一种页岩含气量的获取方法技术

本发明专利技术公开了一种页岩含气量的获取方法，属于页岩气开发领域。该方法包括：利用页岩等温吸附装置进行页岩等温吸附测定，获取页岩的吸附气含量，该方法还包括：利用页岩等温吸附装置测定页岩含气孔隙度，根据页岩的含气孔隙度，获取页岩的游离气含量；根据页岩的吸附气含量与页岩的游离气含量，获取页岩总含气量。本发明专利技术通过利用页岩等温吸附装置进行页岩含气孔隙度测定，使页岩等温吸附实验和页岩含气孔隙度测定可以在同一装置内先后进行，能够分别测得页岩的吸附气含量、游离气含量，进而获取页岩总含气量，有效指导页岩气勘探中的评层选区，便于页岩气的开发。且在一个装置内完成两个实验过程，减少了人力物力消耗，简化了测试过程。

【技术实现步骤摘要】
一种页岩含气量的获取方法
本专利技术涉及页岩气开发领域，特别涉及一种页岩含气量的获取方法。
技术介绍
我国页岩气资源丰富，推进页岩气勘探开发对缓解国内能源缺口有重要意义。为了掌握地下页岩含气量，需要对页岩含气量进行评估。因此，有必要提供一种页岩含气量的获取方法。现有技术通过页岩等温吸附实验测试页岩对吸附气的含气量。测试过程在页岩等温吸附装置中进行，该装置包括：放置在恒温系统中的参考釜、样品釜、中间区。恒温系统中设置有温度传感器。参考釜的进口连接有第一气管线，第一气管线上设置有第一阀门，且参考釜上设置有第一压力传感器。样品釜的进口与参考釜的出口通过第二气管线连接，第二气管线上设置有第二阀门，且样品釜上设置有第二压力传感器。中间区用于参考釜的逐步降压和样品釜的逐步增压。页岩等温吸附实验的步骤为：将待测样品置于样品釜内，并根据实际地层条件设置实验温度恒定。利用已知的参考釜和中间区的体积之和、已知的样品釜的体积对样品釜进行标定，获得样品釜内的自由空间体积。对参考釜和样品釜抽真空处理，获得样品釜初始压力。将中间区与参考釜相连通，中间区与样品釜相断开，通过中间区向参考釜一次性注入足够量的吸附质气体，待中间区内压力与参考釜内压力平衡后，获得参考釜初始压力。利用中间区、参考釜、样品釜进行吸附平衡实验，参考釜内压力逐步降低，样品釜内压力逐步增加，获得吸附平衡后的参考釜压力和样品釜压力。根据每次吸附前后质量守恒原理，利用样品釜初始压力、参考釜初始压力、样品釜的自由空间体积、吸附过程中的参考釜压力和样品釜压力获得多次吸附平衡后不同的样品釜压力下的吸附量。专利技术人发现现有技术至少存在以下问题：页岩气包括游离气、吸附气，通过上述方法仅能测得单位页岩的吸附气量用于获得页岩的吸附气含量，无法掌握页岩的总含气量。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种页岩含气量的获取方法，可解决上述技术问题。具体技术方案如下：一种页岩含气量的获取方法，所述方法包括：利用页岩等温吸附装置进行页岩等温吸附测定，获取页岩的吸附气含量，所述方法还包括：利用所述页岩等温吸附装置测定页岩含气孔隙度根据所述页岩的含气孔隙度获取所述页岩的游离气含量；根据所述页岩的吸附气含量与所述页岩的游离气含量，获取页岩总气含量。在一种可能的设计中，所述页岩等温吸附装置包括：恒温系统；设置于所述恒温系统中的参考釜、样品釜、中间区；所述恒温系统中设置有温度传感器；所述参考釜的进口连接有第一气管线，所述第一气管线上设置有第一阀门，且所述参考釜上设置有第一压力传感器；所述样品釜的进口与所述参考釜的出口通过第二气管线连接，所述第二气管线上设置有第二阀门，且所述样品釜上设置有第二压力传感器；所述中间区用于使所述参考釜逐步降压，以及，用于使所述样品釜逐步增压。在一种可能的设计中，所述利用所述页岩等温吸附装置测定页岩含气孔隙度包括：由所述页岩中取页岩样品，获取所述页岩样品的体积V0；将所述页岩样品放入所述样品釜中，获取所述样品釜放入所述页岩样品后自由空间的体积，计作釜空体积VK；根据所述样品釜的体积VS、所述页岩样品的体积V0、所述釜空体积VK，利用下述公式，计算得到所述页岩含气孔隙度在一种可能的设计中，通过顺次进行的第一平衡过程以及第二平衡过程，获取所述样品釜放入所述页岩样品后的釜空体积VK；所述第一平衡过程包括：关闭所述第二阀门，打开所述第一阀门，向所述参考釜中充入氦气达到预设压力后关闭所述第一阀门，压力平衡后，记录所述温度传感器的示数T1、所述第一压力传感器的示数p1、所述第二压力传感器的示数p2；所述第二平衡过程包括：打开所述第二阀门，压力平衡后，记录所述温度传感器的示数T2、所述第一压力传感器的示数p3、所述第二压力传感器的示数p4；利用下述公式，计算得到釜空体积Vk：式中，Vr表示所述参考釜的体积；Z1、Z2、Z3、Z4均为气体压缩因子。在一种可能的设计中，所述根据所述页岩含气孔隙度获取所述页岩的游离气含量，包括：获取页岩的体积密度、以及，地层压力、地层温度；根据下述公式，获取每克页岩所含游离气量；根据所述每克页岩所含游离气量，获取所述页岩的游离气含量：式中，Vf表示每克页岩所含游离气量，cm3/g；ρ表示页岩体积密度，g/cm3；P0表示地层压力，MPa；T0表示地层温度，℃；Z0表示气体压缩因子，无因次。在一种可能的设计中，所述页岩样品设置成柱体。在一种可能的设计中，所述利用页岩等温吸附装置进行页岩等温吸附测定，获取页岩的吸附气含量，包括：对所述页岩样品进行等温吸附实验，获取每克页岩所含吸附气量；根据所述每克页岩所含吸附气量，获取所述页岩的吸附气含量。在一种可能的设计中，所述对所述页岩样品进行等温吸附实验，获取每克页岩所含吸附气量，包括：将所述页岩样品置于所述样品釜内，并根据实际地层条件使所述恒温系统保持恒定温度；利用所述参考釜和所述中间区的体积之和、所述样品釜的体积对所述样品釜进行标定，获得所述样品釜内的自由空间体积；对所述参考釜和所述样品釜抽真空处理，获得样品釜初始压力；使所述中间区与所述参考釜连通，所述中间区与所述样品釜断开，通过所述中间区向所述参考釜注入吸附质气体，待所述中间区内压力与所述参考釜内压力平衡后，获得参考釜初始压力；利用所述中间区、所述参考釜、所述样品釜进行吸附平衡实验，所述参考釜内压力逐步降低，所述样品釜内压力逐步增加，获得每次吸附平衡后的参考釜压力和样品釜压力；根据每次吸附前后质量守恒原理，利用所述样品釜初始压力、所述参考釜初始压力、所述样品釜的自由空间体积、每次吸附平衡后的参考釜压力和样品釜压力，获得每次吸附平衡后，所述每克页岩所含吸附气量。本专利技术实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本专利技术实施例提供的页岩含气量的获取方法通过利用页岩等温吸附装置进行页岩含气孔隙度测定，获取页岩的游离气含量，使页岩等温吸附实验和页岩含气孔隙度测定可以在同一装置内先后进行。如此，能够分别测得页岩的吸附气含量、游离气含量，进而获取页岩总含气量，有效指导页岩气勘探中的评层选区，便于页岩气的开发。且只需一个装置完成两个实验过程，减少了人力物力消耗，简化了测试过程。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例提供的页岩含气量的获取方法中使用的页岩等温吸附装置示意图。附图标记分别表示：1-恒温系统，101-温度传感器，2-参考釜，201-第一阀门，202-第一压力传感器，3-样品釜，301-第二阀门，302-第二压力传感器。具体实施方式除非另有定义，本专利技术实施例所用的所有技术术语均具有与本领域技术人员通常理解的相同的含义。为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术实施方式作进一步地详细描述。本专利技术实施例提供了一种页岩含气量的获取方法，方法包括：利用页岩等温吸附装置进行页岩等温吸附测定，获取页岩的吸附气含量，其特征在于，方法还包括：利用页岩等温吸附装置测定页岩含气孔隙度根据页岩的含气孔隙度获取页岩的游离气含量；根据页岩的吸附气含量与页岩的游离气含本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种页岩含气量的获取方法，所述方法包括：利用页岩等温吸附装置进行页岩等温吸附测定，获取页岩的吸附气含量，其特征在于，所述方法还包括：利用所述页岩等温吸附装置测定页岩含气孔隙度

【技术特征摘要】
1.一种页岩含气量的获取方法，所述方法包括：利用页岩等温吸附装置进行页岩等温吸附测定，获取页岩的吸附气含量，其特征在于，所述方法还包括：利用所述页岩等温吸附装置测定页岩含气孔隙度根据所述页岩的含气孔隙度获取所述页岩的游离气含量；根据所述页岩的吸附气含量与所述页岩的游离气含量，获取页岩总含气量。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述页岩等温吸附装置包括：恒温系统(1)；设置于所述恒温系统(1)中的参考釜(2)、样品釜(3)、中间区；所述恒温系统(1)中设置有温度传感器(101)；所述参考釜(2)的进口连接有第一气管线，所述第一气管线上设置有第一阀门(201)，且所述参考釜(2)上设置有第一压力传感器(202)；所述样品釜(3)的进口与所述参考釜(2)的出口通过第二气管线连接，所述第二气管线上设置有第二阀门(301)，且所述样品釜(3)上设置有第二压力传感器(302)；所述中间区用于使所述参考釜(2)逐步降压，以及，用于使所述样品釜(3)逐步增压。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述利用所述页岩等温吸附装置测定页岩含气孔隙度包括：由所述页岩中取页岩样品，获取所述页岩样品的体积V0；将所述页岩样品放入所述样品釜(3)中，获取所述样品釜(3)放入所述页岩样品后自由空间的体积，计作釜空体积VK；根据所述样品釜(3)的体积VS、所述页岩样品的体积V0、所述釜空体积VK，利用下述公式，计算得到所述页岩含气孔隙度4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，通过顺次进行的第一平衡过程以及第二平衡过程，获取所述样品釜(3)放入所述页岩样品后的釜空体积VK；所述第一平衡过程包括：关闭所述第二阀门(301)，打开所述第一阀门(201)，向所述参考釜(2)中充入氦气达到预设压力后关闭所述第一阀门(201)，压力平衡后，记录所述温度传感器(101)的示数T1、所述第一压力传感器(202)的示数p1、所述第二压力传感器(302)的示数p2；所述第二平衡过程包括：打开所述第二阀门(301)，压力平衡后，记录所述温度传感器(101)的示数T2、所述第一压力传感器(202)的示数p3、所述第二压...

【专利技术属性】
技术研发人员：田冲，陈玉龙，石学文，张鉴，赵圣贤，朱怡晖，李武广，李度，胡颖，张成林，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11