一种低成熟陆相页岩生烃过程与孔隙结构关系的构建方法技术

本发明专利技术提供了一种低成熟陆相页岩生烃过程与孔隙结构关系的构建方法，属于页岩生烃过程技术领域。本发明专利技术在相同的实验条件下，利用干酪根样品的黄金管热模拟建立低成熟陆相页岩生烃过程，利用加水柱塞样品的黄金管热模拟结合扫描电镜进行矿物组分、孔隙结构和形貌特征的表征，获得低成熟陆相页岩生烃过程和孔隙演化的对应关系，从而判别页岩油气的优势发育温度区间或成熟度区间，明确经历的反应阶段和孔隙结构演化特征，可为今后陆相页岩气的生烃过程重现、生烃机制探讨以及资源动态评价提供新思路。同时，本发明专利技术使用加水的柱塞样品进行黄金管热模拟，能够近似模拟真实地质条件，使得实验结果与真实地质条件下的结果更为接近。得实验结果与真实地质条件下的结果更为接近。得实验结果与真实地质条件下的结果更为接近。

【技术实现步骤摘要】
一种低成熟陆相页岩生烃过程与孔隙结构关系的构建方法


[0001]本专利技术涉及页岩生烃过程
，特别涉及一种低成熟陆相页岩生烃过程与孔隙结构关系的构建方法。

技术介绍

[0002]页岩油气是非常规油气中的重要类型，它们在改变能源结构方面起着非常重要的作用。由于海相页岩有机质的成熟度普遍较高，大部分已经经历了生烃高峰，无法完整恢复它的整个生烃过程，陆相页岩有机质成熟度普遍较低，是进行生烃过程研究的理想对象。
[0003]对于页岩的生烃过程研究一般采用热模拟的实验方法来表征和刻画。现有的生烃热模拟实验中，大多数是将页岩中的有机质提取成干酪根进行实验，难以测试各个阶段的孔隙结构、孔隙直径以及孔隙连通性的变化，使得与生烃过程对应的孔隙演化研究存在不足。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术目的在于提供一种低成熟陆相页岩生烃过程与孔隙结构关系的构建方法，本专利技术提供的方法能够实现陆相页岩生烃过程及其孔隙结构特征演化的精细表征。
[0005]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0006]本专利技术提供了一种低成熟陆相页岩生烃过程与孔隙结构关系的构建方法，包括以下步骤：
[0007]提供低成熟陆相页岩样品，测定低成熟陆相页岩样品总有机碳含量、镜质体反射率和有机质类型；
[0008]将所述低成熟度的陆相页岩样品分为多组，一组制备多个加水的柱塞样品；一组制备多个干酪根样品；
[0009]在100～600℃温度区间，设定多个温度点，将多个加水的柱塞样品和多个干酪根样品置于黄金管中，进行黄金管热模拟，每到达一个温度点取出一个柱塞样品干酪根样品；
[0010]收集干酪根样品在不同温度点产生的烃类物质，测定烃类物质产量以及烃类物质的C、H或N同位素含量，结合低成熟陆相页岩样品总有机碳含量、镜质体反射率和有机质类型，建立低成熟陆相页岩生烃过程；
[0011]对不同温度点处理后的柱塞样品进行微纳米CT扫描和重构分析，获得低成熟陆相页岩在不同温度点的孔隙结构特征；
[0012]将不同温度点处理后的柱塞样品制备成扫描电镜样品，进行扫描电镜测试，观察低成熟陆相页岩在不同温度下的矿物组分和形貌特征；
[0013]将所述低成熟陆相页岩在不同温度点的生烃过程与所述低成熟陆相页岩在不同温度点的孔隙结构和形貌特征对应起来，获得低成熟陆相页岩生烃过程与孔隙结构关系。
[0014]优选的，所述低成熟陆相页岩样品的镜质体反射率＜0.7％。
[0015]优选的，所述加水的柱塞样品中水的体积为柱塞样品体积的一半。
[0016]优选的，所述温度点包括100℃、200℃、300℃、325℃、350℃、375℃、400℃、450℃、500℃、550℃和600℃。
[0017]优选的，所述黄金管热模拟的升温速率为0.1～20℃/h，压力为0.1～50MPa。
[0018]优选的，所述干酪根样品在不同温度下产生的烃类物质包括气态烃和液态烃；
[0019]所述建立低成熟陆相页岩生烃过程包括：
[0020]根据干酪根样品在不同温度下气态烃和液态烃的产量获得“温度
‑
气态烃”关系曲线和“温度
‑
液态烃”关系曲线；根据所述关系曲线获得生烃高峰时的产量和温度以及大量生烃的温度区间；
[0021]基于碳同位素分馏原理，通过气态烃的碳同位素特征变化，获得干酪根在不同温度下所处的生烃阶段。
[0022]优选的，所述微纳米CT扫描和重构分析获得的孔隙结构参数包括孔隙分布、孔径范围和孔隙连通性。
[0023]优选的，所述扫描电镜样品的制备过程包括氩离子抛光和镀膜。
[0024]优选的，所述扫描电镜测试获得的形貌特征包括孔隙类型、孔连通性、矿物组分和形态、有机质形态及孔隙发育情况。
[0025]本专利技术提供了一种低成熟陆相页岩生烃过程与孔隙结构关系的构建方法，包括以下步骤：提供低成熟陆相页岩样品，测定低成熟陆相页岩样品总有机碳含量、镜质体反射率和有机质类型；将所述低成熟度的陆相页岩样品分为多组，一组制备多个加水的柱塞样品；一组制备多个干酪根样品；在100～600℃温度区间，设定多个温度点，将多个加水的柱塞样品和多个干酪根样品置于黄金管中，进行黄金管热模拟，每到达一个温度点取出一个柱塞样品和一个干酪根样品；收集干酪根样品在不同温度点产生的烃类物质，测定烃类物质产量以及烃类物质的C、H或N同位素含量，结合低成熟陆相页岩样品总有机碳含量、镜质体反射率和有机质类型，建立低成熟陆相页岩生烃过程；对不同温度点处理后的柱塞样品进行微纳米CT扫描和重构分析，获得低成熟陆相页岩在不同温度点的孔隙结构特征；将不同温度点处理后的柱塞样品制备成扫描电镜样品，进行扫描电镜测试，观察低成熟陆相页岩在不同温度下的矿物组分和形貌特征；将所述低成熟陆相页岩在不同温度点的生烃过程与所述低成熟陆相页岩在不同温度点的孔隙结构和形貌特征对应起来，获得低成熟陆相页岩生烃过程与孔隙结构关系。本专利技术在相同的实验条件下，利用干酪根样品的黄金管热模拟建立低成熟陆相页岩生烃过程，利用加水柱塞样品的黄金管热模拟结合微纳米CT扫描及重构进行孔隙结构和形貌特征的表征，获得低成熟陆相页岩生烃过程和孔隙演化的对应关系，从而能够判别页岩油气的优势发育温度区间或成熟度区间，明确经历的反应阶段和孔隙变化特征，可为今后陆相页岩气的生烃过程重现、生烃机制探讨以及资源动态评价和预测提供新思路。
[0026]同时，现有的生烃热模拟实验中，大多数是将页岩中的有机质提取成干酪根进行实验，并且无论是封闭体系、开放体系还是半封闭半开放体系，大部分都是以干燥样品为主，很少有加水样品的实验，而水在矿物转化，成岩反应等方面都有重要的作用，这就导致实验室模拟结果与真实地质条件下获得的结果存在一定差异。本专利技术使用加水的柱塞样品进行黄金管热模拟，能够近似模拟真实地质条件，使得孔隙演化特征与真实地质条件下的
结果更为接近。
附图说明
[0027]图1为不同类型干酪根同一升温速率下气态烃产量特征；
[0028]图2为不同类型干酪根同一升温速率下液态烃产量特征；
[0029]图3为I型干酪根的甲烷碳同位素特征；
[0030]图4为II型干酪根的甲烷碳同位素特征；
[0031]图5为III型干酪根的甲烷碳同位素特征；
[0032]图6为加水柱样在不同温度下的扫描电镜图；
[0033]图7为350℃加水柱样岩心三维重构图；
[0034]图8为350℃加水柱样岩心孔隙提取图；
[0035]图9为350℃加水柱样岩心孔隙连通性图；
[0036]图10为350℃加水柱样孔隙直径分布直方图；
[0037]图11为350℃无水柱样岩心孔隙连通性图；
[0038]图12为陆相页岩生烃过程与对应孔隙结构的表征结果。
具体实施方式
[0039]本专利技术提供了一种低成熟陆相页岩生烃过程与孔隙本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低成熟陆相页岩生烃过程与孔隙结构关系的构建方法，包括以下步骤：提供低成熟陆相页岩样品，测定低成熟陆相页岩样品总有机碳含量、镜质体反射率和有机质类型；将所述低成熟度的陆相页岩样品分为多组，一组制备多个加水的柱塞样品；一组制备多个干酪根样品；在100～600℃温度区间，设定多个温度点，将多个加水的柱塞样品和多个干酪根样品置于黄金管中，进行黄金管热模拟，每到达一个温度点取出一个柱塞样品和一个干酪根样品；收集干酪根样品在不同温度点产生的烃类物质，测定烃类物质产量以及烃类物质的C、H或N同位素含量，结合低成熟陆相页岩样品总有机碳含量、镜质体反射率和有机质类型，建立低成熟陆相页岩生烃过程；对不同温度点处理后的柱塞样品进行微纳米CT扫描和重构分析，获得低成熟陆相页岩在不同温度点的孔隙结构特征；将不同温度点处理后的柱塞样品制备成扫描电镜样品，进行扫描电镜测试，观察低成熟陆相页岩在不同温度下的矿物组分和形貌特征；将所述低成熟陆相页岩在不同温度点的生烃过程与所述低成熟陆相页岩在不同温度点的孔隙结构和形貌特征对应起来，获得低成熟陆相页岩生烃过程与孔隙结构关系。2.根据权利要求1所述的构建方法，其特征在于，所述低成熟陆相页岩样品的镜质体反射率＜0.7％。3.根据权利要求1所述的构建方法，其特征在于，所述加水的柱塞样品中水的体积为柱塞样品体...

【专利技术属性】
技术研发人员：张云鹏，李玉宏，郭望，韩伟，周俊林，魏建设，
申请(专利权)人：中国地质调查局西安地质调查中心西北地质科技创新中心，
类型：发明
国别省市：