一种基于密度测定页岩含气饱和度的方法技术

本发明专利技术涉及一种基于密度测定页岩含气饱和度的方法，属于油气地质领域。该方法包括以下步骤：S1、取待测页岩样品，在待测页岩样品表面进行封蜡处理，然后采用排水法测得页岩样品的块体视密度ρ视；S2、取另一份待测页岩样品，测出页岩样品在骨架含水时的含水骨架密度ρ含水骨架；加热除去页岩样品骨架中的水分后，测得页岩样品的骨架密度ρ骨；S3、根据下述公式计算出页岩样品含气饱和度Sg：Sg＝((1/ρ视‑1/ρ含水骨架)/(1/ρ视‑1/ρ骨))×100％。本发明专利技术测定方法原理简单，实验过程快速高效，计算结果精确可考。

A Method for Measuring Shale Gas Saturation Based on Density

【技术实现步骤摘要】
一种基于密度测定页岩含气饱和度的方法
本专利技术涉及油气地质领域，尤其涉及一种基于密度测定页岩含气饱和度的方法。
技术介绍
页岩含气饱和度是指在地层压力条件下，天然气体积占储层孔隙体积的百分比。在页岩油气的勘探开发过程中，含气饱和度是评价页岩资源量以及含气性的重要参数之一。现有技术中，常采用测井、地球物理、数值模拟等方法来测定页岩的含气饱和度。但是，测井方法受复杂地质条件的影响难于准确测定页岩的含气饱和度，同时地球物理和数值模拟方法的准确性取决于地质参数的选取以及计算模型的可靠性。在页岩的勘探研究中，页岩储层地质条件复杂，非均质性较强，具有低孔低渗的特点，采用现有的测试技术不能较为精确的测定页岩储层的含气饱和度。而页岩的含气饱和度是评价页岩游离气的关键指标之一，对于评价页岩气的含气性具有重要意义。目前关于实验室测量页岩含气饱和度的方法大多原理复杂，实验过程繁琐，因此需要一种能够简洁快速、准确高效的方法来测定页岩的含气饱和度。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种可以准确便捷测量页岩含气饱和度的方法。本专利技术提供了一种基于密度测定页岩含气饱和度的方法，包括以下步骤：S1、取待测页岩样品，在待测页岩样品表面进行封蜡处理，然后采用排水法测得页岩样品的块体视密度ρ视；S2、取另一份待测页岩样品，测得页岩样品在骨架含水时的含水骨架密度ρ含水骨架；加热除去页岩样品骨架中的水分后，测得页岩样品的骨架密度ρ骨；S3、根据下述公式计算出页岩样品含气饱和度Sg：Sg＝((1/ρ视-1/ρ含水骨架)/(1/ρ视-1/ρ骨))×100％式中：Sg为页岩样品的含气饱和度，单位为％；ρ视为页岩样品的块体视密度，单位为g/cm3；ρ含水骨架为页岩样品的含水骨架密度，单位为g/cm3；ρ骨为页岩样品的骨架密度，单位为g/cm3。进一步的，所述步骤S1具体为：S1.1、取待测页岩样品，将其制成规则的形状，修平棱角，刷去表面附着物，清除易掉落的岩屑；S1.2、将步骤S1.1的页岩样品在空气中称量，得出页岩样品在空气中的质量M4；S1.3、再将页岩样品放入融化的石蜡中，在页岩样品的表面形成一无气泡的蜡膜；将冷却封蜡后的页岩样品取出后在空气中称量，测得封蜡后的页岩样品在空气中的质量M5；S1.4、再将封蜡后的页岩样品放入盛满水的托盘、排出相应体积的水后，测得托盘中页岩样品和剩余水的质量M6；S1.5、根据下述公式得出页岩样品的块体视密度ρ视：ρ视＝M4/(((M5-M6)/ρ水)-((M5-M4)/ρ蜡))式中：ρ视为页岩样品的块体视密度，单位为g/cm3；M4为页岩样品在空气中的质量，单位为g；M5为封蜡后的页岩样品在空气中的质量，单位为g；M6为封蜡后的页岩样品放入盛满水的托盘、排出相应体积的水后测得的托盘中页岩样品和剩余水的质量，单位为g；ρ水为水的密度，单位为g/cm3；ρ蜡为石蜡的密度，单位为g/cm3。进一步的，在步骤S1.2、S1.3和S1.4中，称重所用的仪器为高精度电子密度仪。进一步的，步骤S2具体为：S2.1、取待测页岩样品粉碎，将粉碎的页岩样品放入Rubotherm磁悬浮天平高压等温吸附仪中，直接进行BuoyancyMeasurement测试，测得页岩样品在骨架含水情况下的页岩样品含水骨架密度ρ含水骨架；S2.2、再用Rubotherm磁悬浮天平高压等温吸附仪对页岩样品加热，除去页岩样品骨架孔隙中的水分，然后进行BuoyancyMeasurement测试，测出页岩样品骨架不含水情况下的骨架密度ρ骨。与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有的有益效果如下：本专利技术采用页岩块体视密度ρ视、含水骨架密度ρ含水骨架以及骨架密度ρ骨进行页岩含气饱和度的精确计算，原理简单，实验高效快速。本专利技术中使用的高精度电子密度仪和德国Rubotherm磁悬浮天平高压等温吸附仪的仪器精度高，计算结果准确可靠。附图说明附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。图1为本专利技术实施例中测量页岩含气饱和度的方法流程示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术实施方式作进一步地描述。请参考图1，本专利技术实施例提供了一种基于密度测定页岩含气饱和度的方法，具体包括以下步骤：步骤1：将石蜡放入烧杯中加热融化，轻轻振动，逐出石蜡内存在的气泡，然后让烧杯静致，使石蜡冷却下来；待石蜡完全冷却后，取1立方厘米的石蜡块。步骤2：将步骤1所取的石蜡块放入高精度电子密度仪上称量，测得石蜡块在空气中的质量M1。步骤3：将一个U型金属块放入在高精度电子密度仪的盛满水的托盘中、排出相应体积的水，测得托盘中U型金属块和剩余水的质量M2；用镊子将步骤2的石蜡块缓慢放入同一托盘上、排出相应体积的水，测得此时托盘中U型金属块、石蜡块和剩余水的质量M3。步骤4：由计算公式ρ蜡＝(M1×ρ水)/(M1-(M3-M2))测得石蜡密度。式中：ρ蜡为石蜡的密度，单位为g/cm3；M1为石蜡块在空气中的质量，单位为g；ρ水为水的密度，单位为g/cm3；M2为托盘中U型金属块和剩余水的质量，单位为g；M3为托盘中U型金属块、石蜡块和剩余水的质量M3，单位为g。重复步骤2、3和4三次，取算术平均值，三次测定ρ蜡的最大值和最小值之差不应超过0.01g/cm3，否则重复步骤2、3和4。步骤5：取待测页岩样品，将其分成两份：第一份样品切成边长约2cm的近似立方体，修平棱角，刷去表面附着物，清除易掉落的岩屑；第二份样品将其粉碎磨成60-80目的粉体，重约5g。步骤6：将步骤5中第一份页岩样品放在高精度电子密度仪的样品托盘上称量，测得第一份页岩样品在空气中的质量M4；步骤7：再将上述已知密度的石蜡块加热融化，将步骤6中第一份页岩样品放入融化的石蜡中1-2s后取出，在第一份页岩样品的表面形成一蜡膜，厚度约1mm，检查第一份页岩样品上石蜡膜有无气泡，有气泡则需将其重新放入融化的石蜡中；将上述取出冷却封蜡后的第一份页岩样品放在高精度电子密度仪的样品托盘上称量，测得封蜡后的第一份页岩样品在空气中的质量M5；步骤8：将步骤7中封蜡后的第一份页岩样品放入高精度电子密度仪的盛满水的样品托盘、排出相应体积的水，测得样品托盘上封蜡后的第一份页岩样品和剩余水的质量M6；步骤9：根据下述公式计算出页岩样品的块体视密度ρ视：ρ视＝M4/(((M5-M6)/ρ水)-((M5-M4)/ρ蜡))式中：ρ视为页岩样品的块体视密度，单位为g/cm3；M4为第一份页岩样品在空气中的质量，单位为g；M5为封蜡后的第一份页岩样品在空气中的质量，单位为g；M6为托盘上封蜡后的第一份页岩样品和剩余水的质量，单位为g；ρ水为水的密度，单位为g/cm3；ρ蜡为步骤4计算出的石蜡的密度，单位为g/cm3。步骤10：将步骤5中第二份页岩样品放入Rubotherm磁悬浮天平高压等温吸附仪中，直接进行BuoyancyMeasurement测试，测出第二份页岩样品骨架在含水情况下的页岩含水骨架密度ρ含水骨架。步骤11：再用Rubotherm磁悬浮天平高压等温吸附仪对样品在110℃真空条件下加热24h，除去存在第二份页岩样品骨架孔隙中的水分；加热结束后进行BuoyancyMeasurement测试，测得第二份页岩样品本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于密度测定页岩含气饱和度的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、取待测页岩样品，在待测页岩样品表面进行封蜡处理，然后采用排水法测得页岩样品的块体视密度ρ视；S2、取另一份待测页岩样品，测得页岩样品在骨架含水时的含水骨架密度ρ含水骨架；加热除去页岩样品骨架中的水分后，测得页岩样品的骨架密度ρ骨；S3、根据下述公式计算出页岩样品含气饱和度Sg：Sg＝((1/ρ视‑1/ρ含水骨架)/(1/ρ视‑1/ρ骨))×100％式中：Sg为页岩样品的含气饱和度，单位为％；ρ视为页岩样品的块体视密度，单位为g/cm

【技术特征摘要】
1.一种基于密度测定页岩含气饱和度的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、取待测页岩样品，在待测页岩样品表面进行封蜡处理，然后采用排水法测得页岩样品的块体视密度ρ视；S2、取另一份待测页岩样品，测得页岩样品在骨架含水时的含水骨架密度ρ含水骨架；加热除去页岩样品骨架中的水分后，测得页岩样品的骨架密度ρ骨；S3、根据下述公式计算出页岩样品含气饱和度Sg：Sg＝((1/ρ视-1/ρ含水骨架)/(1/ρ视-1/ρ骨))×100％式中：Sg为页岩样品的含气饱和度，单位为％；ρ视为页岩样品的块体视密度，单位为g/cm3；ρ含水骨架为页岩样品的含水骨架密度，单位为g/cm3；ρ骨为页岩样品的骨架密度，单位为g/cm3。2.根据权利要求1所述的一种基于密度测定页岩含气饱和度的方法，其特征在于，所述步骤S1具体为：S1.1、取待测页岩样品，将其制成规则的形状，修平棱角，刷去表面附着物，清除易掉落的岩屑；S1.2、将步骤S1.1的页岩样品在空气中称量，得出页岩样品在空气中的质量M4；S1.3、再将页岩样品放入融化的石蜡中，在页岩样品的表面形成一无气泡的蜡膜；将冷却封蜡后的页岩样品取出在空气中称量，得到封蜡后的页岩样品在空气中的质量M5；S1.4、再将封蜡后的页岩样品放入盛满水的托盘、排出相应体积的水后，测得托...

【专利技术属性】
技术研发人员：覃泽健，郭小文，陈家旭，杨毅，
申请(专利权)人：中国地质大学武汉，
类型：发明
国别省市：湖北,42