一種研究泥頁巖吸附天然氣主控因素的方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明具體涉及一種研宄泥頁巖吸附天然氣主控因素的方法。
【背景技術】
[0002] 隨著世界油氣能源供給的日趨緊張和常規(guī)油氣勘探開發(fā)形勢的日趨嚴峻，非常規(guī) 油氣已引起人們的高度重視。北美勘探實踐表明非常規(guī)油氣中，目前發(fā)展勢頭最快、潛力 最大的當屬頁巖氣。頁巖氣除一部分存在于泥頁巖粒間孔隙、天然裂縫中，呈游離態(tài)外，還 有相當一部分吸附在不溶有機質（干酪根）及無機礦物表面（Ross and Bustin，2009)，頁 巖氣井產出的天然氣有相當一部分來自于吸附氣的不斷解析，特別是在生產后期穩(wěn)產階段 (李新景等，2007;徐國盛，2011)。對于頁巖氣中吸附氣的比例構成，前人研宄成果表明，不 同頁巖氣產層有很大不同，但普遍占有較高比例，一般介于40%~85%之間（Lu et al.， 1995;&1竹丨8,2002;李新景等，2007)。其中，1^6七 &1.是通過實驗對上述比例做出精確 測定的，其測定結果表明多數(shù)樣品吸附氣所占比例超過游離氣，主體介于55%~80%之 間。此外，吸附態(tài)的存在還將提高頁巖氣的保存能力（李新景等，2007;徐國盛，2011)?；?于上述認識，吸附態(tài)的賦存方式被認為是頁巖氣能夠被成功勘探開發(fā)的重要因素（Curtis， 2002 ;Montgomery et al.，2005 ;Jarvie et al.，2007 ;李新景等，2007 ;聶海寬等，2009)。 為此，有必要對影響泥頁巖吸附氣量的主控因素進行研宄。以往對于吸附氣量主控因素的 研宄往往是多因素的復合，如有機質豐度與頁巖吸附能力的關系可能同時包含了有機質成 熟度、溫度、濕度等其它因素的影響，毫無疑問對單一因素的逐一揭示更具說服力。

【發(fā)明內容】

[0003](一）要解決的技術問題
[0004]本發(fā)明為了解決上述不足，提供了一種研宄泥頁巖吸附天然氣主控因素的方法。 其特征在于：利用平行實驗和數(shù)值模擬，通過分別控制單一因素（有機質豐度、粘土礦物含 量、有機質成熟度、天然氣組成、溫壓和濕度）的變化，來揭示有機質豐度、粘土礦物含量、 有機質成熟度、天然氣組成、溫壓和濕度對泥頁巖吸附能力的影響。
[0005](二）技術方案
[0006]一種研宄泥頁巖吸附天然氣主控因素的方法，該方法利用平行實驗和數(shù)值模擬， 通過分別控制單一因素：有機質豐度、粘土礦物含量、有機質成熟度、天然氣組成、溫壓和濕 度的變化，來揭示有機質豐度、粘土礦物含量、有機質成熟度、天然氣組成、溫壓和濕度對泥 頁巖吸附能力的影響，為頁巖氣勘探有利區(qū)預測奠定基礎；其具體步驟如下：
[0007] (1)對于有機質豐度和粘土礦物含量影響的研宄：選取熱演化程度、有機質類型 相近，而有機質豐度和粘土礦物含量存在較大差異的樣品，開展等溫吸附平行實驗；
[0008] (2)對于有機質成熟度影響的研宄：將樣品進行不同程度的人工熟化，得到不同 成熟度的泥頁巖樣品，利用這些樣品開展等溫吸附平行實驗；
[0009] (3)對于天然氣組分影響的研宄：相同條件下改變天然氣組分，檢測氣體的吸附 量變化情況；
[0010] (4)對于溫壓影響的研宄：泥頁巖和天然氣性質一定的情況下，開展不同溫壓條 件下的等溫吸附實驗，同時采用吸附勢模型對吸附氣量進行定量模擬，并將吸附勢模型進 行地質外推，確定地質條件下溫壓共同作用下吸附氣量隨深度的變化規(guī)律；
[0011] (5)對于濕度影響的研宄：通過真空干燥和控制樣品放入裝有過飽和K2S0 4溶液恒 溫箱的時間，得到不同濕度的泥頁巖樣品，之后開展等溫吸附平行實驗。
[0012] (三）有益效果
[0013] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比較，其具有以下有益效果：本發(fā)明的一種研宄泥頁巖吸附 天然氣主控因素的方法，該方法利用平行實驗和數(shù)值模擬，通過分別控制單一因素：有機質 豐度、粘土礦物含量、有機質成熟度、天然氣組成、溫壓和濕度的變化，來揭示有機質豐度、 粘土礦物含量、有機質成熟度、天然氣組成、溫壓和濕度對泥頁巖吸附能力的影響，為頁巖 氣勘探有利區(qū)預測奠定基礎。
【附圖說明】
[0014] 圖1是本發(fā)明具體實施例中所選的泥頁巖有機質類型（a)及有機質豐度、粘土礦 物含量與吸附能力關系（b);
[0015] 圖2是120°C條件下不同熟化程度樣品等溫吸附曲線及蘭格繆爾模型的擬合（a)， 及將有機碳含量進行歸一化后120°C條件下不同熟化程度樣品等溫吸附曲線及蘭格繆爾模 型的擬合（b);
[0016] 圖3是120°C條件下不同組分組成氣體等溫吸附曲線及蘭格繆爾模型對等溫吸附 曲線的擬合；
[0017] 圖4是KKTC和80°C條件下泥頁巖樣品等溫吸附曲線及蘭格繆爾模型對等溫吸附 曲線的擬合；
[0018] 圖5是泥頁巖樣品吸附甲烷特性曲線（a)及吸附勢模型對等溫吸附曲線的擬合 (b)；
[0019] 圖6是不同溫壓條件下泥頁巖吸附能力隨深度的變化曲線；
[0020] 圖7是120°C條件下不同含水率泥頁巖吸附甲烷能力。
【具體實施方式】
[0021] 為了使本發(fā)明的目的、研宄方法及優(yōu)點更加清楚明白，下面結合附圖及具體實施 例對本發(fā)明的研宄方法作進一步描述。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本 發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0022] 一種研宄泥頁巖吸附天然氣主控因素的方法，該方法利用平行實驗和數(shù)值模擬， 通過分別控制單一因素：有機質豐度、粘土礦物含量、有機質成熟度、天然氣組成、溫壓和濕 度的變化，來揭示有機質豐度、粘土礦物含量、有機質成熟度、天然氣組成、溫壓和濕度對泥 頁巖吸附能力的影響，為頁巖氣勘探有利區(qū)預測奠定基礎；其具體步驟如下：
[0023] (1)對于有機質豐度和粘土礦物含量影響的研宄：選取熱演化程度、有機質類型 相近，而有機質豐度和粘土礦物含量存在較大差異的樣品，開展等溫吸附平行實驗；
[0024] 在同一井段中選取6塊泥頁巖樣品，這些樣品的深度介于2418. 55-2570. 76m， Tmax值介于443-447°C，成熟度相近，Ro約為0. 66%，有機質類型均為I型（圖la)，且有 機質豐度和粘土礦物含量存在較大差異，是研宄有機質豐度和粘土礦物含量對泥頁巖吸附 能力影響的良好樣品。從圖lb可以看出，泥頁巖吸附頁巖氣能力與有機質豐度呈良好的正 相關性，而與粘土礦物含量沒有明顯相關性，這說明粘