一种页岩层段内有机质孔隙度的计算方法及其应用技术

本发明专利技术涉及一种页岩层段内有机质孔隙度的计算方法及其应用。该方法包括以下步骤：S1，根据标准井页岩层段的有机碳质量百分比M

【技术实现步骤摘要】
一种页岩层段内有机质孔隙度的计算方法及其应用


[0001]本专利技术属于页岩气勘探开发
，具体涉及一种页岩层段内有机质孔隙 度的计算方法及其应用。

技术介绍

[0002]有机质孔是页岩气藏区别其它油气藏的主要孔隙类型，被认为是页岩气储层 中的主要孔隙类型，能在页岩中形成三维连通的有机质孔隙网络，对页岩气的富 集和产出具有重要的控制作用，但有机质孔的发育载体、形成机理、演化历史、 分布规律、占储层总孔隙的比例以及对储层的贡献还存在较多争议。明确有机质 孔的发育过程及不同有机质类型对有机质孔的控制作用，是预测页岩气藏储集能 力和生产能力的关键因素。一种观点认为成熟页岩样品中的有机质孔可能在沥青 中发育，而不是发育在干酪根中(成烃生物)，且残留沥青的含量决定了页岩含 气量。基于此认识，有机质孔的发育在很大程度上与干酪根(成烃生物)无关， 有机质孔隙的预测、评价主要是预测滞留原油以及运移原油的含量。另一些研究 人员发现有机质孔隙不仅发育在固体沥青中，而且在干酪根中广泛存在，认为有 机质孔隙与干酪根有一定的结构成因联系(Reed,R.M.,R.G.Loucks,and S.C. Ruppel,2014,Comment on“Formation of nanoporous pyrobitumen residues duringmaturation of the Barnett Shale(Fort Worth Basin)”by Bernard et al.(2012): International Journal of Coal Geology,v.127,p.111-113.Nie,H.,Z.Jin,and J.Zhang, 2018,Characteristics of three organic matter pore types in the Wufeng-LongmaxiShale of the Sichuan Basin,Southwest China:Scientific Reports,v.8,p.7014.)，有机 质物理化学结构的差异对有机孔隙的形成与演化具有重要作用(马中良,郑伦举, 徐旭辉,鲍芳,余晓露,2017,富有机质页岩有机孔隙形成与演化的热模拟实验: 石油学报,v.38,p.23-30.)，而“结构继承”可以解释这种有机质孔的生成机理，即 可能与成烃生物的原始结构有关(Nie,H.,Z.Jin,and J.Zhang,2018,Characteristicsof three organic matter pore types in the Wufeng-Longmaxi Shale of the SichuanBasin,Southwest China:Scientific Reports,v.8,p.7014.)。最近的研究表明有机质孔 来源于成烃生物和沥青两种成因(He,Z.,H.Nie,J.Zhao,W.Liu,F.Bao,and W. Zhang,2017,Types and Origin of Nanoscale Pores and Fractures in Wufeng andLongmaxi Shale in Sichuan Basin and Its Periphery:Journal of Nanoscience& Nanotechnology,v.17,p.6626-6633；Ko,L.T.,R.Loucks,S.Ruppel,T.Zhang,andS.Peng,2017,Origin and characterization of Eagle Ford pore networks in the SouthTexas Upper Cretaceous shelf,v.101,p.387-418)，具体有机质孔类型和有机质孔隙 度需要视不同的页岩气藏具体分析而定。研究表明，四川盆地五峰组—龙马溪组 页岩的有机质主要包括藻类(单细胞藻类和多细胞藻类)、疑源类等成烃生物、 沥青、笔石以及其他动物碎屑等多种有机质类型，不同类型有机质的有机质孔发 育特征差异较大，且相同总有机碳含量的不同层段页岩中，有机质类型及其构成 亦存在较大差
异。
[0003]目前的技术主要存在以下不足：(1)使用扫描电镜虽然能够定量分析岩心的有 机质孔和有机质面孔率，但此方法难以获取连续深度下页岩储层的有机孔隙度及 其变化规律。(2)根据地层有机质的体积含量V
org
(有机质的体积含量)与单位体 积有机质内的总孔隙含量Φ
Torg
(单位体积/面积有机质内的总孔隙)得到页岩气 储层的不同层段的有机孔隙度Φ
org
，该方法未考虑有机质类型对有机质孔的控制， 实际上，不同类型有机质的孔隙发育程度差异较大，采用统一的单位体积有机质 内的孔隙总量Φ
Torg
来计算页岩的有机质孔隙度，放大或缩小了实际有机质孔隙 度，不能真实客观反映有机质孔隙度数据，无法满足页岩气勘探开发生产实践的 需要。
[0004]页岩储层有机质孔的发育程度是决定页岩气储层品质与含气性的关键因素 之一。因此，有必要在有机质构成和不同类型有机质中孔隙发育程度两种条件约 束下，综合分析得出有机质孔隙度的计算方法，以提高页岩气储层有机质孔的计 算精度，为页岩气勘探开发提供技术支持，为页岩气有利层段评价和页岩气井的 可采储量、产量预测提供接近地质实际的有机质孔数据。

技术实现思路

[0005]为克服现有技术的不足，合理计算有机质孔隙度，本专利技术提供了一种考虑有 机质类型的页岩层段内有机质孔隙度的计算方法。本专利技术通过获得特定页岩层段 的总有机碳含量、有机质构成及其比例、不同类型有机质中有机质孔的发育程度， 在有机质构成和不同类型有机质中孔隙发育程度两种条件约束下，综合分析得出 页岩层段内有机质孔隙度的计算方法，能够比较客观地计算有机质孔隙度，获得 有机质孔在页岩层段纵向上的变化特征。本专利技术所述方法可为页岩气有利层段评 价和页岩气井的可采储量、产量预测提供接近地质实际的有机质孔隙度数据。
[0006]为此，本专利技术第一方面提供了一种页岩层段内有机质孔隙度的计算方法，其 包括以下步骤：
[0007]S1，根据标准井页岩层段的有机碳质量百分比M
org
，获得所述标准井页岩层 段有机质的体积含量V
org
；
[0008]S2，确定所述标准井页岩层段的不同类型有机质的构成比例和不同类型有机 质的面孔率Φ
面孔率
；
[0009]S3，根据所述标准井页岩层段的不同类型有机质的构成比例和不同类型有机 质的面孔率建立标准井页岩层段内有机孔隙度Φ
Torg
的计算公式；
[0010]S4，获取待测页岩层段的有机质的体积含量V
org
，根据建立的标准井页岩层 段内有机孔隙度Φ
Torg
的计算公式，计算待测页岩层段内有机质孔隙度。
[0011本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种页岩层段内有机质孔隙度的计算方法，其包括以下步骤：S1，根据标准井页岩层段的有机碳质量百分比M
org
，获得所述标准井页岩层段有机质的体积含量V
org
；S2，确定所述标准井页岩层段的不同类型有机质的构成比例和不同类型有机质的面孔率Φ
面孔率
；S3，根据所述标准井页岩层段的不同类型有机质的构成比例和不同类型有机质的面孔率建立标准井页岩层段内有机孔隙度Φ
Torg
的计算公式；S4，获取待测页岩层段的有机质的体积含量V
org
，根据建立的标准井页岩层段内有机孔隙度Φ
Torg
的计算公式，计算待测页岩层段内有机质孔隙度。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S1中，所述V
org
＝ρ
roc
/ρ
org
×
M
org
，其中ρ
roc
为岩石密度，ρ
org
为有机质密度。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤S2具体包括以下步骤：T1，基于标准井页岩层段的扫描电镜照片，确定所述标准井页岩层段的不同类型有机质的面孔率Φ
面孔率
；T2，统计标准井页岩层段纵向上有机碳含量构成，确定所述标准井页岩层段的不同类型有机质的构成比例。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤T2具体包括：统计标准井页岩层段纵向上有机碳含量构成，然后判断所述标准井页岩层段属于富有机质页岩层段或贫有机质页岩层段，进而确定所述标准井页岩层段的不同类型有机质的构成比例。5.根据权利要求1-4中任意一项所述的方法，其特征在于，所述不同类型有机质包括多细胞藻类、单细胞藻类和沥青；优选地，所述多细胞藻类的面孔率为50％～80％；所述单细胞藻类的面孔率为5％～10％；所述沥青的面孔率为5％～10％。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，当所述标准井页岩层段属于富有机质页岩层段时，所述多细胞藻类的含量占有机碳含量的60～80％，所述单细胞藻类的含量占有机碳含量的10～20％，所述沥青的含量占有机碳含量的10～20％。7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，当所述标准井页岩层段属于贫有机质页岩层段时，所述多细胞藻类的含量占有机碳含量的20～40％，所述单细胞藻类的含量占有机碳含量的30～40％，所述沥青的含量占有机碳含量的30～40％。8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，当所述标准井页岩层段属于富有机质页岩层段时，所述标准井页岩层段内有机孔隙度的计算公式为：Φ
Torg富
＝V
org
×
Φ
面孔率
＝ρ
...

【专利技术属性】
技术研发人员：聂海宽，李东晖，孙川翔，刘光祥，杜伟，刘忠宝，金武军，
申请(专利权)人：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：