一种页岩气储层中粘土微孔孔隙度的测定方法技术

本发明专利技术涉及一种页岩气储层中粘土微孔孔隙度的测定方法。该方法利用页岩气储层中粘土微孔孔隙核磁共振横向弛豫时间短、核磁信号衰减快这一特点，采用变回波间隔的方式测定粘土样品的一系列核磁孔隙度，并制作粘土样品的核磁孔隙度-回波间隔的相关关系曲线，在该曲线中存在一个拐点，计算以氦气为介质测得的粘土总孔隙度与该拐点位置的核磁孔隙度的差值即获得待测样品的粘土微孔孔隙度。该方法能够直接、准确和高效的页岩气储层中粘土微孔孔隙度，可以提高页岩气储层的评价精度，并为页岩气储层测井评价奠定实验基础。

Method for measuring clay micropore porosity in shale gas reservoir

The invention relates to a method for measuring porosity of clay porosity in shale gas reservoir. By using the method of shale gas reservoir in clay micro pore NMR transverse relaxation time is short, the fast magnetic signal attenuation characteristics, a series of NMR porosity clay samples are determined by variable echo spacing method, correlation curve and NMR porosity clay samples echo spacing, there is a turning point in the curve in the calculation of difference with the helium as the magnetic medium of porosity clay measured total porosity and the inflection point position is obtained microporous clay sample porosity. This method can direct, accurately and efficiently the porosity of clay porosity in shale gas reservoir, which can improve the evaluation accuracy of shale gas reservoir, and lay an experimental foundation for logging evaluation of shale gas reservoir.

【技术实现步骤摘要】
一种页岩气储层中粘土微孔孔隙度的测定方法
本专利技术属于页岩油气勘探开发领域，具体涉及一种页岩气储层中粘土微孔孔隙度的测定方法。
技术介绍
页岩气储层中孔隙类型多，包括有机质孔隙、粘土孔隙、脆性矿物孔隙和微裂缝等。页岩气储层总孔隙度是这些类型孔隙孔隙度之和。其中有机质孔隙、微裂缝孔隙是页岩气主要赋存空间，而粘土孔隙、脆性矿物孔隙是束缚水的主要赋存空间。定量确定总孔隙中有机质孔隙、粘土孔隙、脆性矿物孔隙和微裂缝孔隙含量对于评价页岩储层含气量和储层品质、高效开发页岩气方案设计极为重要。李军等(页岩气储层“四孔隙度”模型建立及测井定量表征方法，石油与天然气地质，2014年，第35卷，第2期：266-271)提出页岩气“四孔隙度”模型，确定页岩中有机孔隙度(φorg)、粘土孔隙度(φclay)、碎屑孔隙度(φsd)和微裂缝孔隙度(φfissure)。其模型如下：φt＝φorg+φsd+φclay+φfissure式中，φt分为总孔隙度。上述模型的目的是期望利用地球物理测井资料评价页岩气储层中粘土孔隙、有机质孔隙度等。这是一种地球物理间接获取粘土孔隙度方法，结果的准确性仍需要岩心测试结果检验。王玉满等(川南下志留统龙马溪组页岩储集空间定量表征，中国科学：地球科学，2014年，第44卷，第6期：1348-1356)也提出有机孔、脆性矿物和粘土矿物孔隙定量表征方法。其模型如下：ρ×Abri×Vbri+ρ×Aclay×Vclay+ρ×AtocVtoc＝φ式中，ρ为页岩密度；φ为页岩孔隙度；Abri、Aclay、Atoc分别为脆性矿物、粘土矿物和有机质质量百分含量；Vbri、Vclay、Vtoc分别为脆性矿物、粘土矿物和有机质单位质量孔隙体积。该方法也是一种间接获取粘土孔隙、有机孔隙度方法。现有技术中，尚没有针对页岩气储层中粘土微孔孔隙度的直接测定方法和流程。因此，目前存在的问题是需要研究开发一种能够直接、准确和高效地测定页岩气储层中粘土微孔孔隙度的方法。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种页岩气储层中粘土微孔孔隙度的测定方法。该方法基于页岩气储层中粘土微孔核磁共振响应特点能够直接、准确和高效的测得页岩气储层中粘土微孔孔隙度，由此可以提高页岩气储层的评价精度，并为页岩气储层测井评价奠定实验基础。为此，本专利技术提供了一种页岩气储层中粘土微孔孔隙度的测定方法，其包括：步骤B，变回波间隔条件下，测定待测样品的核磁孔隙度；步骤C，分别以回波间隔为横坐标以待样品的核磁孔隙度为纵坐标绘制核磁孔隙度-回波间隔的相关关系曲线；步骤D，确定核磁孔隙度-回波间隔的相关关系曲线的拐点，并确定该拐点所对应的待测样品的拐点核磁孔隙度；步骤E，计算待测样品的粘土微孔孔隙度；其中，在步骤E中，通过式(Ⅰ)计算待测样品的粘土微孔孔隙度：φw＝φt-φs(Ⅰ)式(Ⅰ)中，φw为待测样品的粘土微孔孔隙度；φt为待测样品的总孔隙度；φs为待测样品的拐点核磁孔隙度。根据本专利技术，在步骤B中，所述变回波间隔的范围为0.06-0.6ms。本专利技术中，优选在步骤B中，核磁共振信号测量的磁场强度为0.5T。在本专利技术的一些实施方式中，在步骤D中，通过对核磁孔隙度-回波间隔的相关关系曲线求导来确定核磁孔隙度-回波间隔的相关关系曲线的拐点。在本专利技术的另一些实施方式中，在步骤D中，通过对核磁孔隙度-回波间隔的相关关系曲线目测来确定核磁孔隙度-回波间隔的相关关系曲线的拐点。在本专利技术的一些具体的实施例中，通过目测确定核磁孔隙度-回波间隔的相关关系曲线中样品核磁孔隙度随回波间隔急剧变化到平缓变化的分界点作为核磁孔隙度-回波间隔的相关关系曲线的拐点。根据本专利技术，所述方法还包括在步骤E之前以氦气作为介质测定待测样品总孔隙度的步骤。根据本专利技术，所述方法还包括在步骤B之前的取样步骤。本专利技术中，优选所述待测样品取自页岩气储层。附图说明下面将结合附图来说明本专利技术。图1为实施例1中变回波间隔测得的核磁共振横向弛豫时间(T2)谱。图2为实施例1中制得的核磁孔隙度-回波间隔的相关关系曲线。图3为实施例1中采用本专利技术方法测得的粘土微孔孔隙度与测井计算结果的对比图。图4为实施本专利技术方法的流程图。具体实施方式为使本专利技术更加容易理解，下面将结合实施例和附图来详细说明本专利技术，这些实施例仅起说明性作用，并不局限于本专利技术的应用范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。粘土微孔在核磁共振响应上具有特殊性，具体表现为核磁共振横向弛豫时间(T2)短、核磁信号衰减快且响应较弱。因此，如果回波间隔过大，则这些微孔隙的核磁共振信号难以准确检测。但是本专利技术的专利技术人研究发现，利用上述粘土微孔的这一特殊的核磁共振响应机制，通过采用高磁场强度、高精度变回波间隔(Te)对页岩岩心进行多次核磁共振实验和观测，突出和分辨粘土微孔在核磁共振横向弛豫时间分布谱带中位置，进而确定粘土微孔孔隙。进一步具体说来，本专利技术的专利技术人通过对页岩岩心进行多次核磁共振实验发现，岩心的核磁孔隙度与回波间隔呈现非线性负相关关系，尤其出人意料的是，在核磁孔隙度与回波间隔之间的这种非线性负相关关系中存在一个突变拐点，这个拐点就是粘土微孔隙与其他较大孔隙之间的分界点，可利用这个分界点确定除去粘土微孔隙之外的核磁孔隙度，再利用基于氦气介质标准方法测量岩心总孔隙度，与核磁孔隙度作差得到粘土微孔孔隙度。因此，本专利技术涉及一种页岩气储层中粘土微孔孔隙度的测定方法，其包括：步骤A，从页岩气储层取样获得待测样品；步骤B，变回波间隔条件下，测定待测样品的核磁孔隙度；步骤C，分别以回波间隔为横坐标以待样品的核磁孔隙度为纵坐标绘制核磁孔隙度-回波间隔的相关关系曲线；步骤D，确定核磁孔隙度-回波间隔的相关关系曲线的拐点，并读取该拐点所对应的待测样品的拐点回波间隔以及拐点核磁孔隙度；步骤E，通过式(Ⅰ)计算待测样品的粘土微孔孔隙度：φw＝φt-φs(Ⅰ)式(Ⅰ)中，φw为待测样品的粘土微孔孔隙度；φt为待测样品的总孔隙度；φs为待测样品的拐点核磁孔隙度。根据本专利技术，在步骤B中，所述变回波间隔的范围为：0.06-0.6ms。本专利技术中所述用语“变回波间隔”是指在对岩样进行高精度核磁共振响应观测时，采用不同回波间隔的方式进行检测。传统砂岩核磁共振检测中，通常采用固定的回波间隔(一般为0.3ms)进行测量。而在本专利技术方法中，变回波间隔是测量关键，优选回波间隔至少在0.6ms以下；更为优选的回波间隔至少在0.3ms以下。在本专利技术的一个优选实施方式中，所述不同回波间隔(变回波间隔)包括：0.06ms、0.12ms、0.3ms、0.4ms、0.5ms和0.6ms。本专利技术中，优选待测样品为新鲜样品，且对该样品不作任何伤害性预处理。由于本方法的关键步骤是对岩样进行高精度核磁共振响应观测，而核磁共振响应对储层微观孔隙结构响应灵敏，再加上页岩气储层本身孔隙小，核磁共振响应信号弱，因此要求岩样是新鲜样品，而且不作任何伤害性预处理。本专利技术中所述用语“新鲜”是指直接从现场(例如页岩气储层)获取样品，该样品不是作过其它实验后的回收样品。原因在于回收样品可能改变储层微观孔隙结构、粘土结构和束缚水含量，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种页岩气储层中粘土微孔孔隙度的测定方法，其包括：步骤B，变回波间隔条件下，测定待测样品的核磁孔隙度；步骤C，分别以回波间隔为横坐标以待样品的核磁孔隙度为纵坐标绘制核磁孔隙度‑回波间隔的相关关系曲线；步骤D，确定核磁孔隙度‑回波间隔的相关关系曲线的拐点，并确定该拐点所对应的待测样品的拐点核磁孔隙度；步骤E，计算待测样品的粘土微孔孔隙度；其中，在步骤E中，通过式(Ⅰ)计算待测样品的粘土微孔孔隙度：φ

【技术特征摘要】
1.一种页岩气储层中粘土微孔孔隙度的测定方法，其包括：步骤B，变回波间隔条件下，测定待测样品的核磁孔隙度；步骤C，分别以回波间隔为横坐标以待样品的核磁孔隙度为纵坐标绘制核磁孔隙度-回波间隔的相关关系曲线；步骤D，确定核磁孔隙度-回波间隔的相关关系曲线的拐点，并确定该拐点所对应的待测样品的拐点核磁孔隙度；步骤E，计算待测样品的粘土微孔孔隙度；其中，在步骤E中，通过式(Ⅰ)计算待测样品的粘土微孔孔隙度：φw＝φt-φs(Ⅰ)式(Ⅰ)中，φw为待测样品的粘土微孔孔隙度；φt为待测样品的总孔隙度；φs为待测样品的拐点核磁孔隙度。2.根据权利要求1所述的测定方法，其特征在于，在步骤B中，所述变回波间隔的范围为0.06-0.6ms。3.根据权利要求1或2所述的测定方法，其特征在于，在步骤B中，核磁共振信号测量的磁场强度为0.5T...

【专利技术属性】
技术研发人员：李军，郝士博，武清钊，路菁，张军，王晓畅，苏俊磊，南泽宇，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11