CN116773396A - 地层温压条件下页岩总含气量获取方法和*** - Google Patents
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Abstract
本发明涉及了一种地层温压条件下页岩总含气量获取方法和***，一种地层温压条件下页岩总含气量获取方法，包括：获取目的层泥页岩的总有机碳含量，并对目的层泥页岩进行多温度点甲烷等温吸附实验；基于页岩的总有机碳含量、多个实验温度、地层温度建立绝对吸附气量计算模型；获取页岩样品的全孔径孔体积；基于全孔径孔体积、绝对吸附气量计算模型和高精度超临界甲烷密度建立地下游离气量计算模型；应用地下游离气量计算模型和绝对吸附气量计算模型，得到地下实际温度和压力条件下的页岩总含气量。本发明对深层高温高压条件下页岩含气量的计算适用性强，基于页岩气的赋存规律，给出了页岩总含气量更加精确的计算方法。
Description
技术领域
本发明涉及页岩气含量评价和勘探开发领域。尤其涉及一种地层温压条件下页岩总含气量获取方法和***。
背景技术
页岩气是一种非常规天然气资源，是我国明确要增储上产的接替矿种。页岩作为一种富有微纳米孔隙的致密岩石，具有非常大的比表面积和吸附能力。目前评价页岩总含气量的方法分为直接法和间接法两类。
直接法是通过钻取地下含气岩心，把岩心置于解吸气测量装置中，通过获得从页岩中解吸出来的天然气体积，计算页岩中总含气量的方法。这一过程中，还需要估算取心过程中散失掉的损失气量和最终未解吸出来的残余气量。由于受到工程因素、地质因素、时间因素和设备因素等多种影响，导致直接法存在一定不可估计的误差。而且直接方法成本高、周期长，需要对刚刚钻取的岩心立刻进行分析，条件比较苛刻。间接法是通过基于实验数据、物探信号、地质要素与含气量间的经验关系，通过建立理论模型和经验公式，模拟计算页岩的总含气量的方法。一般认为，页岩气以吸附气和游离气为主要赋存状态存在于页岩微纳米级别的孔隙中。
现有的页岩总含气量间接计算方法普遍存在以下问题：(1)地下温压条件下，页岩气处于超临界状态，以游离态存在的超临界甲烷如采用理想气体状态方程进行评价，计算结果不准确；(2)地层条件下，页岩的孔隙空间有限，而有限的孔隙体积被吸附气与游离气共同占有，因此游离气计算时应扣除吸附气所占据的体积；(3)通过单一方法测量到的孔隙体积，不包含微小纳米孔隙，会导致所算含气量结果偏小。
因此，为准确评价页岩层含气量，满足勘探及资源评价需求，需要一种更加精确计算地层温压条件下页岩储层中总含气量的方法。
发明内容
本发明提供一种地层温压条件下页岩总含气量获取方法和***，以解决现有的含气量评价方法得到的页岩层含气量结果不准确的问题。
为实现上述目的，第一方面，本发明提供一种地层温压条件下页岩总含气量获取方法，包括：
获取目的层泥页岩的总有机碳含量，并对所述目的层泥页岩进行多温度点甲烷等温吸附实验，得到Langmuir压力以及Langmuir体积；
基于所述页岩的总有机碳含量、多个实验温度、地层温度、Langmuir体积、地层压力和Langmuir压力，建立绝对吸附气量计算模型；
通过低温二氧化碳吸附、低温氮气吸附和高压压汞测试方法，联合获取页岩样品的全孔径孔体积；
基于所述全孔径孔体积、标准状态下甲烷密度、吸附态甲烷密度、绝对吸附气量计算模型和高精度超临界甲烷密度建立地下游离气量计算模型；
获取地下实际温度和压力条件，应用所述地下游离气量计算模型和所述绝对吸附气量计算模型，得到所述地下实际温度和所述压力条件下的页岩总含气量。
优选的，获取系数a1、b1、c1、a2和b2；基于所述地层压力、所述地层温度以及所述系数a1、b1、c1、a2和b2建立绝对吸附气量计算模型；
其中，所述获取系数a1、b1、c1、a2和b2，具体包括：
采用TOC和温度双参数对所述Langmuir体积进行建模，公式为：
其中，VL为Langmuir体积，由甲烷等温吸附实验获得；TOC为页岩的总有机碳含量，由实验室测量获得；Te为甲烷等温吸附实验的温度；a1、b1、c1为系数，需要通过线性回归拟合获取；
采用温度Te对Langmuir压力PL进行建模，公式为：
PL＝a2·Te+b2
其中，PL为Langmuir压力，由甲烷等温吸附实验获得；a2、b2为系数，需要通过线性回归拟合获取。
优选的，所述基于所述地层压力、所述地层温度以及所述系数a1、b1、c1、a2和b2建立绝对吸附气量计算模型，具体为通过一下公式计算得到地层温压条件下的绝对吸附气量Vab：
其中，P是地层压力，T是地层温度，根据需要评估地下页岩的条件设置或参考地区前期相关数据获得。
优选的，所述通过低温二氧化碳吸附、低温氮气吸附和高压压汞三种方法，联合获取页岩样品的全孔径孔体积Vt，采用以下形式：
Vt＝V0―2nm+V2―50nm+V50+nm
式中，Vt是页岩样品的全孔径孔体积；V0-2nm是页岩中直径小于2nm的微孔，由低温二氧化碳吸附测试获取；V2-50nm是页岩中直径在2-50nm之间的中孔，由低温氮气吸附测试获取；V50+nm是页岩中直径大于50nm的宏孔，由高压压汞测试获取；
所述建立地下游离气量计算模型，具体包括：
计算可供游离气赋存的孔隙体积Vfp，采用如下形式：
式中，ρstd是标准状态下甲烷密度，ρstd＝0.716×10-3；ρads是吸附态甲烷密度，ρads＝0.373。
根据对应温度和压力下高精度超临界甲烷密度，建立地下游离气含量Vfree计算模型：
式中，Vfree是地下页岩中游离气在标准状态下的体积；ρg是高精度超临界甲烷密度。
优选的，所述对应温度和压力条件下高精度超临界甲烷密度是通过对高精度超临界甲烷密度交会图中的对应数值读值和差值获得的。
优选的，所述甲烷等温吸附实验的多个实验温度范围在15至80度之间。
优选的，得到所述地下实际温度和所述压力条件下的页岩总含气量Vg，计算公式如下：
Vg＝Vab+Vfree
式中，Vg是对应温度和压力条件下页岩的总含气量；Vab和Vfree由地下页岩对应所述地下实际温度和所述压力条件分别代入建立的绝对吸附气量计算模型和地下游离气量计算模型计算获得。
第二方面，本发明还涉及一种地层温压条件下页岩总含气量获取***，包括：参数获取单元：用于获取目的层泥页岩的总有机碳含量、Langmuir压力以及Langmuir体积，其中Langmuir压力以及Langmuir体积对所述目的层泥页岩进行多温度点甲烷等温吸附实验得到的；
第一模型建立单元，用于基于所述页岩的总有机碳含量、多个实验温度、地层温度、Langmuir压力、Langmuir体积、地层压力和Langmuir压力PL，建立绝对吸附气量计算模型；
全孔径孔体积获取单元，用于获取页岩样品的全孔径孔体积，其中所述全孔径孔体积为通过低温二氧化碳吸附、低温氮气吸附和高压压汞测试方法联合得到的；
第二模型建立单元，用于基于所述全孔径孔体积、标准状态下甲烷密度、吸附态甲烷密度、绝对吸附气量计算模型和高精度超临界甲烷密度建立地下游离气量计算模型；
页岩总含气量计算单元，用于获取地下实际温度和压力条件，应用地下游离气量计算模型和所述绝对吸附气量计算模型，得到所述地下实际温度和所述压力条件下的页岩总含气量。
优选的，所述第一模型建立单元，具体用于：基于所述Langmuir体积以及Langmuir压力，获取系数a1、b1、c1、a2和b2；基于所述地层压力、所述地层温度以及所述系数a1、b1、c1、a2和b2建立绝对吸附气量计算模型；
其中，所述获取系数a1、b1、c1、a2和b2，具体包括：
采用TOC和温度双参数对Langmuir体积VL进行建模，公式为：
其中，VL为Langmuir体积，由甲烷等温吸附实验获得；TOC为页岩的总有机碳含量，由实验室测量获得；Te为甲烷等温吸附实验的温度；a1、b1、c1为系数，需要通过线性回归拟合获取；
采用温度Te对Langmuir压力PL进行建模，公式为：
PL＝a2·Te+b2
其中，PL为Langmuir压力，由甲烷等温吸附实验获得；a2、b2为系数，需要通过线性回归拟合获取；
所述基于所述地层压力、所述地层温度以及所述系数a1、b1、c1、a2和b2建立绝对吸附气量计算模型，具体为通过一下公式计算得到地层温压条件下的绝对吸附气量Vab：
其中，P是地层压力，T是地层温度，根据需要评估地下页岩的条件设置或参考地区前期相关数据获得。
优选的：所述全孔径孔体积获取单元，具体包括，所述全孔径孔体积Vt通过以下公式获取：
Vt＝V0―2nm+V2―50nm+V50+nm
式中，Vt是页岩样品的全孔径孔体积；V0-2nm是页岩中直径小于2nm的微孔，由低温二氧化碳吸附测试获取；V2-50nm是页岩中直径在2-50nm之间的中孔，由低温氮气吸附测试获取；V50+nm是页岩中直径大于50nm的宏孔，由高压压汞测试获取；
所述第二模型建立单元，具体用于：
计算可供游离气赋存的孔隙体积Vfp，采用如下形式：
式中，ρstd是标准状态下甲烷密度，ρstd＝0.716×10-3；ρads是吸附态甲烷密度，ρads＝0.373。
根据对应温度和压力下高精度超临界甲烷密度，建立地下游离气含量Vfree计算模型：
式中，Vfree是地下页岩中游离气在标准状态下的体积；ρg是高精度超临界甲烷密度；
所述页岩总含气量计算单元，具体用于：采用以下计算公式计算页岩总含气量Vg，：
Vg＝Vab+Vfree
式中，Vg是对应温度和压力条件下页岩的总含气量；Vab和Vfree由地下页岩对应所述地下实际温度和所述压力条件分别代入建立的绝对吸附气量计算模型和地下游离气量计算模型计算获得。
第三方面，本发明还涉及一种计算机可读存储介质，存储介质中存储有指令，所述指令运行时执行上述的一种地层温压条件下页岩总含气量获取方法。
本发明涉及的一种地层温压条件下页岩总含气量获取方法、***及介质，产生的有益技术效果为：
1)本发明通过较少的页岩样品和实验数据，获得研究区多温度、实验压力、总有机碳含量TOC条件下页岩的总含气量，为低勘探程度区页岩含气量预测、模拟及资源评价提供可能和数据支撑。
2)本发明中建立的吸附气模型和游离气模型对深层高温高压条件下页岩含气量的计算适用性强，不会出现吸附量为负值或游离相密度超过液态甲烷密度的错误结果。
3)本发明采用多种测试方法联合获取页岩的全孔径孔体积，可以更加准确表征了富微纳米孔隙页岩的孔隙体积。
4)本发明基于页岩气的赋存规律，考虑了超临界甲烷密度和有限孔隙体积约束，给出了更加精确的计算方法，且模型简单、明确，参数易于获取，便于流程化计算和批量操作。
附图说明
图1为本发明实施例一中一种地层温压条件下页岩总含气量获取方法的方法流程图；
图2是本发明实施例一的实例1中Langmuir体积VL与TOC、温度的拟合关系图；
图3是本发明实施例一的实例1中Langmuir体积PL与温度的拟合关系图；
图4是本发明实施例一的实例1中计算吸附气量与实测吸附气量的交会图；
图5为本发明实施例一的实例1中全孔径孔体积表征方法结果；
图6为本发明实施例一的实例1中不同温度和压力下高精度超临界甲烷密度交会图；
图7为本发明实施例二中一种地层温压条件下页岩总含气量获取***的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
实施例一
一种地层温压条件下页岩总含气量获取方法，请参阅图1-6，
下面基于一实例对本实施例的一种地层温压条件下页岩总含气量获取方法进行说明：包括步骤S10-S50。
S10获取目的层泥页岩的总有机碳含量，并对目的层泥页岩进行多温度点甲烷等温吸附实验，得到Langmuir压力以及Langmuir体积。
以下采用实例1说明：S11确定泥页岩储层的TOC(Total Organic Carbon，总有机碳)含量，参数获取方法建议采用实验室干烧法测定。
S12采集4个不同页岩的总有机碳含量TOC含量的页岩样品，粉碎至40-60目大小的颗粒，进行甲烷等温吸附实验，温度分别为20℃、27.5℃、40℃、52.5℃和65℃。甲烷等温吸附实验的多个实验温度范围在15至80度之间。
S13根据甲烷等温吸附结果，采用经典Langmuir模型对实验数据进行拟合，并转换为绝对吸附量并记录Langmuir体积和Langmuir压力两个参数值。
S20基于页岩的总有机碳含量、多个实验温度、地层温度、Langmuir体积、地层压力和Langmuir压力，建立绝对吸附气量计算模型。
其中，S20具体包括：S21:获取系数a1、b1、c1、a2和b2，具体步骤如下：
采用TOC和温度双参数对Langmuir体积进行建模，公式为：
其中，VL为Langmuir体积，由甲烷等温吸附实验获得；TOC为页岩的总有机碳含量，由实验室测量获得；Te为甲烷等温吸附实验的温度；a1、b1、c1为系数，需要通过线性回归拟合获取.
上述实例1中，得到的公式为：
VL＝(0.3718·TOC+2.0386)·e-0.0073·T
图2是Langmuir体积VL与TOC、温度的拟合关系图。图中可以看出模型拟合效果较好，延伸到高温高压区也不会出现负值，在高温高压条件下同样具有一定适用性。
采用温度Te对Langmuir压力PL进行建模，公式为：
PL＝a2·Te+b2
其中，PL为Langmuir压力，由甲烷等温吸附实验获得；a2、b2为系数，需要通过线性回归拟合获取。
上述实例1中，得到的公式为：
PL＝0.0189·T+1.0288
图3是Langmuir体积PL与温度的拟合关系图。图中可以看出不同样品在相同温度下的PL相近，代表PL主要受温度影响，而与其他因素关系较小。
S20还包括S22:，基于地层压力、地层温度以及系数a1、b1、c1、a2和b2建立绝对吸附气量计算模型，具体为通过一下公式计算得到地层温压条件下的绝对吸附气量Vab：
其中，P是地层压力，T是地层温度，根据需要评估地下页岩的条件设置或参考地区前期相关数据获得。
上述实例1中，得到的公式为：
图4是计算吸附气量与实测吸附气量的交会图。图中可以看出公式计算结果与实测结果相关性较好，证明该公式计算结果准确。
S30:通过低温二氧化碳吸附、低温氮气吸附和高压压汞三种方法，联合获取页岩样品的全孔径孔体积。
采用以下形式：
Vt＝V0―2nm+V2―50nm+V50+nm
式中，Vt是页岩样品的全孔径孔体积；V0-2nm是页岩中直径小于2nm的微孔，由低温二氧化碳吸附测试获取；V2-50nm是页岩中直径在2-50nm之间的中孔，由低温氮气吸附测试获取；V50+nm是页岩中直径大于50nm的宏孔，由高压压汞测试获取。
上述实例1中，图5是采用三种方法联合获得的全孔径孔体积分布图。图中0-2nm孔隙体积为0.001985cm3·g-1，采用低温CO2吸附获得；2-50nm孔隙体积为0.009215cm3·g-1，采用低温N2吸附获得；50+nm孔隙体积为0.006907cm3·g-1，采用高压压汞实验获得；总孔隙体积为0.018107cm3·g-1。
S40:基于全孔径孔体积、标准状态下甲烷密度、吸附态甲烷密度、绝对吸附气量计算模型和高精度超临界甲烷密度建立地下游离气量计算模型。
具体为：计算可供游离气赋存的孔隙体积Vfp，采用如下形式：
式中，ρstd是标准状态下甲烷密度，ρstd＝0.716×10-3；ρads是吸附态甲烷密度，ρads＝0.373。
根据对应温度和压力下高精度超临界甲烷密度，建立地下游离气含量Vfree计算模型：
式中，Vfree是地下页岩中游离气在标准状态下的体积；ρg是高精度超临界甲烷密度。
图6是不同温度和压力下高精度超临界甲烷密度交会图。对应温度和压力条件下超临界甲烷的密度可以通过在交会图中读值和差值获得。
S50:获取地下实际温度和压力条件，应用地下游离气量计算模型和绝对吸附气量计算模型，得到地下实际温度和压力条件下的页岩总含气量。
具体为：获取研究区需要预测含气量的地下页岩温度和压力条件，可以通过地球物理方法或地下温压场计算获得。把温度和压力条件代入Vab和Vfree计算模型中，最终计算获得地层温压条件下页岩的总含气量Vg，采用如下计算公式：Vg＝Vab+Vfree
式中，Vg是对应温度和压力条件下页岩的总含气量；Vab和Vfree由地下页岩对应地下实际温度和压力条件分别代入建立的绝对吸附气量计算模型和地下游离气量计算模型计算获得。
实施例二
如图7所示，本发明还涉及一种地层温压条件下页岩总含气量获取***，本实施例的可采用带有中央处理器的计算设备，如个人电脑、上位机、服务器、穿戴电子设备等实现。包括：参数获取单元60：用于获取目的层泥页岩的总有机碳含量、Langmuir压力以及Langmuir体积，其中Langmuir压力以及Langmuir体积对目的层泥页岩进行多温度点甲烷等温吸附实验得到的。
第一模型建立单元70，用于基于页岩的总有机碳含量、多个实验温度、地层温度、Langmuir体积、地层压力和Langmuir压力PL，建立绝对吸附气量计算模型。
全孔径孔体积获取单元80，用于获取页岩样品的全孔径孔体积，其中全孔径孔体积为通过低温二氧化碳吸附、低温氮气吸附和高压压汞测试方法联合得到的。
第二模型建立单元90，用于基于全孔径孔体积、标准状态下甲烷密度、吸附态甲烷密度、绝对吸附气量计算模型和高精度超临界甲烷密度建立地下游离气量计算模型。
页岩总含气量计算单元100，用于获取地下实际温度和压力条件，应用地下游离气量计算模型和绝对吸附气量计算模型，得到地下实际温度和压力条件下的页岩总含气量。
优选的，第一模型建立单元70，具体用于：基于Langmuir体积以及Langmuir压力，获取系数a1、b1、c1、a2和b2；基于地层压力、地层温度以及系数a1、b1、c1、a2和b2建立绝对吸附气量计算模型；
其中，获取系数a1、b1、c1、a2和b2，具体包括：
采用TOC和温度双参数对Langmuir体积VL进行建模，公式为：
其中，VL为Langmuir体积，由甲烷等温吸附实验获得；TOC为页岩的总有机碳含量，由实验室测量获得；Te为甲烷等温吸附实验的温度；a1、b1、c1为系数，需要通过线性回归拟合获取；
采用温度Te对Langmuir压力PL进行建模，公式为：
PL＝a2·Te+b2
其中，PL为Langmuir压力，由甲烷等温吸附实验获得；a2、b2为系数，需要通过线性回归拟合获取；
基于地层压力、地层温度以及系数a1、b1、c1、a2和b2建立绝对吸附气量计算模型，具体为：通过一下公式计算得到地层温压条件下的绝对吸附气量Vab：
其中，P是地层压力，T是地层温度，根据需要评估地下页岩的条件设置或参考地区前期相关数据获得。
在本实施例中，全孔径孔体积获取单元80，具体包括，全孔径孔体积Vt通过以下公式获取：
Vt＝V0―2nm+V2―50nm+V50+nm
式中，Vt是页岩样品的全孔径孔体积；V0-2nm是页岩中直径小于2nm的微孔，由低温二氧化碳吸附测试获取；V2-50nm是页岩中直径在2-50nm之间的中孔，由低温氮气吸附测试获取；V50+nm是页岩中直径大于50nm的宏孔，由高压压汞测试获取；
第二模型建立单元90，具体用于：
计算可供游离气赋存的孔隙体积Vfp，采用如下形式：
式中，ρstd是标准状态下甲烷密度，ρstd＝0.716×10-3；ρads是吸附态甲烷密度，ρads＝0.373。
根据对应温度和压力下高精度超临界甲烷密度，建立地下游离气含量Vfree计算模型：
式中，Vfree是地下页岩中游离气在标准状态下的体积；ρg是高精度超临界甲烷密度；
页岩总含气量计算单元100，具体用于：采用以下计算公式计算页岩总含气量Vg：
Vg＝Vab+Vfree
式中，Vg是对应温度和压力条件下页岩的总含气量；Vab和Vfree由地下页岩对应地下实际温度和压力条件分别代入建立的绝对吸附气量计算模型和地下游离气量计算模型计算获得。
本实施例的地层温压条件下页岩总含气量获取***，其中参数的获取的实现过程方法和效果均与实施例一描述的一种地层温压条件下页岩总含气量获取***方法相同，在此不再赘述，而建模和计算过程参照上文记载的地层温压条件下页岩总含气量获取***完成。
实施例三
本发明涉及一种计算机可读存储介质，存储介质中存储有指令，指令运行时执行实施一的一种地层温压条件下页岩总含气量获取方法，其运行时实现过程方法和效果均与实施例一描述的一种地层温压条件下页岩总含气量获取方法相同，在此不再赘述。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种地层温压条件下页岩总含气量获取方法，其特征在于，包括：
获取目的层泥页岩的总有机碳含量，并对所述目的层泥页岩进行多温度点甲烷等温吸附实验，得到Langmuir压力以及Langmuir体积；
基于所述页岩的总有机碳含量、多个实验温度、地层温度、Langmuir体积、地层压力和Langmuir压力，建立绝对吸附气量计算模型；
通过低温二氧化碳吸附、低温氮气吸附和高压压汞测试方法，联合获取页岩样品的全孔径孔体积；
基于所述全孔径孔体积、标准状态下甲烷密度、吸附态甲烷密度、绝对吸附气量计算模型和高精度超临界甲烷密度建立地下游离气量计算模型；
获取地下实际温度和压力条件，应用所述地下游离气量计算模型和所述绝对吸附气量计算模型，得到所述地下实际温度和所述压力条件下的页岩总含气量。
2.根据权利要求1所述的一种地层温压条件下页岩总含气量获取方法，其特征在于，所述建立绝对吸附气量计算模型，具体包括：获取系数a1、b1、c1、a2和b2；基于所述地层压力、所述地层温度以及所述系数a1、b1、c1、a2和b2建立绝对吸附气量计算模型；
其中，所述获取系数a1、b1、c1、a2和b2，具体包括：
采用TOC和温度双参数对所述Langmuir体积进行建模，公式为：
其中，VL为Langmuir体积，由甲烷等温吸附实验获得；TOC为页岩的总有机碳含量，由实验室测量获得；Te为甲烷等温吸附实验的温度；a1、b1、c1为系数，需要通过线性回归拟合获取；
采用温度Te对Langmuir压力PL进行建模，公式为：
PL＝a2·Te+b2
其中，PL为Langmuir压力，由甲烷等温吸附实验获得；a2、b2为系数，需要通过线性回归拟合获取。
3.根据权利要求2所述的一种地层温压条件下页岩总含气量获取方法，其特征在于，所述基于所述地层压力、所述地层温度以及所述系数a1、b1、c1、a2和b2建立绝对吸附气量计算模型，具体为通过一下公式计算得到地层温压条件下的绝对吸附气量Vab：
其中，P是地层压力，T是地层温度，根据需要评估地下页岩的条件设置或参考地区前期相关数据获得。
4.根据权利要求3所述的一种地层温压条件下页岩总含气量获取方法，其特征在于，所述通过低温二氧化碳吸附、低温氮气吸附和高压压汞三种方法，联合获取页岩样品的全孔径孔体积Vt，采用以下形式：
Vt＝V0―2nm+V2―50nm+V50+nm
式中，Vt是页岩样品的全孔径孔体积；V0-2nm是页岩中直径小于2nm的微孔，由低温二氧化碳吸附测试获取；V2-50nm是页岩中直径在2-50nm之间的中孔，由低温氮气吸附测试获取；V50+nm是页岩中直径大于50nm的宏孔，由高压压汞测试获取；
所述建立地下游离气量计算模型，具体包括：
计算可供游离气赋存的孔隙体积Vfp，采用如下形式：
式中，ρstd是标准状态下甲烷密度，ρstd＝0.716×10-3；ρads是吸附态甲烷密度，ρads＝0.373。
根据对应温度和压力下高精度超临界甲烷密度，建立地下游离气含量Vfree计算模型：
式中，Vfree是地下页岩中游离气在标准状态下的体积；ρg是高精度超临界甲烷密度。
5.根据权利要求4所述的一种地层温压条件下页岩总含气量获取方法，其特征在于，所述对应温度和压力条件下高精度超临界甲烷密度是通过对高精度超临界甲烷密度交会图中的对应数值读值和差值获得的。
6.根据权利要求4所述的一种地层温压条件下页岩总含气量获取方法，其特征在于，得到所述地下实际温度和所述压力条件下的页岩总含气量Vg，计算公式如下：
Vg＝Vab+Vfree
式中，Vg是对应温度和压力条件下页岩的总含气量；Vab和Vfree由地下页岩对应所述地下实际温度和所述压力条件分别代入建立的绝对吸附气量计算模型和地下游离气量计算模型计算获得。
7.根据权利要求4所述的一种地层温压条件下页岩总含气量获取方法，其特征在于，所述甲烷等温吸附实验的多个实验温度范围在15至80度之间。
8.一种地层温压条件下页岩总含气量获取***，其特征在于：参数获取单元：用于获取目的层泥页岩的总有机碳含量、Langmuir压力以及Langmuir体积，其中Langmuir压力以及Langmuir体积对所述目的层泥页岩进行多温度点甲烷等温吸附实验得到的；
第一模型建立单元，用于基于所述页岩的总有机碳含量、多个实验温度、地层温度、Langmuir体积、地层压力和Langmuir压力PL，建立绝对吸附气量计算模型；
全孔径孔体积获取单元，用于获取页岩样品的全孔径孔体积，其中所述全孔径孔体积为通过低温二氧化碳吸附、低温氮气吸附和高压压汞测试方法联合得到的；
第二模型建立单元，用于基于所述全孔径孔体积、标准状态下甲烷密度、吸附态甲烷密度、绝对吸附气量计算模型和高精度超临界甲烷密度建立地下游离气量计算模型；
页岩总含气量计算单元，用于获取地下实际温度和压力条件，应用地下游离气量计算模型和所述绝对吸附气量计算模型，得到所述地下实际温度和所述压力条件下的页岩总含气量。
9.根据权利要求8所述的一种地层温压条件下页岩总含气量获取***，其特征在于：所述第一模型建立单元，具体用于：基于所述Langmuir体积以及Langmuir压力，获取系数a1、b1、c1、a2和b2；基于所述地层压力、所述地层温度以及所述系数a1、b1、c1、a2和b2建立绝对吸附气量计算模型；
其中，所述获取系数a1、b1、c1、a2和b2，具体包括：
采用TOC和温度双参数对Langmuir体积VL进行建模，公式为：
其中，VL为Langmuir体积，由甲烷等温吸附实验获得；TOC为页岩的总有机碳含量，由实验室测量获得；Te为甲烷等温吸附实验的温度；a1、b1、c1为系数，需要通过线性回归拟合获取；
采用温度Te对Langmuir压力PL进行建模，公式为：
PL＝a2·Te+b2
其中，PL为Langmuir压力，由甲烷等温吸附实验获得；a2、b2为系数，需要通过线性回归拟合获取；
所述基于所述地层压力、所述地层温度以及所述系数a1、b1、c1、a2和b2建立绝对吸附气量计算模型，具体为通过一下公式计算得到地层温压条件下的绝对吸附气量Vab：
其中，P是地层压力，T是地层温度，根据需要评估地下页岩的条件设置或参考地区前期相关数据获得。
10.根据权利要求9所述的一种地层温压条件下页岩总含气量获取***，其特征在于：所述全孔径孔体积获取单元，具体包括，所述全孔径孔体积Vt通过以下公式获取：
Vt＝V0―2nm+V2―50nm+V50+nm
式中，Vt是页岩样品的全孔径孔体积；V0-2nm是页岩中直径小于2nm的微孔，由低温二氧化碳吸附测试获取；V2-50nm是页岩中直径在2-50nm之间的中孔，由低温氮气吸附测试获取；V50+nm是页岩中直径大于50nm的宏孔，由高压压汞测试获取；
所述第二模型建立单元，具体用于：
计算可供游离气赋存的孔隙体积Vfp，采用如下形式：
式中，ρstd是标准状态下甲烷密度，ρstd＝0.716×10-3；ρads是吸附态甲烷密度，ρads＝0.373。
根据对应温度和压力下高精度超临界甲烷密度，建立地下游离气含量Vfree计算模型：
式中，Vfree是地下页岩中游离气在标准状态下的体积；ρg是高精度超临界甲烷密度；
所述页岩总含气量计算单元，具体用于：采用以下计算公式计算页岩总含气量Vg，：
Vg＝Vab+Vfree
式中，Vg是对应温度和压力条件下页岩的总含气量；Vab和Vfree由地下页岩对应所述地下实际温度和所述压力条件分别代入建立的绝对吸附气量计算模型和地下游离气量计算模型计算获得。
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- 2023-06-07 CN CN202310668497.3A patent/CN116773396A/zh active Pending
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