660.9676291741119.005211.0283116941222.001261.0622057091324.993481.0894770651428.992511.1186041781532.004301.1364742941634.995491.151611650本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解：實(shí)現(xiàn)上述各方法實(shí)施例的全部或部分步驟可以通過程序指令相關(guān)的硬件來完成。前述的程序可以存儲(chǔ)于一計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中。該程序在執(zhí)行時(shí)，執(zhí)行包括上述各方法實(shí)施例的步驟；而前述的存儲(chǔ)介質(zhì)包括：ROM、RAM、磁碟或者光盤等各種可以存儲(chǔ)程序代碼的介質(zhì)。最后應(yīng)說明的是：以上各實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。當(dāng)前第1頁1 2 3