本发明专利技术属于页岩油赋存及其定量评价领域，具体涉及一种页岩油吸附量与可动量评价模型及其建立、应用方法。本发明专利技术基于毛细凝聚理论，建立了实验室条件下的页岩油吸附量和可动量评价模型，据此可定量计算页岩油吸附量可动量Qc＝(βV2‑kdS2hn)ρ2和赋存总量Qt＝Qa+Qc，以及吸附量和可动量各自所占的百分比例；建立了在储层条件下的模型应用方法，将烃吸附量和赋存总量表述为孔隙度和视密度的函数，根据测井数据评价的孔隙度和含油饱和度在泥页岩储层纵向上的分布，评价烃吸附量和可动量及其百分比例，操作简便易行，准确性高，可操作性、实用性较强，便于地质推广应用。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于页岩油赋存及其定量评价领域，具体涉及一种页岩油吸附量与可动量评价模型及其建立、应用方法。
技术介绍
随着常规油气资源的不断消耗以及世界各国日益攀升的能源需求，非常规油气已成为世界各国油气勘探关注的焦点，其在能源结构中的地位愈加重要。我国湖相泥页岩储层内具有丰富的页岩油资源，页岩油有望成为继页岩气之后，未来又一重要的接替能源。页岩油(各种烃的混合物)主要以吸附态和游离态赋存于泥页岩储层孔隙、裂缝内，其流动性受多种因素的影响。然而我国湖相泥页岩储层往往较厚较纯，孔喉以微-纳米级为主，具有致密、低孔低渗的特点，这制约了页岩油的可流动性，进而影响页岩油的可开发性。可流动性较强的页岩油往往以游离态为主，而难以流动的页岩油中吸附态含量较高，这表明页岩油赋存状态以及不同赋存状态页岩油含量或比例是影响页岩油可流动性的重要因素之一。因此，对页岩油的吸附量和游离量(通常认为可动量)进行定量评价，对于筛选页岩油有利勘探/开发靶区具有重要意义。目前，国内外还没有开发成熟的页岩油吸附量、可动量定量评价模型，常以经验的方式进行粗略评价。为此，需要建立一种准确的获得页岩油吸附量和可动量的理论评价模型，并可结合实际地质条件进行应用。当多孔介质吸附蒸汽时，随相对压力(P/P0)的增加，气体吸附量增加，并在小孔到大孔中依次发生毛细凝聚。在相对压力接近1时，孔隙内充满吸附态和毛细凝聚(即游离/可动)态流体。本专利技术借鉴多孔介质吸附烃蒸汽的过程，将实验条件下的烃吸附推广到储层条件下的烃吸附，建立泥页岩储层饱含油孔隙内吸附量和可动量的评价方法。
技术实现思路
本专利技术目的之一在于提供一种准确的、可操作性和实用性较强的页岩油吸附量与可动量评价模型及其建立、应用方法。一种页岩油吸附量与可动量评价模型的建立方法，包括如下步骤：步骤S1：在某一相对压力P/P0条件下烃蒸汽吸附过程中，将多孔介质的储集空间划分为4部分，分别为：d0<dh为无效孔；dh≤d1≤2hn孔隙内完全发生吸附作用；2hn<d2≤dk孔隙内主要发生吸附和毛细凝聚作用，该部分孔隙内可能不完全被吸附或凝聚状态烃充满而存在一些气态烃；dk<d3≤dmax孔隙内主要发生吸附作用，其余空间为气态烃；其中，烃分子截面宽度为dh，在该相对压力下发生毛细凝聚时对应的孔隙直径为dk，多孔介质最大孔径为dmax；步骤S2：假设多孔介质等效的平均直径为d，所有孔隙具有总比表面积S，将以比表面积计算的吸附体积，以一定转换因子转换为由直径d的等效孔隙直接计算的吸附体积，在样品内部不考虑孔径分布的特征，而是以平均直径进行等效计算；步骤S3：在该P/P0下，实验测试的多孔介质孔隙内的烃赋存总量Qt为烃吸附量Qa和可动量Qc之和：Qt＝Qa+Qc(1)式中，Qt、Qa和Qc单位均为mg/g；步骤S4：假设dh≤d1≤2hn孔隙内平均吸附层数为2hn<d2≤dk和dk<d3≤dmax孔隙内吸附层数为n，吸附厚度为h，假设多孔介质所有孔隙内的吸附相密度均相等；dh≤d1≤2hn孔隙内吸附体积Va1为：2hn<d2≤dk和dk<d3≤dmax孔隙内吸附体积Va2为：Va2＝(S2+S3)hn(3)总的烃吸附量表示为：式中，α为校正因子；S1为dh≤d1≤2hn孔隙的比表面积，m2/g；S2为2hn<d2≤dk孔隙的比表面积，m2/g；S3为dk<d3≤dmax孔隙的比表面积，m2/g；ρ1为吸附相密度，cm3/g；当孔隙形态为球形、柱状和平行板状时，α为孔隙平均直径的线性函数，表示为：α＝kd(5)其中，k反映了流体-介质的吸附能力和孔隙形状，0<k<1/d，单位为nm-1；将式(5)代入式(4)得总的吸附量为：步骤S5：假设2hn≤d2≤dk孔径范围内仅一定比例的体积βV2贡献了毛细凝聚和吸附作用，毛细凝聚所占的体积为有效总体积βV2减去有效吸附的体积，即Qc＝(βV2-kdS2hn)ρ2(7)式中，V2为2hn<d2≤dk孔隙的总体积，cm3/g；ρ2为毛细凝聚部分的密度，cm3/g；β为孔体积V2发生吸附和毛细凝聚的比例，0＜β≤1，当P/P0＝1时，β为1；步骤S6：联立式(1)、(6)和(7)即可计算出页岩油吸附量和可动量，并求和计算出实验条件下烃赋存总量：Qt＝kd(V1ρ1+hn(S2(ρ1-ρ2)+S3ρ1))+βV2ρ2。优选地，还包括以下步骤：步骤S7：对于球形、柱状和平行板状孔隙，将式(6)进一步转换为：式中，为dh≤d1≤2hn孔隙所具有的孔隙度，％；为2hn<d2≤dk和dk<d3≤dmax孔隙所具有的孔隙度，％；ρa为岩石视密度，cm3/g；F为孔隙形状因子，对于球形F＝15、柱状F＝40、平行板状F＝10；步骤S8：通常d1≤2hn孔隙的体积较小，对应的孔隙度相对较小，且因此项可忽略，记式中μ为比例系数，0<μ≤1，将式(8)简化为：步骤S9：在实际储层条件下，有效吸附的孔隙应为饱含油的孔隙，即在进行储层评价时，吸附量表达式为：式中，So为含油饱和度，％。一种采用所述方法建立的页岩油吸附量与可动量评价模型。一种所述页岩油吸附量与可动量评价模型的应用方法，包括以下步骤：同时对多个样品进行低温氮气吸附/解吸和烃蒸汽吸附测试，结合分子动力学模拟分析结果，通过多元线性回归标定出系数k和β的最优解，将k和β反代入吸附量和可动量表达式，计算出烃吸附量、可动量和烃赋存总量。优选地，建立烃吸附量Qa、烃赋存总量Qt与孔隙度/视密度之间的关系，针对某一单井，通过测井数据计算孔隙度和含油饱和度在储层纵向上的分布，然后计算烃吸附量、可动量及其百分比例。本专利技术的有益效果在于：(1)基于毛细凝聚理论，建立了实验室条件下的页岩油吸附量和可动量评价模型，据此可定量计算页岩油吸附量、可动量和赋存总量，以及吸附量和可动量各自所占的百分比例；(2)建立了在储层条件下的模型应用方法，将烃吸附量和赋存总量表述为孔隙度和视密度的函数，根据测井数据评价的孔隙度和含油饱和度在泥页岩储层纵向上的分布，评价烃吸附量和可动量及其百分比例，操作简便易行，准确性高，可操作性、实用性较强，便于地质推广应用。附图说明图1所示为本专利技术实施例中某一相对压力下多孔介质孔隙内烃赋存状态示意图。图2所示为本专利技术实施例中建模型计算总量与实测总量的对比图。图3所示为本专利技术实施例中模型计算所有样品总量及吸附量与孔隙度/视密度关系图。图4所示为本专利技术实施例中模型计算泥页岩样品总量及吸附量与孔隙度/视密度关系图。图5所示为本专利技术实施例中模型在东营凹陷X1井中的应用效果图。具体实施方式下文将结合具体实施例详细描述本专利技术。应当注意的是，下述实施例中描述的技术特征或者技术特征的组合不应当被认为是孤立的，它们可以被相互组合从而达到更好的技术效果。一种页岩油吸附量与可动量评价模型的建立方法，包括如下步骤：步骤S1：在某一相对压力(P/P0)下烃蒸汽吸附过程中，烃分子截面宽度(直径)为dh，在该相对压力下发生毛细凝聚时对应的孔隙直径为dk，多孔介质最大孔径为dmax。步骤S2：在该P/P0条件下，将多孔介质的储集空间划分为4部分(如本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种页岩油吸附量与可动量评价模型的建立方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1：在某一相对压力P/P0条件下烃蒸汽吸附过程中，将多孔介质的储集空间划分为4部分，分别为：d0<dh为无效孔；dh≤d1≤2hn孔隙内完全发生吸附作用；2hn<d2≤dk孔隙内主要发生吸附和毛细凝聚作用，该部分孔隙内可能不完全被吸附或凝聚状态烃充满而存在一些气态烃；dk<d3≤dmax孔隙内主要发生吸附作用，其余空间为气态烃；其中，烃分子截面宽度为dh，在该相对压力下发生毛细凝聚时对应的孔隙直径为dk，多孔介质最大孔径为dmax；步骤S2：假设多孔介质等效的平均直径为d，所有孔隙具有总比表面积S，将以比表面积计算的吸附体积，以一定转换因子转换为由直径d的等效孔隙直接计算的吸附体积，在样品内部不考虑孔径分布的特征，而是以平均直径进行等效计算；步骤S3：在该P/P0下，实验测试的多孔介质孔隙内的烃赋存总量Qt为烃吸附量Qa和可动量Qc之和：Qt＝Qa+Qc (1)式中，Qt、Qa和Qc单位均为mg/g；步骤S4：假设dh≤d1≤2hn孔隙内平均吸附层数为2hn<d2≤dk和dk<d3≤dmax孔隙内吸附层数为n，吸附厚度为h，假设多孔介质所有孔隙内的吸附相密度均相等；dh≤d1≤2hn孔隙内吸附体积Va1为：Va1=S1n1‾h---(2)]]>2hn<d2≤dk和dk<d3≤dmax孔隙内吸附体积Va2为：Va2＝(S2+S3)hn (3)总的烃吸附量表示为：Qa=α(S1n1‾+(S2+S3)n)hρ1---(4)]]>式中，α为校正因子；S1为dh≤d1≤2hn孔隙的比表面积，m2/g；S2为2hn<d2≤dk孔隙的比表面积，m2/g；S3为dk<d3≤dmax孔隙的比表面积，m2/g；ρ1为吸附相密度，cm3/g；当孔隙形态为球形、柱状和平行板状时，α为孔隙平均直径的线性函数，表示为：α＝kd (5)其中，k反映了流体‑介质的吸附能力和孔隙形状，0<k<1/d，单位为nm‑1；将式(5)代入式(4)得总的吸附量为：Qa=kd(S1n1‾+(S2+S3)n)hρ1---(6)]]>步骤S5：假设2hn≤d2≤dk孔径范围内仅一定比例的体积βV2贡献了毛细凝聚和吸附作用，毛细凝聚所占的体积为有效总体积βV2减去有效吸附的体积，即Qc＝(βV2‑kdS2hn)ρ2 (7)式中，V2为2hn<d2≤dk孔隙的总体积，cm3/g；ρ2为毛细凝聚部分的密度，cm3/g；β为孔体积V2发生吸附和毛细凝聚的比例，0＜β≤1，当P/P0＝1时，β为1；步骤S6：联立式(1)、(6)和(7)即可计算出页岩油吸附量和可动量，并求和计算出实验条件下烃赋存总量：Qt＝kd(V1ρ1+hn(S2(ρ1‑ρ2)+S3ρ1))+βV2ρ2。...
【技术特征摘要】
1.一种页岩油吸附量与可动量评价模型的建立方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1：在某一相对压力P/P0条件下烃蒸汽吸附过程中，将多孔介质的储集空间划分为4部分，分别为：d0<dh为无效孔；dh≤d1≤2hn孔隙内完全发生吸附作用；2hn<d2≤dk孔隙内主要发生吸附和毛细凝聚作用，该部分孔隙内可能不完全被吸附或凝聚状态烃充满而存在一些气态烃；dk<d3≤dmax孔隙内主要发生吸附作用，其余空间为气态烃；其中，烃分子截面宽度为dh，在该相对压力下发生毛细凝聚时对应的孔隙直径为dk，多孔介质最大孔径为dmax；步骤S2：假设多孔介质等效的平均直径为d，所有孔隙具有总比表面积S，将以比表面积计算的吸附体积，以一定转换因子转换为由直径d的等效孔隙直接计算的吸附体积，在样品内部不考虑孔径分布的特征，而是以平均直径进行等效计算；步骤S3：在该P/P0下，实验测试的多孔介质孔隙内的烃赋存总量Qt为烃吸附量Qa和可动量Qc之和：Qt＝Qa+Qc(1)式中，Qt、Qa和Qc单位均为mg/g；步骤S4：假设dh≤d1≤2hn孔隙内平均吸附层数为2hn<d2≤dk和dk<d3≤dmax孔隙内吸附层数为n，吸附厚度为h，假设多孔介质所有孔隙内的吸附相密度均相等；dh≤d1≤2hn孔隙内吸附体积Va1为：Va1=S1n1‾h---(2)]]>2hn<d2≤dk和dk<d3≤dmax孔隙内吸附体积Va2为：Va2＝(S2+S3)hn(3)总的烃吸附量表示为：Qa=α(S1n1‾+(S2+S3)n)hρ1---(4)]]>式中，α为校正因子；S1为dh≤d1≤2hn孔隙的比表面积，m2/g；S2为2hn<d2≤dk孔隙的比表面积，m2/g；S3为dk<d3≤dmax孔隙的比表面积，m2/g；ρ1为吸附相密度，cm3/g；当孔隙形态为球形、柱状和平行板状时，α为孔隙平均直径的线性函数，表示为：α＝kd(5)其中，k反映了流体-介质的吸附能力和孔隙形状，0<k<1/d，单位为nm-1；将式(5)代入式(4)得总的吸附量为：Qa=kd(...
【专利技术属性】
技术研发人员：李俊乾，卢双舫，张鹏飞，薛海涛，张婕，谢柳娟，王民，李吉君，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：山东;37
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