一種泥頁巖有機(jī)孔隙度檢測方法
【專利摘要】一種泥頁巖有機(jī)孔隙度檢測方法，屬于石油、地質(zhì)、礦業(yè)勘探開發(fā)【技術(shù)領(lǐng)域】。以代表性泥頁巖樣品和原油樣品的熱模擬實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，利用化學(xué)動力學(xué)方法計(jì)算干酪根成油、干酪根成氣和原油裂解成氣的化學(xué)動力學(xué)參數(shù)，結(jié)合目地層埋藏史和熱史，確定研究層段泥頁巖干酪根成油、干酪根成氣和原油裂解成氣轉(zhuǎn)化率；利用目地層泥頁巖殘余氫指數(shù)和殘余有機(jī)碳數(shù)據(jù)，結(jié)合干酪根成油、干酪根成氣和原油裂解成氣轉(zhuǎn)化率，恢復(fù)目地層泥頁巖原始?xì)渲笖?shù)和原始有機(jī)碳；利用目地層泥頁巖樣品的Ar離子拋光薄片分析泥頁巖有機(jī)孔隙壓縮系數(shù)；計(jì)算目地層段泥頁巖樣品有機(jī)孔隙度。效果是：能計(jì)算泥頁巖儲層有機(jī)孔隙度，計(jì)算精度高、易于操作。
【專利說明】一種泥頁巖有機(jī)孔隙度檢測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種泥頁巖有機(jī)孔隙度檢測方法，屬于石油、地質(zhì)、礦業(yè)勘探開發(fā)【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]泥頁巖有機(jī)孔隙是指存在于泥頁巖有機(jī)質(zhì)顆粒之中的，孔隙直徑為納米級別的孔隙。在對頁巖油和頁巖氣的勘探開發(fā)過程中，有機(jī)孔隙度是計(jì)算頁巖油、頁巖氣資源量和制定開采方案的關(guān)鍵參數(shù)之一。頁巖油和頁巖氣儲層的有機(jī)孔隙度直接影響賦存于泥頁巖儲層中有機(jī)部分之中的油氣資源量，是分析頁巖氣吸附與游離狀態(tài)比例重要依據(jù)。泥頁巖儲層與常規(guī)儲層不同是超低孔、超低滲和富含有機(jī)質(zhì)。一般情況下，泥頁巖有機(jī)質(zhì)顆粒內(nèi)的有機(jī)孔隙隨著熱演化程度的升高而更加發(fā)育，而且單個顆粒內(nèi)的有機(jī)孔隙連通性也逐漸變好。這些有機(jī)孔隙是頁巖油和頁巖氣重要的儲集空間，其中相當(dāng)大一部分的頁巖氣以吸附狀態(tài)賦存于有機(jī)孔隙表面。目前，還沒有有效的方法對泥頁巖中的有機(jī)孔隙度進(jìn)行定量評價。
[0003]在泥頁巖有機(jī)孔隙的研究方面主要有以下幾種方法:
[0004]( I)氣體吸附-解吸法；
[0005](2)電子顯微成像技術(shù)；
[0006](3)壓汞法；
[0007](4)三維重構(gòu)法等。
[0008]氣體吸附-解吸法是利用氮?dú)狻⒍趸嫉炔煌肿又睆降臍怏w測量相應(yīng)孔徑大小的孔隙空間體積及連通程度，該方法分析的是相互連通的孔隙，無法評價泥頁巖儲層中沒有相互連通孔隙。電子顯微成像技術(shù)可以獲得高放大倍數(shù)的巖石照片，能夠清晰反映二維截面的孔隙特征，但無法對孔隙度進(jìn)行定量評價。利用壓汞法分析泥頁巖孔隙度需要先鉆取標(biāo)準(zhǔn)巖心柱，而鉆取巖心柱的成功率較低，另外壓汞法只能測量孔隙直徑大于IOOOnm而且相互連通的孔隙。為此，本發(fā)明提出一種泥頁巖有機(jī)孔隙的計(jì)算方法，專門用于對泥頁巖儲層有機(jī)孔隙度進(jìn)行定量評價。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的是:提供一種泥頁巖有機(jī)孔隙度檢測方法，實(shí)現(xiàn)對泥頁巖有機(jī)孔隙度的計(jì)算；克服現(xiàn)有技術(shù)、方法難以準(zhǔn)確測量泥頁巖儲層有機(jī)孔隙度的不足。
[0010]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種泥頁巖有機(jī)孔隙度檢測方法，含有以下步驟:以代表性泥頁巖樣品和原油樣品的熱模擬實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，利用化學(xué)動力學(xué)方法計(jì)算干酪根成油、干酪根成氣和原油裂解成氣的化學(xué)動力學(xué)參數(shù)，結(jié)合目地層埋藏史和熱史，確定研究層段泥頁巖干酪根成油、干酪根成氣和原油裂解成氣轉(zhuǎn)化率；利用目地層泥頁巖殘余氫指數(shù)和殘余有機(jī)碳數(shù)據(jù)，結(jié)合干酪根成油、干酪根成氣和原油裂解成氣轉(zhuǎn)化率，恢復(fù)目地層泥頁巖原始?xì)渲笖?shù)和原始有機(jī)碳；利用目地層泥頁巖樣品的Ar離子拋光薄片分析泥頁巖有機(jī)孔隙壓縮系數(shù)；計(jì)算目地層段泥頁巖樣品有機(jī)孔隙度。
[0011]一種泥頁巖有機(jī)孔隙度檢測方法，還含有以下步驟:[0012]步驟1:選取成熟度較低的目地層泥頁巖樣品(或與目地層源巖類型相近的低成熟度的泥頁巖)和目地層源巖排出的原油樣品(或母質(zhì)源巖與目地層源巖相似的原油樣品)進(jìn)行高溫?zé)崮M實(shí)驗(yàn)，所用的熱模擬實(shí)驗(yàn)裝置為Rock-Eval-1I型熱解儀，對2-3組樣品按照不同的升溫速率進(jìn)行高溫?zé)崮M實(shí)驗(yàn)，實(shí)時記錄泥頁巖樣品產(chǎn)油量、產(chǎn)氣量隨溫度(或時間)的變化，以及和原油樣品裂解產(chǎn)氣量隨溫度(或時間)的變化，得到不同升溫速率條件下各溫度點(diǎn)干酪根成油轉(zhuǎn)化率F。、干酪根成氣轉(zhuǎn)化率Fg和原油裂解成氣轉(zhuǎn)化率Fg.，干酪根成油轉(zhuǎn)化率F。、干酪根成氣轉(zhuǎn)化率Fg和原油裂解成氣轉(zhuǎn)化率Fg.單位為％ ；[0013]步驟2:根據(jù)步驟I中高溫?zé)崮M實(shí)驗(yàn)獲得的不同升溫速率條件下各溫度點(diǎn)干酪根成油、干酪根成氣和原油裂解成氣轉(zhuǎn)化率，利用化學(xué)動力學(xué)方法計(jì)算不同升溫速率條件下各溫度點(diǎn)泥頁巖干酪根成油轉(zhuǎn)化率F。、泥頁巖干酪根成氣轉(zhuǎn)化率Fg和原油裂解成氣轉(zhuǎn)化率Fg，，干酪根成油轉(zhuǎn)化率、干酪根成氣的轉(zhuǎn)化率和原油裂解成氣轉(zhuǎn)化率的單位均為％。同時，計(jì)算干酪根成油、干酪根成氣和原油裂解成氣的反應(yīng)活化能分布，反應(yīng)活化能的單位為KJ/mol ；
[0014]步驟3:根據(jù)步驟2中計(jì)算得到的不同升溫速率條件下各溫度點(diǎn)干酪根成油、干酪根成氣和原油裂解成氣轉(zhuǎn)化率和相應(yīng)的反應(yīng)活化能分布，結(jié)合研究區(qū)目地層段泥頁巖沉積埋藏史和熱史，計(jì)算地質(zhì)歷史時期泥頁巖干酪根成油轉(zhuǎn)化率F。、干酪根成氣轉(zhuǎn)化率Fg和原油裂解成氣轉(zhuǎn)化率Fg，，干酪根成油轉(zhuǎn)化率F。、干酪根成氣轉(zhuǎn)化率Fg和原油裂解成氣轉(zhuǎn)化率Fg，的單位均為％ ；
[0015]步驟4:取目地層段泥頁巖樣品分別進(jìn)行殘余氫指數(shù)、殘余有機(jī)碳含量分析，結(jié)合步驟3計(jì)算的泥頁巖干酪根成油轉(zhuǎn)化率F。、泥頁巖干酪根成氣轉(zhuǎn)化率Fg和原油裂解成氣轉(zhuǎn)化率Fg，等恢復(fù)泥頁巖原始?xì)渲笖?shù)和原始有機(jī)碳，原始?xì)渲笖?shù)Im單位為mg/g，原始有機(jī)碳TOC0的單位為％ ；
[0016]步驟5:取目地層段泥頁巖樣品制作Ar離子拋光薄片觀察，保證Ar離子拋光薄片的視域面垂直或近于垂直水平面，統(tǒng)計(jì)有機(jī)質(zhì)顆粒中有機(jī)孔隙截面的短軸和長軸比值，大量有機(jī)孔隙短軸和長軸比值的平均值即為有機(jī)孔隙壓縮系數(shù)C，有機(jī)孔隙壓縮系數(shù)為無綱
量常數(shù)；
[0017]步驟6:根據(jù)以下公式計(jì)算泥頁巖樣品的有機(jī)孔隙度。，泥頁巖樣品的有機(jī)
孔隙度oOTgani。的單位是％:
[0018]
【權(quán)利要求】
1.一種泥頁巖有機(jī)孔隙度檢測方法，含有以下步驟:以代表性泥頁巖樣品和原油樣品的熱模擬實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，利用化學(xué)動力學(xué)方法計(jì)算干酪根成油、干酪根成氣和原油裂解成氣的化學(xué)動力學(xué)參數(shù)，結(jié)合目地層埋藏史和熱史，確定研究層段泥頁巖干酪根成油、干酪根成氣和原油裂解成氣轉(zhuǎn)化率；利用目地層泥頁巖殘余氫指數(shù)和殘余有機(jī)碳數(shù)據(jù)，結(jié)合干酪根成油、干酪根成氣和原油裂解成氣轉(zhuǎn)化率，恢復(fù)目地層泥頁巖原始?xì)渲笖?shù)和原始有機(jī)碳；利用目地層泥頁巖樣品的Ar離子拋光薄片分析泥頁巖有機(jī)孔隙壓縮系數(shù)；計(jì)算目地層段泥頁巖樣品有機(jī)孔隙度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種泥頁巖有機(jī)孔隙度檢測方法，其特征是: 步驟1:選著代表性的泥頁巖樣品和原油樣品進(jìn)行高溫?zé)崮M實(shí)驗(yàn)，實(shí)時記錄泥頁巖樣品產(chǎn)油量、產(chǎn)氣量隨溫度(或時間)的變化，以及和原油樣品裂解產(chǎn)氣量隨溫度(或時間)的變化，得到不同升溫速率條件下各溫度點(diǎn)干酪根成油轉(zhuǎn)化率F。、干酪根成氣轉(zhuǎn)化率Fg和原油裂解成氣轉(zhuǎn)化率Fg.，干酪根成油轉(zhuǎn)化率、干酪根成氣轉(zhuǎn)化率和原油裂解成氣轉(zhuǎn)化率單位為％ ; 步驟2:根據(jù)步驟I中高溫?zé)崮M實(shí)驗(yàn)獲得的不同升溫速率條件下各溫度點(diǎn)泥頁巖成油、成氣和油裂解成氣轉(zhuǎn)化率，利用化學(xué)動力學(xué)方法計(jì)算不同升溫速率條件下各溫度點(diǎn)泥頁巖干酪根成油轉(zhuǎn)化率F。、泥頁巖干酪根成氣轉(zhuǎn)化率Fg和原油裂解成氣轉(zhuǎn)化率Fg，，成油轉(zhuǎn)化率、成氣的轉(zhuǎn)化率和原油裂解成氣轉(zhuǎn)化率的單位為％ ;同時，計(jì)算干酪根成油、干酪根成氣和原油裂解成氣的反應(yīng)活化能分布，反應(yīng)活化能的單位為KJ/mol ； 步驟3:根據(jù)步驟I中獲得的不同升溫速率條件下各溫度點(diǎn)干酪根成油、干酪根成氣和油裂解成氣轉(zhuǎn)化率和步驟2中計(jì)算的化學(xué)動力學(xué)參數(shù)，結(jié)合研究區(qū)目地層段泥頁巖沉積埋藏史和熱史，計(jì)算地質(zhì)歷史時期泥頁巖 干酪根成油轉(zhuǎn)化率F。、干酪根成氣轉(zhuǎn)化率Fg和原油裂解成氣轉(zhuǎn)化率Fg，，泥頁巖干酪根成油轉(zhuǎn)化率、干酪根成氣轉(zhuǎn)化率和原油裂解成氣轉(zhuǎn)化率的單位為％ ； 步驟4:取目地層段泥頁巖樣品分別進(jìn)行殘余氫指數(shù)、殘余有機(jī)碳含量分析，結(jié)合干酪根成油轉(zhuǎn)化率F。、干酪根成氣轉(zhuǎn)化率Fg和原油裂解成氣轉(zhuǎn)化率匕，等恢復(fù)泥頁巖原始?xì)渲笖?shù)Iho和原始有機(jī)碳TOCtl,原始?xì)渲笖?shù)Ihci單位為mg/g，原始有機(jī)碳TOCtl的單位為％，具體計(jì)算公式如下:
Iho-1h+(Ih0.F0+Bq-B)+Ih0.(Fg+Fg,)
TOC0=TOC (1+Δ Ih.Κ/1000) 步驟5:取目地層段泥頁巖樣品制作Ar離子拋光薄片觀察，統(tǒng)計(jì)有機(jī)質(zhì)顆粒中有機(jī)孔隙截面的短軸和長軸比值，大量有機(jī)孔隙的短軸和長軸比值的平均值即為有機(jī)孔隙壓縮系數(shù)C，有機(jī)孔隙壓縮系數(shù)為無綱量常數(shù)； 步驟6:根據(jù)以下公式計(jì)算泥頁巖樣品的有機(jī)孔隙度Otffgani。，泥頁巖樣品的有機(jī)孔隙度。的單位是
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種泥頁巖有機(jī)孔隙度檢測方法，其特征是:所述的Ar離子拋光薄片的視域面垂直或近于垂直水平面；通過統(tǒng)計(jì)大量孔隙截面的短軸與長軸比值的平均值確定有機(jī)孔隙壓縮系數(shù)C，有機(jī)孔隙壓縮系數(shù)為無綱量常數(shù)。
【文檔編號】G01N15/08GK103454198SQ201310144945
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年4月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月24日
【發(fā)明者】陳方文, 盧雙舫, 薛海濤, 丁雪, 李吉君, 王民, 黃文彪, 王偉明, 肖佃師 申請人:中國石油大學(xué)(華東)