一种泥页岩孔隙结构的快速评价方法技术

本发明专利技术公开了一种泥页岩孔隙结构的快速评价方法，包括以下步骤：建立泥页岩样品的氮气吸附‑脱附等温线；计算分形维数；利用分形维数对泥页岩孔隙结构进行表征评价。本发明专利技术以氮气吸附实验数据为基础，借助FHH分形模型，依据分形维数指标进行泥页岩孔隙结构定量表征和评价，具有可快速获得表征泥页岩孔隙结构复杂程度的参数，提高储层评价效率的有益效果。

【技术实现步骤摘要】
一种泥页岩孔隙结构的快速评价方法
本专利技术涉及页岩气储层的孔隙结构
更具体地说，本专利技术涉及一种泥页岩孔隙结构的快速评价方法。
技术介绍
页岩气是一种主要以游离态以及吸附态赋存于富有机质页岩的孔隙-裂隙网络系统中的天然气，是一种清洁、高效的非常规天然气资源。我国在陆相、海陆过渡相及海相富有机质泥页岩中均已开展页岩气勘探开发，主要是四川盆地、沁水盆地、焦石坝地区以及湖北宜昌地区。特别是我国南方古生界(主要是志留系和寒武系)发育的海相富有机质黑色页岩具有厚度大、分布稳定、有机质类型好、有机质丰度高、成熟度高的特点。页岩的孔隙结构影响页岩气的存储和渗流能力，控制着页岩气的存在形式以及运移机制。研究页岩孔隙结构的方法主要有两类，第一类是射线探测法，第二类是流体注入法。然而这些方法在实际生产中应用效果不明显，不能简单快速地对泥页岩储层孔隙结构做出判断。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。本专利技术还有一个目的是提供一种泥页岩孔隙结构的快速评价方法，以氮气吸附实验数据为基础，借助FHH分形模型，依据分形维数指标进行泥页岩孔隙结构定量表征和评价。通过上述评价方法，只需进行简单计算即可快速获得表征泥页岩孔隙结构复杂程度的参数，以此提高储层评价效率。为了实现根据本专利技术的这些目的和其它优点，提供了一种泥页岩孔隙结构的快速评价方法，包括以下步骤：建立泥页岩样品的氮气吸附-脱附等温线；计算分形维数；利用分形维数对泥页岩孔隙结构进行表征评价。优选的是，样品吸附氮气前将样品研磨至60～80目，烘干10～12h后，置于干燥皿内备用。优选的是，样品分形维数的计算表达式为：D＝3+K，K为常数。优选的是，吸附-脱附等温线上在x点处吸附-脱附分支不重合时，选取x～1范围内吸附体积数据及其对应的相对压力进行直线拟合，得到的直线斜率为K的数值。优选的是，K值根据导出的Frenkel-Halsey-Hill(FHH)模型确定，FHH方程为：lnV＝Kln(ln(p0/p))+C式中：p为平衡压力；V为对应的吸附体积，cm3/g，V常采用BJH模型下的孔隙体积；C为常数；K为常数，与吸附机理有关。本专利技术至少包括以下有益效果：首先收集泥页岩样品，可以针对同一层位，也可以针对不同层位进行对比；新鲜样品经过研磨，烘干等前处理后，上机进行低温氮气吸附实验；结合FHH模型计算分形维数，用以评价孔隙结构的复杂程度；该方法简便有效，对于页岩储层评价和页岩气开采具有重要意义。本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。附图说明图1为本专利技术其中一个技术方案的样品的吸附-脱附等温线；图2为本专利技术的其中一个技术方案样品的拟合直线图；图3为本专利技术的其中一个技术方案分形维数与孔隙比表面积、平均孔径、微孔表面积、微孔体积的相关性关系图。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。下面结合具体实施例，并参照数据进一步详细地描述本专利技术。以下实施例只是为了举例说明本专利技术，而非以任何方式限制本专利技术的范围。实施例1、低温氮气吸附实验低温氮气吸附实验在ASAP2020比表面和孔隙分析仪上进行，实验温度维持在-195℃。实验前，将下寒武统水井沱组页岩样品(10个)研磨至60～80目，并于烘干箱中以70℃恒温烘干10～12h。孔隙表面积由BrunauerEmmetteTeller(BET)模型计算，孔隙体积由BarretteJoynereHalenda(BJH)模型计算。本次实验所获得的数据见表1，典型等温吸附曲线见图1。表1.氮气吸附数据实施例2、分形维数的计算结合图1，相对压力大于0.4时，吸附和解吸曲线开始不重合，说明此时范德华力作用的减弱，毛细管凝聚力开始占主导作用。因此我们选取相对压力在0.4～1之间的数据进行分形维数的计算。包括每个样品在此压力区间的相对压力(p/p0)值及对应的吸附体积(V)，然后对p0/p和V取对数后，以ln(ln(p0/p))为横坐标，以lnV为纵坐标，对数据进行直线拟合。十个样品的拟合直线图见图2。根据拟合直线的斜率计算相应的分形维数，计算方法为D＝3+K。每个样品的拟合直线方程及分形维数值见表2。10个样品的分形维数D介于2.5到2.8之间，表明页岩孔隙的非均质性较强。表2拟合直线方程及分形维数实施例3、分形维数对孔隙结构的表征孔隙结构表征参数通常有平均孔径、比表面积、孔隙体积等。为了研究分形维数于孔隙结构参数之间的关系，我们分别作分形维数D与BET比表面积和平均孔径之间的相关性图，见图3。数据表明，分形维数与这些参数之间均具有中等-强的相关性。分形维数D与SBET之间具有正相关性，比表面积越大，分形维数越高。分形维数D与平均孔径之间具有负相关性，平均孔径越大，分形维数越低。说明随着平均孔径的降低，比表面积的增大，分形维数增大。进一步作分形维数与微孔表面积和微孔孔隙体积相关性图，都具有较好的相关性。说明分形维数与微孔的发育相关，微孔是引起页岩孔隙结构不均匀性的重要原因。分形维数可以用于评判页岩孔隙中微孔的发育程度，分形维数越大，微孔越发育，越有利于页岩气吸附，但是不利于渗流，为后续的页岩气开采提供理论指导。由上述方法构建的泥页岩孔隙结构评价方法描述如下：主要借助低温氮气吸附实验，绘制相对压力(p0/p)-吸附量(Q)等温线，选取吸附分支和脱附分支不重合的数据范围进行相对压力(p0/p)和平衡压力(V)的双对数拟合，然后根据拟合直线斜率计算分形维数，从而对孔隙结构复杂程度进行快速判断。尽管本专利技术的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本专利技术的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本专利技术并不限于特定的细节和这里示出与描述的实施例。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种泥页岩孔隙结构的快速评价方法，其特征在于，包括以下步骤：/n建立泥页岩样品的氮气吸附-脱附等温线；/n计算分形维数；/n利用分形维数对泥页岩孔隙结构进行表征评价。/n

【技术特征摘要】
1.一种泥页岩孔隙结构的快速评价方法，其特征在于，包括以下步骤：
建立泥页岩样品的氮气吸附-脱附等温线；
计算分形维数；
利用分形维数对泥页岩孔隙结构进行表征评价。


2.如权利要求1所述的泥页岩孔隙结构的快速评价方法，其特征在于，样品吸附氮气前将样品研磨至60～80目，烘干10～12h，置于干燥皿内备用。


3.如权利要求1所述的泥页岩孔隙结构的快速评价方法，其特征在于，样品分形维数的计算表达式为：D＝3+K，K为常数。


4.如权利要求3所...

【专利技术属性】
技术研发人员：严德天，刘紫璇，
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