一种页岩介孔孔径分布的检测方法技术

本发明专利技术提供了一种页岩介孔孔径分布的检测方法，包括以下步骤：a)将页岩待测样品进行低温低压氮气等温吸附实验，得到氮气等温吸附/脱附曲线；b)以微孔隙和微裂缝为孔隙形态，对得到的氮气等温吸附/脱附曲线进行分析，得到页岩介孔孔径分布。与现有技术相比，本发明专利技术提供的检测方法以微孔隙和微裂缝作为页岩孔隙形态，进一步通过对其氮气等温吸附/脱附曲线进行分析，得到相应孔隙形态下的页岩介孔孔径分布，克服了现有技术中仅将页岩中介孔视为单一孔形造成孔隙体积计算误差大的缺陷，检测结果对于实际中的页岩而言更加准确，从而实现科学合理地对页岩内部孔隙结构和形态进行正确评价。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及非常规油气勘探开发
，更具体地说，是涉及一种页岩介孔孔径分布的检测方法。
技术介绍
随着非常规油气的大规模勘探开发，页岩油气成为当今最令人关注的非常规油气能源之一。在对页岩油气进行开发之前，为了正确评价页岩储层的结构与性质，需对页岩储层中的孔隙形态以及孔隙体积进行定量分析评价，尤其是作为页岩油气藏研究重点的介孔孔隙。准确的介孔孔隙信息可为页岩气赋存状态以及流动状态的研究提供关键的帮助，从而为提高采收率、降低开发成本及有效避免勘探开发过程中的各种损失提供基础数据。页岩内存在大量微纳量级的孔隙及裂缝，为页岩气藏的开发提供了可能性，根据国际理论和应用化学联合会(IUPAC)的分类，将孔隙按照直径大小分为微孔(<2nm)、介孔(2nm～50nm)和宏孔(>50nm)。其中，介孔由于其介于微观尺度与宏观尺度之间的特点，成为页岩储层中研究赋存状态和流动状态的重点内容。目前，现有的检测页岩介孔孔径分布的方法，通常将页岩中的孔隙单一地视为圆柱形孔隙进行分析；而对于实际中的页岩而言，其孔隙的形状是多变的，不仅包括圆柱形孔隙，还包括平板形孔隙、椭圆柱形孔隙等，甚至还可以是更为复杂的孔隙形状。因此，在现有的检测方法中，仅将孔隙视为圆柱形孔隙进行页岩介孔孔径分布的检测，会造成孔隙体积的较大偏差，无法合理准确地认识页岩内部的孔隙结构及形态，极大地影响了页岩储层的客观正确评价。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种页岩介孔孔径分布的检测方法，本专利技术提供的检测方法能够得到更准确的页岩介孔孔径分布，从而实现科学合理地对页岩内部孔隙结构和形态进行正确评价。本专利技术提供了一种页岩介孔孔径分布的检测方法，包括以下步骤：a)将页岩待测样品进行低温低压氮气等温吸附实验，得到氮气等温吸附/脱附曲线；b)以微孔隙和微裂缝为孔隙形态，对得到的氮气等温吸附/脱附曲线进行分析，得到页岩介孔孔径分布。优选的，步骤a)中所述页岩待测样品的质量为0.5g～5g，粒径小于等于150μm。优选的，步骤a)中所述低温低压氮气等温吸附实验的温度为-200℃～-190℃，压力为0.005MPa～0.1MPa。优选的，所述步骤b)具体包括以下步骤：b1)采用修正Kelvin方程对氮气等温吸附/脱附曲线中的数据进行处理，得到处理后的数据；b2)基于BJH模型分别对氮气等温吸附曲线和脱附曲线进行分析，得到孔隙形态为微孔隙和微裂缝的基本方程；b3)采用步骤b2)得到的基本方程并运用中值定理和积分区间分割，对步骤b1)得到的处理后的数据进行分析，得到页岩介孔孔径分布。优选的，步骤b1)中所述修正Kelvin方程为：r＝rk+t式中，rk为Kelvin半径，c为孔隙类型常数，γ为表面张力，νm为吸附质的摩尔体积，φ为弯曲界面与孔壁之间的接触角，R为普适摩尔气体常数，T为液氮温度，x为氮气饱和压力下的相对压力，r为孔隙半径，t为吸附层厚度；所述孔隙形态为微孔隙的模型中，氮气等温吸附曲线的c＝2，氮气等温脱附曲线的c＝1；所述孔隙形态为微裂缝的模型中，氮气等温吸附曲线的c＝1，氮气等温脱附曲线的c＝0。优选的，所述修正Kelvin方程中，吸附层厚度t采用Halsey方程得到；所述Halsey方程为：式中，优选的，步骤b1)中所述进行处理的过程采用线性插值的方法得到吸附曲线和脱附曲线之间相对压力数据及其吸附量数据。优选的，步骤b2)中所述孔隙形态为微孔隙和微裂缝的基本方程为：式中，xi为相对压力值，xi-1为xi相邻压力点的相对压力值，rk1为微孔隙在吸附时相对压力对应的Kelvin半径，rk2为微孔隙在脱附时以及微裂缝在吸附时相对压力对应的Kelvin半径/裂缝宽度，Vc为微孔隙的孔径分布，Vs为微裂缝的孔径分布，Δνad为吸附曲线上相邻压力点之间对应的吸附量差值，Δνde为脱附曲线上相邻压力点之间对应的吸附量差值。优选的，步骤a)中所述进行低温低压氮气等温吸附实验前，还包括：对页岩待测样品进行前处理；所述前处理具体为：将页岩待测样品进行脱水和脱气。优选的，步骤a)中所述脱水的温度为105℃～120℃，时间为12h～24h；所述脱气的真空度为小于等于1.01325×10-4MPa，时间为8h～12h。本专利技术提供了一种页岩介孔孔径分布的检测方法，包括以下步骤：a)将页岩待测样品进行低温低压氮气等温吸附实验，得到氮气等温吸附/脱附曲线；b)以微孔隙和微裂缝为孔隙形态，对得到的氮气等温吸附/脱附曲线进行分析，得到页岩介孔孔径分布。与现有技术相比，本专利技术提供的检测方法以微孔隙和微裂缝作为页岩孔隙形态，进一步通过对其氮气等温吸附/脱附曲线进行分析，得到相应孔隙形态下的页岩介孔孔径分布，克服了现有技术中仅将页岩中介孔视为单一孔形造成孔隙体积计算误差大的缺陷，检测结果对于实际中的页岩而言更加准确，从而实现科学合理地对页岩内部孔隙结构和形态进行正确评价。附图说明图1为本专利技术得到页岩介孔孔径分布的分析过程；图2为本专利技术实施例1得到的页岩待测样品的氮气等温吸附/脱附曲线；图3为本专利技术实施例1和对比例得到的页岩介孔孔径分布图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术提供了一种页岩介孔孔径分布的检测方法，包括以下步骤：a)将页岩待测样品进行低温低压氮气等温吸附实验，得到氮气等温吸附/脱附曲线；b)以微孔隙和微裂缝为孔隙形态，对得到的氮气等温吸附/脱附曲线进行分析，得到页岩介孔孔径分布。本专利技术首先将页岩待测样品进行低温低压氮气等温吸附实验，得到氮气等温吸附/脱附曲线。在本专利技术中，所述页岩待测样品的质量优选为0.5g～5g，更优选为1g～3g；所述页岩待测样品的粒径优选小于等于150μm，更优选为50μm～150μm。在本专利技术中，所述页岩待测样品均出自同一页岩，并且质量和粒径范围一致，能够消除非均质性所造成的离散误差，保证后续实验的准确性。在本专利技术中，所述进行低温低压氮气等温吸附实验前，优选还包括：对页岩待测样品进行前处理。在本专利技术中，所述前处理具体优选为：将页岩待测样品进行脱水和脱气。本专利技术对所述脱水和脱气的方式没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的脱水和脱气的技术方案即可。在本专利技术中，所述脱水的温度优选为105℃～120℃，更优选为110℃～115℃；所述脱水的时间优选为12h～24h，更优选为16h～20h。在本专利技术中，所述脱气的真空度优选为小于等于1.01325×10-4MPa；所述脱气的时间优选为8h～12h，更优选为10h～11h。完成所述前处理过程后，本专利技术将前处理后得到的页岩待测样品进行低温低压氮气等温吸附实验，得到氮气等温吸附/脱附曲线。在本专利技术中，所述低温低压氮气等温吸附实验能够得到压力增加或是减少的过程中页岩中孔隙氮气吸附量的具体变化，吸附/脱附过程中不同压力下对应的不同氮气吸附量构成氮气等温吸附/脱附曲线，即横坐标为相对压力x＝p/pm，纵坐标为氮气吸附量ν(单位：cm3/g)。本专利技术对所述低温低本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种页岩介孔孔径分布的检测方法，包括以下步骤：a)将页岩待测样品进行低温低压氮气等温吸附实验，得到氮气等温吸附/脱附曲线；b)以微孔隙和微裂缝为孔隙形态，对得到的氮气等温吸附/脱附曲线进行分析，得到页岩介孔孔径分布。

【技术特征摘要】
1.一种页岩介孔孔径分布的检测方法，包括以下步骤：a)将页岩待测样品进行低温低压氮气等温吸附实验，得到氮气等温吸附/脱附曲线；b)以微孔隙和微裂缝为孔隙形态，对得到的氮气等温吸附/脱附曲线进行分析，得到页岩介孔孔径分布。2.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，步骤a)中所述页岩待测样品的质量为0.5g～5g，粒径小于等于150μm。3.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，步骤a)中所述低温低压氮气等温吸附实验的温度为-200℃～-190℃，压力为0.005MPa～0.1MPa。4.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述步骤b)具体包括以下步骤：b1)采用修正Kelvin方程对氮气等温吸附/脱附曲线中的数据进行处理，得到处理后的数据；b2)基于BJH模型分别对氮气等温吸附曲线和脱附曲线进行分析，得到孔隙形态为微孔隙和微裂缝的基本方程；b3)采用步骤b2)得到的基本方程并运用中值定理和积分区间分割，对步骤b1)得到的处理后的数据进行分析，得到页岩介孔孔径分布。5.根据权利要求4所述的检测方法，其特征在于，步骤b1)中所述修正Kelvin方程为：r＝rk+t式中，rk为Kelvin半径，c为孔隙类型常数...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘建武，卢德唐，咸玉席，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34