[发明专利]一种孔径介于0.3-10nm的页岩有机孔隙度估算方法

说明书

本发明公开了一种孔径介于0.3‑10nm的页岩有机孔隙度估算方法，包括以下步骤：通过页岩样品二氧化碳和氮气吸附测试，利用密度函数理论DFT模型计算页岩样品内孔径为0.3‑10nm的孔隙体积；建立页岩样品孔径介于0.3‑10nm的孔隙体积与TOC含量的线性正相关关系；估算0.3‑10nm有机孔隙体积以及占总孔体积的比值，结合页岩总孔隙度估算页岩孔径介于0.3‑10nm的页岩有机孔隙度，该方法思路清晰、技术可靠、涉及的参数物理意义明确、估算方法和计算公式应用方便。

技术领域

本发明涉及页岩气储层研究及页岩气勘探，具体涉及一种孔径介于0.3-10nm的页岩有机孔隙度估算方法。

背景技术

页岩气储层总有机孔隙度是指页岩气储层中全部有机质孔隙体积与页岩气储层总体积的比值，可用百分比表示。页岩气储层中有机质孔隙或称有机孔隙是页岩有机质在热演化裂解生气过程中形成的孔隙，有机孔隙是页岩气储层中广泛存在且是最重要的孔隙类型，有机孔隙发育在页岩气储层中的有机质颗粒内，以纳米级孔隙为主，有时也发育少量的微米级孔隙，是页岩气赋存的主要孔隙空间。页岩气储层有机孔隙度是页岩储气能力和含气性评价的重要参数，在页岩气的勘探开发过程中，页岩气储层有机孔隙度也是计算页岩气储量和制定开发方案的关键参数。页岩气储层中有机孔隙度计算是页岩气储层评价的重要内容，也是优选页岩气有利钻探目标的依据。

页岩气储层有机孔隙度无法通过仪器测定，而目前国内也还没有标准的页岩气储层有机孔隙度的计算公式。现在常用的是利用扫描电镜镜下观察有机孔面孔率，通过有机孔面孔率计算页岩有机孔隙度，但此方法仍然受限于场发射扫描电镜(FE-SEM)的分辨率，具有极高的分辨率FE-SEM可基本解决孔径＞10nm有机孔隙的观察统计，但也不能完全观察统计孔径2-10nm的有机孔隙，更不可能观察统计孔径＜2nm的有机微孔；纳米CT和FIB-SEM三维重构也仅能解决大于20nm有机孔隙的估算。页岩中0.3-10nm的有机孔隙数量众多、比表面积大、占总孔隙体积的比例约在10-30％，占全有机孔隙体积的比例约在20-50％，是页岩气吸附气和游离气富集的孔隙空间。

目前孔径介于0.3-10nm页岩有机孔隙度的估算是有机孔隙度评价的难点问题，仍未见到有效解决该问题的相关报道，故本专利提出一种孔径介于0.3-10nm页岩有机孔隙度的估算方法，该方法可解决页岩气储层中孔径介于0.3-10nm有机孔隙度的评价，该方法思路清晰、技术可靠、涉及的参数物理意义明确、估算方法和计算公式应用方便。

孔径介于0.3-10nm的页岩孔隙体积与TOC有非常好的正相关关系，且微孔-中孔主要发育在高成熟-过成熟页岩中，从而可以在沉积环境、岩石学、地球化学和成岩作用等地质条件相似的页岩层系，可根据页岩样品孔隙体积与TOC的关系获得孔径介于0.3-10nm的无机孔体积的变化范围，一般接近并取某一固定值，进而可根据TOC含量估算该部分有机孔体积。该方法计算误差主要来自孔径介于0.3-10nm的有机孔体积的计算。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种孔径介于0.3-10nm的页岩有机孔隙度估算方法。

本发明提供一种孔径介于0.3-10nm的页岩有机孔隙度估算方法，包括以下步骤：

步骤1：利用二氧化碳吸附测试的密度函数理论DFT模型计算出页岩孔径介于0.3-1.4nm范围内的孔隙体积及其孔径分布；利用氮气吸附测试中的QSDFT模型计算页岩孔径介于1.4-30nm的孔隙体积及其孔径分布，再运用BJH模型计算出大于30nm以上的孔隙体积及其孔径分布，结合三类模型计算得到页岩气储层总孔隙体积V_总孔以及孔径介于0.3-10nm的页岩孔隙体积V₁₀；

步骤2：建立孔径介于0.3-10nm的页岩孔隙体积V₁₀与其页岩样品TOC值之间的线性正相关关系，得到介于0.3-10nm的页岩孔隙体积V₁₀与其页岩样品TOC值的线性关系式，其中页岩样品TOC值由实验室实验仪器测试页岩样品得到；