[发明专利]页岩吸附气和游离气的计算方法及其测量装置

说明书

本发明涉及一种油气检测装置及其计算方法，具体为页岩吸附气和游离气的计算方法及其测量装置；对泥页岩柱塞样进行覆压孔渗测量，并得到泥页岩孔隙体积随覆压变化的计算模型；对泥页岩样品进行等温吸附‑声波联测实验得到声波幅度随含气压力变化的规律；根据随自由气变化造成的声波衰减规律求出孔隙中的自由气体积与声衰减之间的转换关系。由含气量与声衰减之间的关系与吸附气造成的声衰减L2，求得甲烷的吸附气体积。该方法保证样品孔隙结构的完整性，使岩石处于覆压状态，更符合岩石在地层的实际情况；应用页岩对甲烷、二氧化碳这类可吸附性气体的吸附作用造成中声波衰减测试规律，从而确定页岩中游离气、吸附气的含量以及其比例关系。

技术领域

本发明涉及一种油气检测装置及其计算方法，具体为页岩吸附气和游离气的计算方法及其测量装置。

背景技术

为满足国内不断增长的油气资源需求，在常规油气资源非常规油气的开发备受关注，其中页岩气的勘探开发在我国正逐年增加，然而在页岩含气量评价中，对游离气的专项研究还比较少，这些制约了页岩含气量的精确评价。研究页岩中游离气含量的计算方法，对精确评价页岩含气量，确定游离气含量与吸附气含量比例具有重要意义。而在地震勘探与测井勘探中，声波探测技术在含气量性地层的都是一种重要方法。。

目前实验室对页岩含气量的研究主要进行等温吸附实验确定，但是现有的等温吸附实验存在以下几点问题：

(1)页岩的吸附气量。但由于通常等温吸附实验是使用的是60目以下的粉碎样品，样品状态与地层环境不符，孔隙结构完整性遭到破坏。

(2)地层中岩石为覆压状态，而不是松散状态。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供了一种应用声波信息表征页岩中游离气、吸附气的计算方法，以及基于等温吸附与声波联测的实验装置。

为实现上述目的，本发明的目的按如下技术方案实现：

页岩吸附气和游离气的计算方法，包括以下步骤：

(1)将泥页岩制成一英寸泥页岩柱塞样，烘干；

(2)对泥页岩柱塞样进行覆压孔渗测量，并得到泥页岩孔隙体积V_por随覆压变化的计算模型；

(3)将泥页岩柱塞样放入测量装置中，通过控制加压泵调控泥页岩柱塞样的覆压状态，使泥页岩柱塞样处于三轴覆压状态；

(4)对泥页岩柱塞样进行等温吸附-声波联测实验，在岩石真空条件及各等温吸附平衡点测试岩石的声波幅度A_i得到声波幅度衰减系数I随含气压力P变化的规律附；

(5)根据自由气体声波衰减模型原理，应用衰减幅度得到岩石中自由气的计算方法：

V_free＝a×L1

(6)根据吸附气造成的声波衰减幅度，求得甲烷的吸附气体积V_abs；

V_abs＝L2×b

式中：B为吸附气与声波衰减系数的转换系数。

其中，步骤(5)所述的L1的求取步骤：

(1)K的求取方方法是应用数据的后2-3个点(>10MPA)的拟合线作为实验数据曲线的切线的斜率作为K值。

(2)结合等温吸附-声波联测实验声波衰减变化图版在以K为斜边的直角三角形中L1为自由气造成的声波衰减幅值。

步骤(3)所述的测量装置为，等温吸附-声波联测装置,包括气瓶、参考缸、等温吸附-声波联测夹持器及声波采集装置；等温吸附-声波联测夹持器上安装有声波发射探头与声波接收探头；泥页岩柱塞样放置在声波发射探头与声波接收探头之间；