岩石解吸气测定仪在页岩气勘探中的应用

页岩储层的含气量决定了页岩气开发是否具有商业价值,是页岩勘探评价中的重要参数,也是页岩气实验测试的难点之一。现场解吸法是最直接和常用的测试方法,如何提高解吸气的测量精度,是准确评价页岩含气量的关键。在分析常规现场解吸仪器使用过程中测量精度低、自动化程度差的基础上,自行研制了岩石解吸气测定仪,阐述其方法原理,通过测量过程分析及页岩含气量计算方法探讨,证明含气性分析结果是有效的,并于2014年在CY1井成功进行了应用,为优选出"低风险区"提供了重要的依据。     

页岩含气量自动测定技术

由于应用于现场含气量测定的手动排水采气法难以满足页岩储层取样密度增加的需要,为此,研发出页岩含气量自动测定技术。根据在U形管内的液体在同等大气压条件下其液体等高的等压液位平衡原理,采用光电非接触式闭环测控方法,实现对页岩储层含气量的恒压等容自动连续测定。现场应用表明,相邻井深的样品分别采用自动、人工计量方法的测量结果仅相差0.03 m3/t,页岩含气量现场自动测定技术能够代替手动排水采气法,可满足页岩含气量现场测定的需要。该技术能有效减轻现场测试人员的劳动强度,且具有较高的精度,实现了页岩含气量的自动、精准评价。该技术已成功应用于四川盆地20余口页岩气井的含气量现场测定,为四川盆地页岩气示范区（长宁、威远）的建设提供了强有力的数据支撑。此外,该项自动测定技术还能应用于煤层含气量的测定以及气体的连续计量测试。     

全自动页岩含气量测试分析仪的研制

基于解吸方法的页岩含气量测试仪器普遍存在测试自动化程度低、对温度和压力影响缺乏考虑、测量精度低及便携性差等问题。为此,研制了全自动页岩含气量测试分析仪。该分析仪由恒温水浴箱、解吸罐、测量装置、数据采集盒和上位机测试软件组成,可自动测量页岩解吸气量并记录当前解吸温度和压力等参数,将测得的解吸气量转化为标准状态下的气量,运用拟合算法对损失气进行反演推算,测出的解吸气和推算出的损失气之和近似为页岩总含气量。现场试验结果表明,仪器能够控制解吸温度和解吸压力,可针对不同情况选择损失气评估算法,具有自动化程度高、测量精度高和携带方便等特点。该仪器的研制成功对我国页岩气资源的评估和开发具有重大意义。     

川东南地区志留系页岩含气量特征及其影响因素

页岩含气量是页岩气勘探潜力评价、勘探有利区优选、资源量计算的重要指标,也是后期进行开发规划、气藏描述、储量计算的关键参数。为了探索影响页岩含气量的因素,应用统一的方法现场测量了四川盆地东南不同地区多口页岩气探井的含气量,通过对比分析其含气量特征,找到了不同页岩气探井的岩性、总有机碳含量、孔隙度、压力系数等参数与含气量的关系,归纳了影响页岩含气量的主要因素。结论认为,影响页岩含气量的因素可以分为两大类:(1)只在早期对含气量有影响的基础因素,主要为有机质类型、有机质丰度、岩性、黏土矿物含量等;(2)控制页岩含气量的关键因素是保存条件,构造样式和断裂发育程度是影响保持条件的主要因素。孔隙度、孔隙结构、压力系数等参数不是影响页岩含气量的因素,而是表征页岩含气量高低的指标性参数,因此在勘探中可以尝试通过孔隙度预测或压力预测来判断页岩的含气性。     

页岩含气量测定及计算方法研究

选取影响页岩含气量的评价参数,建立适当的页岩含气量的计算方法并作出准确评价,是页岩气储层研究的内容之一。页岩含气量的实验测试主要借鉴煤层气中的测试方法和理论,通过解吸法分别测量解吸气、残余气和损失气得到页岩总含气量;利用等温吸附实验确定页岩吸附气量。以含气量实验测试数据为基础,从页岩含气量内部和外部影响因素入手,分别优选总含气量和吸附气量关键影响参数指标,建立适合研究区域的总含气量和吸附气量计算模型,拟合模型计算的总含气量和吸附气量与实验测试值吻合良好,较好达到预测页岩含气量的效果。     

鄂尔多斯盆地页岩含气量测定及方法探讨

页岩含气量是页岩含气性评价和有利区域优选的关键性参数,对页岩气资源评价和储量预测具有重要的意义。通过两种实验方法分别测定鄂尔多斯盆地中东部上古生界二叠系山西组页岩含气量,并对两种方法的准确性做了对比和讨论。解析法测定页岩含气量测量直接,数据直观,对取样要求高,测出的页岩含气量更接近真实值。等温吸附实验法取样快速简便,但受实验条件所限,需通过数学模型拟合计算含气量数值,误差较大,适合用于不同岩性和层位的页岩吸附气量的相对比较。通过实验,初步确定鄂尔多斯盆地上古生界山西组页岩含气量为0.82~1.25 m3/t岩石之间,0.82 m3/t岩石较接近真实值。     

基于气测录井的页岩气地层含气量计算方法

页岩气地层含气量的高低是评价页岩气地层是否为有经济效益的可采页岩气储集层的一项重要指标。在规模开发页岩气过程中,当无法进行钻井取心时,利用岩心测定地层含气量的页岩气解析仪无法应用到钻井作业现场。在简介当前页岩气地层含气量测量计算方法的基础上,从气测录井气体检测分析过程入手,通过已知页岩气井的页岩气解析仪测定的地层含气量与相应层段的气测录井全烃含量之间的相关性分析,确定了依托钻井现场随钻气测录井技术,利用连续测定的全烃含量来计算页岩地层含气量,实现了及时快速地为页岩气井完井作业提供可靠决策依据的目的。     

关于页岩含气量确定方法的探讨

页岩含气量是页岩气资源评价和有利区优选的关键性参数,也是评价页岩是否具有开采价值的一个重要标准。对页岩含气量的获取方法进行了介绍,其一是通过解吸法分别测量解吸气、残余气和损失气;其二是利用等温吸附实验、测井解释等方法分别计算页岩中的吸附气、游离气含量。分析认为:解吸法测量结果容易受到取心方式、测定方法、损失气量计算方法、气体解吸温度等因素的影响,所测得的总含气量比间接法更接近于真实值;吸附气量的估算需要综合考虑有机碳含量、粘土矿物组分、成熟度、温度和压力等因素对页岩吸附能力的影响,建立适当的吸附气含量计算模型,游离气量估算的关键是确定页岩的有效孔隙度和含气饱和度。建立针对页岩含气量测试技术和等温吸附实验技术标准,量化各种控制因素对页岩含气量的影响,对准确评价页岩含气量具有重要意义。     

页岩含气量研究方法:以川南地区龙马溪组为例

页岩含气性分析是页岩储层评价及有利区优选的关键步骤,而页岩含气量是计算页岩气藏地质储量的关键参数。目前国内外对页岩气含气量的测定方法主要有直接法和间接法。通过直接法和间接法对川南地区龙马溪组含气量的分析可知,直接法和间接法对确定页岩含气量都有各自的优势,可以互为补充。     

鄂尔多斯盆地上三叠统延长组含气页岩地质特征及资源评价

为了摸清鄂尔多斯盆地上三叠统延长组页岩气的勘探潜力,通过野外露头调查、钻井岩心观察、老井资料复查,结合有机地球化学和岩石学分析、含气量现场解析测试等手段,系统开展了延长组含气页岩段展布特征、岩石矿物学特征、有机地球化学特征、储层特征、含气性等地质特征分析,明确了该区中生界含气（油）页岩的主要赋存层段为延长组长4+5、长7、长9段,其中长7段页岩品质条件最好;延长组湖相页岩分布面积较广,厚度大,干酪根类型为腐泥型,有机碳含量高、分布差异性大,吸附能力强,含气量值与海相页岩相当。在地质评价基础上,以含气泥页岩段作为评价单元,采用体积法计算出长9段含气页岩段的地质资源量为0.414 5×10¹² m³,长7段为1.150 6×10¹² m³,长4+5段为0.255 1×10¹² m³;其中长7段资源量占延长组总资源量的63%,可作为盆地页岩气勘探开发的优先选择层段。结论认为：鄂尔多斯盆地延长组页岩气资源量巨大,是未来值得重视的天然气勘探开发新领域。     

影响页岩气高产的地质因素分析

页岩气是目前天然气储量增长的最主要因素,我国蕴含丰富的页岩气资源,页岩气的成功开发将对能源结构、环境政策及能源安全产生重要影响。为了查明影响页岩气高产的地质因素,本文将页岩气藏与常规油藏对比总结得出页岩气藏的特征;分析了页岩气生烃机理、赋存机理与运聚机理;探讨了各地质因素对页岩气开发的影响能力与作用方式。研究认为,各种错综复杂的地质因素主要通过含气量、含气页岩厚度与面积、脆度及孔隙—裂隙网络4个方面影响页岩气的开发难度与商业价值。     

页岩吸附与解吸气量实验研究

页岩气主要以游离气和吸附气形式存在于富含有机质页岩中,含气量的大小受页岩储集层压力、温度等多种因素影响。页岩吸附气量是评价页岩气资源量的关键性参数,也是评价页岩气是否具有开采价值的一项重要标准。在分析页岩气吸附与解吸机理的基础上,开展F页岩气田龙马溪组-五峰组岩心等温吸附、解吸实验研究,实验结果表明:利用等温吸附线法是获得朗氏体积(VL)和朗氏压力(pL)的有效途径;钻井现场页岩快速解吸获得的总含气量主要为吸附气量,游离气量占比较小;页岩朗氏体积(VL)与样品的有机碳含量(Cto)成正相关,达到饱和吸附后温度升高,吸附能力明显下降。     

四川盆地焦石坝地区页岩吸附特征室内实验

页岩含气量对页岩气田储量计算至关重要,直接关系到页岩气的产量、递减规律等。页岩气以游离气和吸附气形式赋存,有重量法等温吸附、容量法等温吸附、现场含气量测试等不同方法测试吸附气、游离气。通过测试页岩气降压解吸过程中气体体积变化来测量吸附气量,首次建立了同时测试页岩吸附气、游离气的方法。该方法采用柱状页岩岩心,模拟不同温度、压力、含水、真实孔隙结构等条件,消除了等温吸附曲线的负吸附异常;分析了有机质含量、压力、温度、含水、气体组成等因素对页岩吸附量的影响。实验结果表明,页岩的甲烷吸附量随压力增加而增加,压力大于12MPa后达到吸附/解吸动态平衡,吸附量不再增加;有机质含量TOC增加时吸附量增加;温度增加时吸附量降低;页岩含水后吸附量降低;甲烷吸附量高于氮气吸附量;焦石坝龙马溪组主力层页岩在温度20℃、压力30MPa下页岩气吸附气量介于1.8~3.1m~3/t之间,总含气量介于5.1~6.5m~3/t之间,吸附气占总气量40%左右。     

页岩气含量定量评价项目通过验收

<正>2014年12月29日,在中国石油化工集团公司科技部组织召开的技术成果验收会上,中国石化石油勘探开发研究院无锡石油地质所承担的"页岩气含量定量评价与储层微观结构分析"科研项目,通过专家组评审验收。该项目研究形成了页岩含气量定量分析技术系列、泥页岩超低物性参数测量技术系列、泥页岩微观结构分析和表征技术系列,并建立了页岩脆性分析方法、页岩含气量现场测试方法流程,以及实验测试标准,确定了泥页岩的脆性特征及泥页岩的脆延、脆塑     

中国石化无锡石油地质研究所实验地质技术之页岩气现场含气量测试技术

<正>页岩层段含气量是计算其原地气量的关键参数,对含气性评价、资源储量预测均具有重要意义。现场解吸法是页岩含气量测试最直接的方法,通常被认为数据更可靠。但目前国内外现有含气量测试技术存在自动化程度低、批试验能力差、体积计量误差高等突出弊端,难以满足高密度取芯精确测试需求。自2013年以来,中国石化无锡石油地质研究所成功推     

一种考虑气藏特征的页岩含气量计算方法——以四川盆地及其周缘焦页1井和彭页1井为例

损失气含量是页岩气含气量的重要组成部分,是页岩气总气量的确定、页岩气资源量和储量计算的重要参数。基于煤层气岩心解吸测试中采用的损失气计算方法——USBM方法及其改进方法不能真实反映页岩气藏损失气含量。综合考虑页岩气藏特征、储层类型及特征、孔隙结构、孔喉大小、气藏压力、取心时间、解吸气含量和解吸时间等因素,重点考虑了钻遇岩心时的瞬间散失气量和解吸速率,提出了一种页岩损失气含量和含气量的计算方法。以超压页岩气藏JY1井和常压页岩气藏PY1井为例,采用该方法计算JY1井下部优质页岩层段的总含气量为6.87~9.02 m³/t,平均7.47 m³/t,上部页岩层段的总含气量为3.25~3.82 m³/t,平均3.64 m³/t;PY1井下部优质页岩层段的总含气量为3.18~4.29 m³/t,平均3.83 m³/t;上部页岩层段的总含气量为1.67~2.28 m³/t,平均1.94 m³/t。明显高于常用算法计算的总含气量数值。采用理论计算法和依据焦石坝页岩气井生产特征计算法两种方法对本文提出的页岩含气量计算方法进行了验证,吻合度较好。研究成果为页岩气藏、尤其是超高压页岩气藏含气量、储量计算和产能评价提供理论依据和计算方法支撑。     

页岩气解吸方法研究进展

页岩含气量评价对页岩气资源预测、储量计算、勘探开发规划具有重要的意义。解吸法是页岩含气量评价中应用非常广泛的一种直接测量方法。页岩气的解吸方法主要沿用了煤层气的技术,将岩心或岩屑封装于解吸罐后,测定解吸气和残留气,计算损失气,3部分的总和即页岩储层的含气量。经过多年的发展,解吸装置在不断改进,解吸数据分析方法一直在优化。目前已经发展了USBM法、多项式法、Smith-Williams法、下降曲线法、Amoco法等多种解吸数据处理方法。在实际应用中,温度等环境因素、损失时间、采用的拟合方法以及解吸装置本身都会对解吸结果产生明显的影响。由于页岩气的扩散机制和解吸过程与煤层气存在一定差异,简单沿用煤层气的方法与技术评价页岩含气量,可能存在明显的误差。未来的研究将致力于改进解吸装置,发展符合页岩气体解吸机理的数学模型,规范解吸方法,建立相关行业标准。     

测井多参数两向量法识别页岩气地质“甜点”

为了给页岩气水平井地质导向钻井目标层的优选提供地质依据,以四川盆地威远地区下寒武统筇竹寺组页岩地层为研究对象,提出了测井多参数两向量法识别页岩气地质"甜点"的方法。该方法首先利用测井曲线计算页岩有机碳含量、脆性指数和含气饱和度;然后优选敏感反映好、中、差页岩气层的测井地质参数,结合试井资料构建页岩气层样本集;再由好、差两类页岩气层样本计算第一、第二判别向量C、K及其对应的综合指标R_1、R_2,建立好、中、差页岩气层判别图版和分类特征投影函数F;进而根据判别结果优选出页岩气地质"甜点"作为地质导向钻井的目标层,并进行了现场检验。结果表明:(1)据该区筇竹寺组页岩地层测井地质参数拟合/改进的有机碳含量、脆性指数、含气饱和度的公式可用于相关参数的计算;(2)依据页岩气层判别图版与特征函数F确定页岩气地质"甜点"层段判别标准所得到的结果直观可靠;(3)现场实践中,采用该方法实时准确划分了页岩地层的目标层和导向标志层,准确率由采用传统的多元线性逐步判别法的72.6%提高到了现在的87.4%。结论认为,该方法应用于研究区页岩气地质"甜点"的判别,所得结果合理可靠、准确度高。     

页岩储层含气性评价及影响因素分析——以涪陵页岩气田为例

页岩气赋存形式多样,主要以游离态、吸附态为主,且不同赋存状态的页岩气主控因素差别较大,页岩含气性综合评价体系尚未形成。为此,依据四川盆地东部涪陵国家级页岩气示范区生产特征实际资料,以五峰-龙马溪组页岩为研究对象,主要通过地球化学分析测试、岩石物性测试、等温吸附实验和岩心现场解吸等手段,研究影响不同赋存状态的页岩含气性的主控因素,提出页岩含气性评价主要包括2大类6项参数的评价指标:直接指标（实测含气量、气测显示值和含气饱和度）和间接指标（孔隙度、电阻率和地层压力）的含气性定性-半定量评价体系。      

页岩气井口湿气流量计现场使用性能评价研究

目的 选择典型的页岩气生产平台,采用自主设计的两相流量计现场比对测试橇,在不同生产工况下实验评估湿气流量计的现场使用性能。方法 分析了页岩气井口湿气流量测量的特点,考查了湿气流量计在页岩气井口不同气液流量下的性能特征。结果 测试流量范围内湿气流量计气相偏差为-6.07%～0.82%,液相偏差为-24.91%～96.49%,且随着气液两相流量的降低,被测湿气流量计的气液测量偏差逐渐增大。结论 湿气流量计的测量性能与气液流量等工况极为相关,需要进一步扩大实验规模和范围,同时尽快制定明确的湿气流量计技术需求指标,确保现场应用的湿气流量计满足页岩气生产需求。