一种模拟地层条件下致密砂岩最大含气量的计算方法技术

本发明专利技术提供一种模拟地层条件下致密砂岩最大含气量的计算方法，包括：利用核磁共振驱替成像装置获取温度TX下含水体积为Vml的岩样对应的核磁信号幅度HX，得到在温度TX下含水体积为1ml的岩样对应的核磁信号幅度为HX/V；对干燥后的岩样施加指定地层最大埋深对应围压的饱和压力，使岩样达到完全水饱和状态；测得在温度TX下岩样中水分响应的核磁信号幅度H1，得到岩样中含水孔隙体积为H1/(HX/V)；对岩样施加指定地层现今埋深对应的围压，施加驱替压力，测得在温度TX下岩样中水分响应的核磁信号幅度H2，岩样中含水孔隙体积为H2/(HX/V)，得到最大含气量为(H1‑H2)/(HX/V)。本发明专利技术提出的技术方案依托核磁共振驱替成像模拟地下真实环境，计算致密砂岩储层中天然气的最大含气量。

【技术实现步骤摘要】
一种模拟地层条件下致密砂岩最大含气量的计算方法
本专利技术涉及非常规油气勘探开发领域，尤其涉及一种模拟地层条件下致密砂岩最大含气量的计算方法。
技术介绍
致密砂岩是一种重要的非常规油气储层，具有低孔隙度低渗透率的特征，因其内部通常赋存大量的天然气，从而受到了世界范围内众多学者的广泛关注；然而，目前针对致密砂岩的研究主要集中于储层的物性及孔隙和吼道结构方面，依赖的实验手段大多为显微镜及场发射扫描电镜观察、常规及粘土矿物组分分析、核磁共振成像分析、高压及恒速压汞分析等，却很少关注地层条件下致密砂岩储层中天然气的运移过程，更忽略了对致密储层中天然气的最大赋存量的研究。况且，现有的研究方法计算出来的砂岩含气量并非是在地层条件下得到的结果，岩心从地下钻取至地面的过程中，其内部的孔隙和吼道结构已经发生了一定的变化，并且现有方法上仅通过驱替前后称重的方式，管线内的水分残余容易导致测试结果偏小。因此，在常温常压条件下计算的含气量与地下真实情况存在差异，且目前也尚没有一套相对成熟的方法进行致密砂岩最大含气量的计算，这也从一定程度了制约了天然气储量的评价。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的实施例提供了模拟地层条件下致密砂岩最大含气量的计算方法，旨在依托高温高压核磁共振驱替成像技术，模拟地下真实环境，计算致密砂岩储层中天然气的最大含气量。本专利技术的实施例提供一种模拟地层条件下致密砂岩最大含气量的计算方法，包括以下步骤：S1利用核磁共振驱替成像装置获取温度TX下含水体积为Vml的岩样对应的核磁信号幅度HX，得到在温度TX下含水体积为1ml的岩样对应的核磁信号幅度为HX/V；S2在指定地层中取得岩样，并对所述岩样进行抽真空干燥处理；S3将所述干燥后的岩样放置于抽真空加压饱和装置内，对所述岩样施加所述指定地层最大埋深对应的围压的饱和压力，使所述岩样达到完全水饱和状态；S4测得在所述温度TX下所述岩样中水分响应的核磁信号幅度H1，得到所述岩样中含水孔隙体积为H1/(HX/V)；S5对所述岩样持续施加围压，所述围压大小为所述指定地层现今埋深对应的围压大小，施加驱替压力，向所述岩样孔隙内注入气体，以驱替所述岩样孔隙中的水，在见水后每间隔第一预设时间测一次出水量；S6当相邻测量时间点的所述出水量的差值小于预设阈值时，得到在所述温度TX下所述岩样中水分响应的核磁信号幅度H2，所述岩样中含水孔隙体积为H2/(HX/V)，得到最大含气量为H1/(HX/V)-H2/(HX/V)。进一步地，步骤S3之后，根据所述指定地层的埋藏史获得所述指定地层在埋藏时受到的实际围压的变化曲线，对所述岩样施加围压，所述围压与所述实际围压的变化曲线相同。进一步地，步骤S5中，所述驱替压力小于所述指定地层现今埋深对应的围压，且所述围压与所述驱替压力的差值大于或等于预设围压阈值。进一步地，步骤S5中，所述驱替压力以预设围压差值不断增大，当出现气窜现象时，减小所述驱替压力，重复操作，以所述预设围压差值不断增大。进一步地，步骤S5中，见水前每间隔第二预设时间测量一次核磁信号幅度，当相邻测量时间点的两个所述核磁信号幅度变化大于第一预设幅度阈值时，进行岩心核磁成像。进一步地，当相邻测量时间点的两个所述核磁信号幅度变化小于第二预设幅度阈值时，增大所述第二预设时间。进一步地，步骤S5中，见水后每间隔第三预设时间测量一次所述核磁信号幅度，当相邻测量时间点的两个所述核磁信号幅度变化大于第三预设幅度阈值时，进行岩心核磁成像。进一步地，还包括，利用核磁共振驱替成像装置获取常温下含水体积为Wml的岩样对应的核磁信号幅度H常温，得到在常温下含水体积为1ml的岩样对应的核磁信号幅度为H常温/W；将达到完全水饱和状态的所述岩样置于常温下，利用核磁共振驱替成像装置测量所述岩样内水分响应的核磁信号幅度为H3，得到在常温下处于水饱和状态的所述岩样内的水的体积为H3/(H常温/W)。进一步地，还包括，利用所述核磁共振驱替成像装置测得所述岩样在指定高温高压下的孔隙度A1、所述岩样在常温常压下的孔隙度A2，得到所述岩样在所述指定高温高压下的孔隙度与在常温常压下的孔隙度之比为A1/A2。本专利技术提供的技术方案带来的有益效果是：利用核磁共振驱替成像技术，通过测量在高温高压下岩样孔隙内的水量，以及被驱替后岩样孔隙内剩余的水量，简单而可靠地计算出致密砂岩储层中天然气的最大含量，可避免管线内的水造成的误差，同时避免岩样反复从核磁共振驱替成像装置中取放，防止操作造成的误差。附图说明图1是模拟地层条件下致密砂岩最大含气量的计算方法的流程示意图；图2是不同围压条件下岩样中水分响应的核磁图谱；图3是围压为50Mpa，不同注气量时岩样中水分响应的核磁图谱；图4是围压为50Mpa，不同注气量时岩样的成像。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。请参见图1，本专利技术的实施例提供一种模拟地层条件下致密砂岩最大含气量的计算方法，包括以下步骤：步骤S1，利用核磁共振驱替成像装置获取温度TX下含水体积为Vml的岩样对应的核磁信号幅度HX，得到在温度TX下含水体积为1ml的岩样对应的核磁信号幅度为HX/V。具体地，收集该岩样所属地层的信息，信息包括地层在地质历史时期处于最大埋深时所达到的最高温度、所受到的最大围压及埋藏史，本实施例中，选取鄂尔多斯盆地杭锦旗地区wellX钻井3000m深度的砂岩岩样上钻取的岩样柱子作为岩样，规格为25*50mm，该地层在地质历史时期所受到的最大围压为50Mpa,所受到的最高温度为105℃。制作已知含水体积为Vml的人工岩样，将人工岩样放入核磁共振驱替成像装置，对人工岩样进行多组温度下的核磁信号幅度测量，建立不同温度条件下，人工岩样含水体积和核磁信号幅度之间的关系。本实施例中，温度TX为指定地层处于最大埋深时所达到的最高温度，即105℃，105℃下测得核磁信号幅度为H105，则105℃下，含水体积为1ml的岩样测得的核磁信号幅度H105/V。可以理解的，核磁共振驱替成像技术通过检测水中的氢核从而反映水的含量。步骤S2，从指定地层中取得岩样，并对岩样进行抽真空干燥处理；将岩样放入干燥器中干燥，本实施例中，将岩样在105℃条件下烘干12小时。步骤S3，将所述干燥后的岩样放置于抽真空加压饱和装置内，对所述岩样施加所述指定地层在最大埋深对应的围压的饱和压力，使所述岩样达到完全水饱和状态；本实施例中，将岩样置于抽真空加压饱和装置中，抽空4小时，以岩样最大埋深对应的围压向岩样内部注入水，即对岩样施加50MPa的围压，维持24h，使岩样达到完全水饱和状态。步骤S4，测得在温度TX下所述岩样中水分响应的核磁信号幅度H1，得到所述岩样中含水孔隙体积为H1/(HX/V)，本实施例中，TX为105℃，岩样中含水孔隙体积为H1/(H105/V)。从抽真空加压饱和装置中取出岩样，用滤纸擦拭掉岩样表面的水珠，使得测试的水均为岩样孔隙内的水，再将岩样放入到核磁共振驱替成像装置内，测定岩样中水分响应的核磁信号强度H1和对应图谱。本实施例中，温度为105℃，围压为50Mpa时，测得岩样含水孔隙体积H1/(H105/V)为1.6732ml，孔隙度为6.8％。为了使测量结果更准确，根据所述指本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种模拟地层条件下致密砂岩最大含气量的计算方法，其特征在于，包括以下步骤：S1利用核磁共振驱替成像装置获取温度TX下含水体积为Vml的岩样对应的核磁信号幅度HX，得到在温度TX下含水体积为1ml的岩样对应的核磁信号幅度为HX/V；S2在指定地层中取得岩样，并对所述岩样进行抽真空干燥处理；S3将所述干燥后的岩样放置于抽真空加压饱和装置内，对所述岩样施加所述指定地层最大埋深对应的围压的饱和压力，使所述岩样达到完全水饱和状态；S4测得在所述温度TX下所述岩样中水分响应的核磁信号幅度H1，得到所述岩样中含水孔隙体积为H1/(HX/V)；S5对所述岩样持续施加围压，所述围压大小为所述指定地层现今埋深对应的围压大小，施加驱替压力，向所述岩样孔隙内注入气体，以驱替所述岩样孔隙中的水，在见水后每间隔第一预设时间测一次出水量；S6当相邻测量时间点的所述出水量的差值小于预设阈值时，得到在所述温度TX下所述岩样中水分响应的核磁信号幅度H2，所述岩样中含水孔隙体积为H2/(HX/V)，得到最大含气量为H1/(HX/V)‑H2/(HX/V)。

【技术特征摘要】
1.一种模拟地层条件下致密砂岩最大含气量的计算方法，其特征在于，包括以下步骤：S1利用核磁共振驱替成像装置获取温度TX下含水体积为Vml的岩样对应的核磁信号幅度HX，得到在温度TX下含水体积为1ml的岩样对应的核磁信号幅度为HX/V；S2在指定地层中取得岩样，并对所述岩样进行抽真空干燥处理；S3将所述干燥后的岩样放置于抽真空加压饱和装置内，对所述岩样施加所述指定地层最大埋深对应的围压的饱和压力，使所述岩样达到完全水饱和状态；S4测得在所述温度TX下所述岩样中水分响应的核磁信号幅度H1，得到所述岩样中含水孔隙体积为H1/(HX/V)；S5对所述岩样持续施加围压，所述围压大小为所述指定地层现今埋深对应的围压大小，施加驱替压力，向所述岩样孔隙内注入气体，以驱替所述岩样孔隙中的水，在见水后每间隔第一预设时间测一次出水量；S6当相邻测量时间点的所述出水量的差值小于预设阈值时，得到在所述温度TX下所述岩样中水分响应的核磁信号幅度H2，所述岩样中含水孔隙体积为H2/(HX/V)，得到最大含气量为H1/(HX/V)-H2/(HX/V)。2.如权利要求1所述的模拟地层条件下致密砂岩最大含气量的计算方法，其特征在于，步骤S3之后，根据所述指定地层的埋藏史获得所述指定地层在埋藏时受到的实际围压的变化曲线，对所述岩样施加围压，所述围压与所述实际围压的变化曲线相同。3.如权利要求1所述的模拟地层条件下致密砂岩最大含气量的计算方法，其特征在于，步骤S5中，所述驱替压力小于所述指定地层现今埋深对应的围压，且所述围压与所述驱替压力的差值大于或等于预设围压阈值。4.如权利要求1所述的模拟地层条件下致密砂岩最大含气量的计算方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：王任，彭宇，
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