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页岩储层的产气能力的确定方法和装置

摘要

本申请公开了一种页岩储层的产气能力的确定方法和装置,属于油气开发技术领域。本申请实施例提供的技术方案,通过构建页岩储层的赋存相态模型,逐渐降低赋存相态模型的储层压力,以模拟页岩储层中页岩气的流动规律,基于逐次降低储层压力后吸附气含量的变化,确定出吸附气含量开始降低时对应的储层压力,也即是确定出了吸附气发生解吸的临界压力,进而基于临界解吸压力和对应的临界吸附气量,能够确定出用于表征页岩储层的产气能力的页岩参数,提供了一种对页岩储层的产气能力的确定方法,能够为后续页岩气开采提供理论依据和和技术支撑。

著录项

  • 公开/公告号CN112834404A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2021-05-25

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 中国石油天然气股份有限公司;

    申请/专利号CN202110016599.8

  • 发明设计人 李武广;罗超;姚宏宇;

    申请日2021-01-07

  • 分类号G01N15/08(20060101);

  • 代理机构11138 北京三高永信知识产权代理有限责任公司;

  • 代理人侯晓雅

  • 地址 100007 北京市东城区东直门北大街9号中国石油大厦

  • 入库时间 2023-06-19 11:05:16

说明书

技术领域

本申请涉及油气开发技术领域,特别涉及一种页岩储层的产气能力的确定方法和装置。

背景技术

近年来,以页岩气为代表的非常规油气资源潜力巨大,受到国内外的广泛重视,成为全球油气勘探的热点。在页岩储层中,页岩气主要以游离气和吸附气的形式储存。在页岩气开采早期,通常是基于页岩储层中的游离气进行开采,到开采后期时,依靠页岩储层中吸附气的解吸作用来贡献产量。

然而,由于页岩储层中孔隙形状多样,不同孔隙中的气体赋存形态不清楚,页岩储层的产气能力仍不明确,因此,亟需一种对页岩储层的产气能力的确定方法。

发明内容

本申请实施例提供了一种页岩储层的产气能力的确定方法和装置,提供了一种对页岩储层的产气能力的确定方法,能够为后续页岩气开采提供理论依据和和技术支撑。该技术方案如下:

一方面,提供了一种页岩储层的产气能力的确定方法,该方法包括:

基于页岩储层的孔隙结构参数,构建该页岩储层的赋存相态模型,该赋存相态模型用于模拟页岩气在该页岩储层中的赋存状态,该赋存相态模型提供有该页岩储层中的吸附气含量;

按照目标周期,降低该赋存相态模型的储层压力,得到每次降低该储层压力后的该吸附气含量;

基于多次降低该储层压力后的该吸附气含量,确定该页岩储层的临界解吸压力,该临界解吸压力为该吸附气含量开始降低时对应的储层压力;

确定该临界解吸压力对应的吸附气含量,作为该页岩储层的临界吸附气量;

对该临界解吸压力和该临界吸附气量,进行加权平均,得到该页岩储层的目标页岩参数,该目标页岩参数用于表征该页岩储层的产气能力。

在一种可能的实现方式中,该按照目标周期,降低该赋存相态模型的储层压力包括:

每隔目标周期,将该赋存相态模型的储层压力降低目标降低量。

在一种可能的实现方式中,该基于多次降低该储层压力后的该吸附气含量,确定该页岩储层的临界解吸压力包括:

基于多次降低该储层压力后的该吸附气含量和目标储层压力,确定第一关系数据,该第一关系数据用于指示吸附气含量与目标储层压力的对应关系;

基于该第一关系数据,确定吸附气含量开始降低时对应的储层压力,为该临界解吸压力。

在一种可能的实现方式中,该按照目标周期,降低该赋存相态模型的储层压力,得到每次降低该储层压力后的该吸附气含量之后,该方法还包括:

获取每次降低该储层压力后的吸附气释放量、游离气释放量和目标储层压力;

基于多次降低该储层压力后的该吸附气释放量、该游离气释放量和该目标储层压力,分别确定第二关系数据和第三关系数据,该第二关系数据用于指示吸附气释放量与目标储层压力的对应关系,该第三关系数据用于指示游离气释放量与目标储层压力的对应关系。

在一种可能的实现方式中,该赋存相态模型还提供有该页岩储层中的游离气含量,该确定该临界解吸压力对应的吸附气含量,作为该页岩储层的临界吸附气量之后,该方法还包括:

确定该临界解吸压力对应的游离气含量,基于该游离气含量和该吸附气含量,确定该临界解吸压力对应的总含气量,将该总含气量作为临界饱和气量。

在一种可能的实现方式中,该基于多次降低该储层压力后的该吸附气含量,确定该页岩储层的临界解吸压力之后,该方法还包括:

基于该页岩储层的裂缝参数、储层压力以及该页岩储层中页岩井的历史产气量,构建页岩气产量预测模型,该页岩气产量预测模型提供有该储层压力和产气量的对应关系;

在该页岩气产量预测模型中,输入该临界解吸压力,得到储层压力小于该临界解吸压力的第一储层压力区间和储层压力大于该临界解吸压力的第二储层压力区间;

确定该第一储层压力区间对应的产气量,作为该页岩储层中页岩井的游离气产量,确定该第二储层压力区间对应的页岩井产气量,作为该页岩储层中页岩井的吸附气产量。

在一种可能的实现方式中,该确定该临界解吸压力对应的吸附气含量,作为该页岩储层的临界吸附气量之后,该方法还包括:

获取多个页岩储层的孔隙结构参数与目标页岩参数;

对该多个页岩储层的孔隙结构参数与目标页岩参数,进行归一化处理,得到归一化处理后的孔隙结构参数与目标页岩参数;

基于该归一化处理后的孔隙结构参数与目标页岩参数,确定第四关系数据,该第四关系数据用于指示目标页岩参数和孔隙结构参数的对应关系。

在一种可能的实现方式中,该孔隙结构参数包括孔隙度、有机质孔隙度、有机质丰度、有机质面孔率、脆性矿物含量、含水饱和度、宏孔体积占总孔隙体积的比例,该第四关系数据为下述公式;

D=0.211X

式中,D为该目标页岩参数,X

在一种可能的实现方式中,该获取多个页岩储层的孔隙结构参数与目标页岩参数之后,该方法还包括:

基于该孔隙结构参数和该目标页岩参数,确定该孔隙结构参数中孔隙度、该有机质孔隙度、该有机质丰度、该有机质面孔率、该脆性矿物含量、该含水饱和度、该宏孔体积占总孔隙体积的比例分别与该目标页岩参数之间的相关程度;

按照相关程度由高至低的顺序,对该孔隙结构参数进行排序,在该孔隙结构参数的排序中,选取相关程度靠前的两个参数,基于该两个参数与对应的目标页岩参数,生成双因素页岩参数图,该双因素页岩参数图包括该两个参数与该目标页岩参数之间的对应关系。

一方面,提供了一种页岩储层的产气能力的确定装置,该装置包括:

构建模块,用于基于页岩储层的孔隙结构参数,构建该页岩储层的赋存相态模型,该赋存相态模型用于模拟页岩气在该页岩储层中的赋存状态,该赋存相态模型提供有该页岩储层中的吸附气含量;

降低模块,用于按照目标周期,降低该赋存相态模型的储层压力,得到每次降低该储层压力后的该吸附气含量;

临界解吸压力确定模块,用于基于多次降低该储层压力后的该吸附气含量,确定该页岩储层的临界解吸压力,该临界解吸压力为该吸附气含量开始降低时对应的储层压力;

临界吸附气量确定模块,用于确定该临界解吸压力对应的吸附气含量,作为该页岩储层的临界吸附气量;

目标页岩参数确定模块,用于对该临界解吸压力和该临界吸附气量,进行加权平均,得到该页岩储层的目标页岩参数,该目标页岩参数用于表征该页岩储层的产气能力。

在一种可能的实现方式中,该降低模块,用于:

每隔目标周期,将该赋存相态模型的储层压力降低目标降低量。

在一种可能的实现方式中,该临界解吸压力确定模块,用于:

基于多次降低该储层压力后的该吸附气含量和目标储层压力,确定第一关系数据,该第一关系数据用于指示吸附气含量与目标储层压力的对应关系;

基于该第一关系数据,确定吸附气含量开始降低时对应的储层压力,为该临界解吸压力。

在一种可能的实现方式中,该装置还包括:

获取模块,用于获取每次降低该储层压力后的吸附气释放量、游离气释放量和目标储层压力;

关系数据确定模块,用于基于多次降低该储层压力后的该吸附气释放量、该游离气释放量和该目标储层压力,分别确定第二关系数据和第三关系数据,该第二关系数据用于指示吸附气释放量与目标储层压力的对应关系,该第三关系数据用于指示游离气释放量与目标储层压力的对应关系。

在一种可能的实现方式中,该赋存相态模型还提供有该页岩储层中的游离气含量,该装置还包括:

临界饱和气量确定模块,用于确定该临界解吸压力对应的游离气含量,基于该游离气含量和该吸附气含量,确定该临界解吸压力对应的总含气量,将该总含气量作为临界饱和气量。

在一种可能的实现方式中,该构建模块,还用于基于该页岩储层的裂缝参数、储层压力以及该页岩储层中页岩井的历史产气量,构建页岩气产量预测模型,该页岩气产量预测模型提供有该储层压力和产气量的对应关系;

该装置还包括:

输入模块,用于在该页岩气产量预测模型中,输入该临界解吸压力,得到储层压力小于该临界解吸压力的第一储层压力区间和储层压力大于该临界解吸压力的第二储层压力区间;

游离气产量确定模块,用于确定该第一储层压力区间对应的产气量,作为该页岩储层中页岩井的游离气产量,确定该第二储层压力区间对应的页岩井产气量,作为该页岩储层中页岩井的吸附气产量。

在一种可能的实现方式中,该装置还包括:

获取模块,用于获取多个页岩储层的孔隙结构参数与目标页岩参数;

处理模块,用于对该多个页岩储层的孔隙结构参数与目标页岩参数,进行归一化处理,得到归一化处理后的孔隙结构参数与目标页岩参数;

关系数据确定模块,用于基于该归一化处理后的孔隙结构参数与目标页岩参数,确定第四关系数据,该第四关系数据用于指示目标页岩参数和孔隙结构参数的对应关系。

在一种可能的实现方式中,该孔隙结构参数包括孔隙度、有机质孔隙度、有机质丰度、有机质面孔率、脆性矿物含量、含水饱和度、宏孔体积占总孔隙体积的比例,该第四关系数据为下述公式;

D=0.211X

式中,D为该目标页岩参数,X

在一种可能的实现方式中,该装置还包括:

相关程度确定模块,用于基于该孔隙结构参数和该目标页岩参数,确定该孔隙结构参数中孔隙度、该有机质孔隙度、该有机质丰度、该有机质面孔率、该脆性矿物含量、该含水饱和度、该宏孔体积占总孔隙体积的比例分别与该目标页岩参数之间的相关程度;

生成模块,用于按照相关程度由高至低的顺序,对该孔隙结构参数进行排序,在该孔隙结构参数的排序中,选取相关程度靠前的两个参数,基于该两个参数与对应的目标页岩参数,生成双因素页岩参数图,该双因素页岩参数图包括该两个参数与该目标页岩参数之间的对应关系。

一方面,提供了一种终端,该终端包括一个或多个处理器和一个或多个存储器,该一个或多个存储器中存储有至少一条程序代码,该程序代码由该一个或多个处理器加载并执行以实现上述的页岩储层的产气能力的确定方法。

一方面,提供了一种计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质中存储有至少一条程序代码,该程序代码由处理器加载并执行以实现上述的页岩储层的产气能力的确定方法。

本申请实施例提供的技术方案,通过构建页岩储层的赋存相态模型,逐渐降低赋存相态模型的储层压力,以模拟页岩储层中页岩气的流动规律,基于逐次降低储层压力后吸附气含量的变化,确定出吸附气含量开始降低时对应的储层压力,也即是确定出了吸附气发生解吸的临界压力,进而基于临界解吸压力和对应的临界吸附气量,能够确定出用于表征页岩储层的产气能力的页岩参数,提供了一种对页岩储层的产气能力的确定方法,能够为后续页岩气开采提供理论依据和和技术支撑。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例提供的一种页岩储层的产气能力的确定方法的流程图;

图2是本申请实施例提供的一种页岩储层的产气能力的确定方法的流程图;

图3是本申请实施例提供的一种孔隙中含气量的分布示意图;

图4是本申请实施例提供的一种高温高压下页岩气的密度分布图;

图5是本申请实施例提供的一种页岩气含量随储层压力的变化趋势图;

图6是本申请实施例提供的一种页岩气释放量随储层压力的变化趋势图;

图7是本申请实施例提供的一种裂缝闭合的示意图;

图8是本申请实施例提供的一种产气量随储层压力的变化趋势图;

图9是本申请实施例提供的一种孔隙结构参数和目标页岩参数的对应关系的确定方法的流程图;

图10是本申请实施例提供的一种实测值与计算值的对比示意图;

图11是本申请实施例提供的一种双因素页岩参数图;

图12是本申请实施例提供的又一种双因素页岩参数图;

图13是本申请实施例提供的另一种双因素页岩参数图;

图14是本申请实施例提供的一种页岩储层的产气能力的确定装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。

本申请实施例提供了一种页岩储层的产气能力的确定方法,可以应用在油气开发技术领域,具体的用于对页岩储层进行页岩气开采时,对页岩储层进行产气能力的预测和分析,相应过程为:技术人员通过页岩井,对页岩储层进行测井,能够得到页岩储层的孔隙结构参数,将该孔隙结构参数输入终端,则该终端能够获取到该孔隙结构参数,再利用本申请实施例提供的页岩储层的产气能力的确定方法,能够确定出页岩储层的产气能力,进而基于所确定出的产气能力,对页岩气的开采情况进行预测,便于对页岩气开采方案的调整,能够为页岩气开采提供理论依据和和技术支撑。

图1是本申请实施例提供的一种页岩储层的产气能力的确定方法的流程图。参见图1,该实施例包括:

101、基于页岩储层的孔隙结构参数,构建该页岩储层的赋存相态模型,该赋存相态模型用于模拟页岩气在该页岩储层中的赋存状态,该赋存相态模型提供有该页岩储层中的吸附气含量。

102、按照目标周期,降低该赋存相态模型的储层压力,得到每次降低该储层压力后的该吸附气含量。

103、基于多次降低该储层压力后的该吸附气含量,确定该页岩储层的临界解吸压力,该临界解吸压力为该吸附气含量开始降低时对应的储层压力。

104、确定该临界解吸压力对应的吸附气含量,作为该页岩储层的临界吸附气量。

105、对该临界解吸压力和该临界吸附气量,进行加权平均,得到该页岩储层的目标页岩参数,该目标页岩参数用于表征该页岩储层的产气能力。

本申请实施例提供的技术方案,通过构建页岩储层的赋存相态模型,逐渐降低赋存相态模型的储层压力,以模拟页岩储层中页岩气的流动规律,基于逐次降低储层压力后吸附气含量的变化,确定出吸附气含量开始降低时对应的储层压力,也即是确定出了吸附气发生解吸的临界压力,进而基于临界解吸压力和对应的临界吸附气量,能够确定出用于表征页岩储层的产气能力的页岩参数,提供了一种对页岩储层的产气能力的确定方法,能够为后续页岩气开采提供理论依据和和技术支撑。

图2是本申请实施例提供的一种页岩储层的产气能力的确定方法的流程图。参见图2,该实施例包括:

201、基于页岩储层的孔隙结构参数,构建该页岩储层的赋存相态模型,该赋存相态模型用于模拟页岩气在该页岩储层中的赋存状态,该赋存相态模型提供有该页岩储层中的吸附气含量。

其中,孔隙结构参数包括孔隙度、有机质孔隙度、有机质丰度、有机质面孔率、脆性矿物含量、含水饱和度、宏孔体积占总孔隙体积的比例。可选地,孔隙结构参数基于对页岩样品的测量得到。本申请实施例中,赋存相态是指页岩气在页岩储层中的存在形式。例如,赋存相态可以为游离气或吸附气,游离气是指处于游离状态存在于孔隙中的页岩气,吸附气是指以吸附状态附着在有机质表面的页岩气。

在一种可能的实现方式中,对页岩储层进行同步扫描,获取该页岩储层的三维体数据,对该三维体数据进行孔隙识别和孔隙追踪,能够获取到页岩储层中孔隙间的连通情况,根据该页岩储层中孔隙间的连通情况,构建页岩储层的页岩模型,进而基于页岩储层的孔隙结构参数,对该页岩模型进行分子动力学模拟,构建得到该页岩储层的赋存相态模型。其中,分子动力学模拟是一种能够从原子层面示出页岩气微观演变过程,从而直观的展示页岩气流动规律的模拟方法。

可选地,赋存相态模型提供有页岩储层的孔隙中的含气量,具体地,赋存相态模型提供有页岩储层的孔隙中的游离气含量和吸附气含量。例如,图3是本申请实施例提供的一种孔隙中含气量的分布示意图,图3的横坐标用于表示孔隙,横坐标的中心用于表示孔隙中心,横坐标的两侧用于表示孔隙的内壁,可以发现,图3所示出的孔隙直径为40。图3左侧的纵坐标为游离气含量,图3右侧的纵坐标为吸附气含量。孔隙中的游离气含量可以为图3所示出的游离气含量曲线,也即是图3所示出的折线,需要说明的是,图3所示出的折线以游离气单一等效吸附层为例。图3还示出了等效吸附层,也即是图3中所示出的斜线区域,大部分吸附气分布在该等效吸附层所在的区域。孔隙中的吸附气含量可以为图3所示出的吸附气含量曲线,也即是图3所示出的曲线,可以发现,在靠近孔隙中心时吸附气含量较小,在靠近孔隙内壁时吸附气含量显著增加。图3还示出了吸附气含量的等效。应理解地,在靠近孔隙的内壁时孔隙表面的吸附能力较大,因此,在靠近孔隙内壁时吸附气含量较大。

可选地,在构建该页岩储层的赋存相态模型之后,还能够有如下实现方式:

一种可能的实现方式中,在该赋存相态模型中,输入不同的孔隙直径,从而形成不同孔径条件下页岩气的赋存相态模型。在该过程中,通过不同的孔隙直径,能够观察到不同孔隙直径对应的页岩气的赋存状态,能够准确的评价页岩气的分布密度和相态特征。可选地,基于不同孔径条件下页岩气的赋存相态模型,确定储层压力开始发生变化时的临界值,作为该页岩储层的临界压力,确定温度开始发生变化时的临界值,作为该页岩储层的临界温度,应理解地,随着孔径的减小,页岩气的热力学参数(临界压力和临界温度)也会发生变化,通过上述过程,能够快速的确定出页岩气的临界压力和临界温度。

又一种可能的实现方式中,在该赋存相态模型中,输入不同的温度,从而形成不同温度条件下页岩气的赋存相态模型。

另一种可能的实现方式中,在该赋存相态模型中,输入不同的储层压力,从而形成不同储层压力条件下页岩气的赋存相态模型。

在上述过程中,基于分子动力学模拟,确定不同孔隙直径、不同温度、不同储层压力条件下的页岩气赋存状态,能够形成不同孔隙直径、温度、储层压力条件下的赋存相态模型,进而评价真实页岩的微观表界面特性、微观孔隙结构特征以及页岩气的分布密度和相态特征等。

可选地,还能够在该赋存相态模型中,输入大于目标阈值的温度和大于目标阈值的储层压力,从而形成高温高压条件下页岩气的赋存相态模型。其中,大于目标阈值的温度用于表示高温,大于目标阈值的储层压力用于表示高压。本申请实施例中,以页岩储层为深层页岩为例,深层页岩通常位于高温高压环境下,通过构建高温高压条件下页岩气的赋存相态模型,能够构建得到更加符合实际分布的赋存相态模型,提高了构建赋存相态模型的准确性。

可选地,基于高温高压条件下页岩气的赋存相态模型,生成页岩气的密度分布图。例如,图4是本申请实施例提供的一种高温高压下页岩气的密度分布图,可以发现,在靠近孔隙中心时页岩气含量较稀疏,在靠近孔隙内壁时页岩气含量较密集。需要说明的是,在高温高压环境下,孔隙(限域空间)内的气体以“类固态密堆积”的形式存在,因此,吸附状态的气体密度远超过游离状态的气体密度。

202、按照目标周期,降低该赋存相态模型的储层压力,得到每次降低该储层压力后的该吸附气含量。

在一种可能的实现方式中,每隔目标周期,将该赋存相态模型的储层压力降低目标降低量,以模拟页岩储层中页岩气随储层压力下降的流动规律。

203、基于多次降低该储层压力后的吸附气含量和目标储层压力,确定第一关系数据,该第一关系数据用于指示吸附气含量与目标储层压力的对应关系。

在一种可能的实现方式中,在每次降低该储层压力后,记录本次降低该储层压力后的吸附气含量和目标储层压力,根据多次降低该储层压力后的吸附气含量和目标储层压力,生成吸附气含量与目标储层压力的对应关系,也即是生成第一关系数据。

可选地,第一关系数据为关系曲线的形式,或,第一关系数据为数据表格的形式。例如,图5是本申请实施例提供的一种页岩气含量随储层压力的变化趋势图,第一关系数据可以为图5所示出的方形连线,图5的横坐标为储层压力,图5的纵坐标为页岩气含量,可以发现,随着储层压力的降低,吸附气含量逐渐降低。

在另一种可能的实现方式中,该赋存相态模型还提供有该页岩储层中的游离气含量,在每次降低该储层压力后,还能够获取到本次降低该储层压力后的该游离气含量和目标储层压力,基于多次降低该储层压力后的该游离气含量与该目标储层压力,确定游离气含量与目标储层压力的对应关系。例如,游离气含量与目标储层压力的对应关系可以为图5所示出的菱形连线。另外,图5还示出了页岩气总含量随储层压力的变化趋势,该变化趋势为图5所示出的圆形连线。

在另一种可能的实现方式中,在每次降低该储层压力后,还能够获取本次降低该储层压力后的吸附气释放量、游离气释放量和目标储层压力,基于多次降低该储层压力后的该吸附气释放量、该游离气释放量和该目标储层压力,分别确定第二关系数据和第三关系数据,该第二关系数据用于指示吸附气释放量与目标储层压力的对应关系,该第三关系数据用于指示游离气释放量与目标储层压力的对应关系。

可选地,第二关系数据和第三关系数据为关系曲线的形式,或,第二关系数据和第三关系数据为数据表格的形式。例如,图6是本申请实施例提供的一种页岩气释放量随储层压力的变化趋势图。第二关系数据可以为图6所示出的白色柱形图,第三关系数据可以为图6所示出的斜线柱形图。根据图6可以发现,页岩气随着气体释放,储层压力降低,在释放气体初期,主要以游离气为主,在释放气体后期,主要以吸附气为主。并且,在原始储层压力下,游离气含量的占比越高,则以吸附气为主导的储层压力越小,也即是吸附气释放得越晚。

204、基于该第一关系数据,确定吸附气含量开始降低时对应的储层压力,为该临界解吸压力。

其中,临界解吸压力为该吸附气含量开始降低时对应的储层压力。需要说明的是,解吸是指吸附气的运动动能足够克服吸附力时,吸附气转换为游离气的过程。应理解地,随着储层压力的降低,孔隙的吸附力降低,因此,吸附气的运动动能可能会大于孔隙的吸附力。

在一种可能的实现方式中,基于第一关系数据中多次降低该储层压力后的吸附气含量,确定吸附气含量开始降低时对应的储层压力,作为该页岩储层的临界解吸压力。例如,参见图5,随着储层压力的降低,吸附气含量在15Mpa时开始下降,当储层压力降低到临界解吸压力时,吸附气开始大量解吸并流动。

205、确定该临界解吸压力对应的吸附气含量,作为该页岩储层的临界吸附气量。

在一种可能的实现方式中,在确定出该临界解吸压力后,确定该临界解吸压力对应的吸附气含量,则能够确定出该页岩储层的临界吸附气量。

可选地,在确定出该临界解吸压力后,还能够确定该临界解吸压力对应的游离气含量,基于该游离气含量和该吸附气含量,确定该临界解吸压力对应的总含气量,将该总含气量作为临界饱和气量。

通过上述过程,可以确定出孔隙中页岩气的临界解吸压力、临界吸附气量和临界饱和气量,为后续页岩气的开采提供了理论依据和技术支撑。

在另一种可能的实现方式中,根据上述步骤201至步骤205,获得每一小层或者每个储层的临界解吸压力、临界吸附气量和临界饱和气量之后,还能够有如下实现方式:

一种可能的实现方式中,基于页岩储层的孔隙结构参数和该页岩储层的临界解吸压力,确定孔隙结构参数与临界解吸压力的关系数据。

又一种可能的实现方式中,基于页岩储层的孔隙结构参数和该页岩储层的临界吸附气量,确定孔隙结构参数与临界吸附气量的关系数据。

另一种可能的实现方式中,基于页岩储层的孔隙结构参数和该页岩储层的临界饱和气量,确定孔隙结构参数与临界饱和气量的关系数据。

在上述过程中,提供了孔隙结构参数分别与临界解吸压力、临界吸附气量、临界饱和气量的关系数据,则后续直接基于孔隙结构参数和对应的关系数据,即可确定出临界解吸压力、临界吸附气量、临界饱和气量,由于孔隙结构参数能够通过实验或者计算快速获得,因此,根据该关系数据,能够快速的确定出页岩储层的临界解吸压力、临界吸附气量和临界饱和气量,提高了该三个参数的确定效率,则后续技术人员还能够根据孔隙结构参数,确定出对应的临界解吸压力、临界吸附气量和临界饱和气量,无需再次执行上述步骤201至步骤205。

206、对该临界解吸压力和该临界吸附气量,进行加权平均,得到该页岩储层的目标页岩参数,该目标页岩参数用于表征该页岩储层的产气能力。

其中,目标页岩参数是指页岩储层的微观产出能力的评价综合系数。需要说明的是,临界解吸压力越小,微观产出能力越强,临界吸附气量越大,微观产出能力越强。

在一种可能的实现方式中,基于临界解吸压力的第一权重参数和临界吸附气量的第二权重参数,对该临界解吸压力和该临界吸附气量,进行加权平均,得到该页岩储层的目标页岩参数。其中,第一权重参数和第二权重参数均为预先设定的权重参数。可选地,第一权重参数和第二权重参数相同,例如,第一权重参数和第二权重参数均为50%。

可选地,对临界解吸压力和临界吸附气量,进行归一化处理,再基于归一化处理后的临界解吸压力和临界吸附气量,进行加权平均,以确定出目标页岩参数。

在上述过程中,由于临界饱和气量和临界吸附气量是相关的,且成正相关,因此,选取临界解吸压力和临界吸附气量,能够确定出用于表征产气能力的参数。当然,也能够基于临界解吸压力、临界吸附气量和临界饱和气量,进行加权平均,来确定该目标页岩参数。

可选地,在确定出该页岩储层的目标页岩参数后,若该目标页岩参数大于第一阈值,则该目标页岩参数指示页岩储层的产气能力为优类,若该目标页岩参数大于第二阈值且小于第一阈值,则该目标页岩参数指示页岩储层的产气能力为良类,若该目标页岩参数小于第二阈值,则该目标页岩参数指示页岩储层的产气能力为差类。其中,第一阈值和第二阈值均为预先设定的固定阈值。例如,第一阈值可以为0.6,第二阈值可以为0.3,则若该目标页岩参数大于0.6,则指示页岩储层的产气能力为优类,若该目标页岩参数大于0.3且小于0.6,则指示页岩储层的产气能力为良类,若该目标页岩参数小于0.3,则指示页岩储层的产气能力为差类。通过该过程,还能够对页岩储层的目标页岩参数进行评价分类,能够快速且直观的获知页岩储层的产气能力。

在一个具体示例中,根据孔隙结构参数对页岩储层的产气能力的影响程度,能够确定出孔隙结构参数中各个参数对应的权重,如表1所示。

表1

上述步骤201至步骤206对确定临界解吸压力和页岩储层产气能力的过程进行了说明,在一种可能的实现方式中,还能够基于该临界解吸压力,对页岩储层中页岩井的产气量进行预测,下面基于步骤207至步骤209对该预测过程进行说明。

207、基于该页岩储层的裂缝参数、储层压力以及该页岩储层中页岩井的历史产气量,构建页岩气产量预测模型,该页岩气产量预测模型提供有该储层压力和产气量的对应关系。

其中,裂缝参数包括裂缝长度、裂缝宽度、裂缝净压力及裂缝闭合压力等。例如,图7是本申请实施例提供的一种裂缝闭合的示意图,可以发现,裂缝在裂缝闭合压力的作用下,裂缝逐渐闭合。

在一种可能的实现方式中,获取该页岩储层的微地震压裂裂缝解释成果,根据该微地震压裂裂缝解释成果,获取该页岩储层的裂缝参数,基于该页岩储层的裂缝参数和该页岩储层中页岩井的历史产气量,构建页岩气产能预测模型。

可选地,在构建页岩气产能预测模型的过程中,基于页岩储层中页岩井的历史产气量对该页岩气产能预测模型进行修正,以构建得到预测能力较高的页岩气产能预测模型。

可选地,页岩气产量预测模型提供有该储层压力和产气量的对应关系。例如,图8是本申请实施例提供的一种产气量随储层压力的变化趋势图,图8的横坐标为时间,图8的左侧纵坐标为产气量,图8的右侧纵坐标为储层压力。图8示出了日产气曲线和累产气曲线,日产气曲线能够表征页岩井的日产气量随储层压力的变化趋势,累产气曲线能够表征页岩井的累产气量随储层压力的变化趋势。图8还示出了游离气累产,可以发现,游离气累产随储层压力的下降而增加。

208、在该页岩气产量预测模型中,输入该临界解吸压力,得到储层压力小于该临界解吸压力的第一储层压力区间和储层压力大于该临界解吸压力的第二储层压力区间。

例如,参见图8,以临界解吸压力为12Mpa为例,储层压力小于该临界解吸压力(12Mpa)的第一储层压力区间为0-12Mpa,储层压力大于该临界解吸压力的第二储层压力区间为12-30Mpa。

209、确定该第一储层压力区间对应的产气量,作为该页岩储层中页岩井的游离气产量,确定该第二储层压力区间对应的页岩井产气量,作为该页岩储层中页岩井的吸附气产量。

例如,参见图8,第一储层压力区间0-12Mpa对应的产气阶段,也即是游离气主导阶段,第二储层压力区间12-30Mpa对应的产气阶段,也即是吸附气供给阶段。

上述过程中,通过构建页岩气产量预测模型,能够评价吸附气和游离气对页岩井产气量的贡献大小,从微观层面分析了页岩井中游离气和页岩气的产气贡献,能够为页岩井制定合理的生产制度、产量预测以及提高页岩井的单井可采储量提供技术支撑,是行之有效的页岩储层微观产出能力的评价方法,预期应用前景广阔。

同时,还能够根据页岩储层的产气能力和页岩气产气量,来制定页岩井的合理生产制度。例如,当储层压力大于临界解吸压力时,进行适当的控制井口压力以生产页岩气,防止由于压力过快下降而造成有效应力增大、导流能力减小、减小页岩井的最终产量的情况,避免经济效益差的问题。当储层压力小于临界解吸压力时,产出气主要以吸附气为主,则进行不控压(放压)生产页岩气,在生产压差增大的前提下,近井地带的储层压力下降,进而吸附气发生解吸,使得大量的吸附气被产出,通过合理的生产压差来提高页岩井的单井可采储量,从而提高采收率,产生一定的经济效益。

本申请实施例提供的技术方案,通过构建页岩储层的赋存相态模型,逐渐降低赋存相态模型的储层压力,以模拟页岩储层中页岩气的流动规律,基于逐次降低储层压力后吸附气含量的变化,确定出吸附气含量开始降低时对应的储层压力,也即是确定出了吸附气发生解吸的临界压力,进而基于临界解吸压力和对应的临界吸附气量,能够确定出用于表征页岩储层的产气能力的页岩参数,提供了一种对页岩储层的产气能力的确定方法,能够为后续页岩气开采提供理论依据和和技术支撑。

上述图2是确定页岩储层的产气能力(也即是目标页岩参数)以及页岩井的产气量的过程。在另一种可能的实现方式中,在确定出目标页岩参数后,还能够有其他实现方式。图9是本申请实施例提供的一种孔隙结构参数和目标页岩参数的对应关系的确定方法的流程图,参见图9,该实施例包括:

901、获取多个页岩储层的孔隙结构参数与目标页岩参数。

其中,多个页岩储层可以是多个页岩井对应的多个页岩储层。

在一种可能的实现方式中,获取多个页岩储层的孔隙结构参数,并基于图2所示出的方法,确定出该多个页岩储层的目标页岩参数。

在一个具体示例中,多个页岩储层的孔隙结构参数、临界解吸压力、临界吸附气量与目标页岩参数,如表2所示。

表2

902、对该多个页岩储层的孔隙结构参数与目标页岩参数,进行归一化处理,得到归一化处理后的孔隙结构参数与目标页岩参数。

903、基于该归一化处理后的孔隙结构参数与目标页岩参数,确定第四关系数据,该第四关系数据用于指示目标页岩参数和孔隙结构参数的对应关系。

在一种可能的实现方式中,利用多元因素分析法,建立多因素的页岩储层产出能力的评价模型,得到孔隙结构参数与目标页岩参数之间的表达式。

可选地,该第四关系数据为下述公式;

D=0.211X

式中,D为该目标页岩参数,X

在确定出第四关系数据后,基于该第四关系数据,计算多个页岩储层的目标页岩参数,并获取该多个页岩储层的实测页岩参数,基于该多个页岩储层的目标页岩参数和该多个页岩储层的实测页岩参数,生成实测值与计算值的对比示意图,参见图10,可以发现,实测值与计算值之间的计算误差较小,模型较可靠。

本申请实施例提供的技术方案,通过构建页岩储层的赋存相态模型,逐渐降低赋存相态模型的储层压力,以模拟页岩储层中页岩气的流动规律,基于逐次降低储层压力后吸附气含量的变化,确定出吸附气含量开始降低时对应的储层压力,也即是确定出了吸附气发生解吸的临界压力,进而基于临界解吸压力和对应的临界吸附气量,能够确定出用于表征页岩储层的产气能力的页岩参数,提供了一种对页岩储层的产气能力的确定方法,能够为后续页岩气开采提供理论依据和和技术支撑。并且,本申请实施例该提供了一种根据孔隙结构参数,来确定页岩储层的目标页岩参数,进而对页岩储层的产出能力进行预测和评价。

上述图9对孔隙结构参数和目标页岩参数的对应关系的确定方法进行了说明。在另一种可能的实现方式中,还能够建立双因素的目标页岩参数评价图版,基于双因素的目标页岩参数评价图版,来确定页岩储层的目标页岩参数,以评价页岩储层的产气能力。后续采用双因素页岩参数图来表示该图版。具体过程为:基于该孔隙结构参数和该目标页岩参数,确定该孔隙结构参数中孔隙度、该有机质孔隙度、该有机质丰度、该有机质面孔率、该脆性矿物含量、该含水饱和度、该宏孔体积占总孔隙体积的比例分别与该目标页岩参数之间的相关程度,按照相关程度由高至低的顺序,对该孔隙结构参数进行排序,在该孔隙结构参数的排序中,选取相关程度靠前的两个参数,基于该两个参数与对应的目标页岩参数,生成双因素页岩参数图,该双因素页岩参数图包括该两个参数与该目标页岩参数之间的对应关系。

在一个具体示例中,孔隙结构参数的相关程度排序,如表3所示,可以发现,按照相关程度由高至低的顺序,依次为有机质丰度、含水饱和度、有机质面孔率、孔隙度、矿物组分、有机质孔隙度、宏孔体积占总孔隙体积比例。

表3

例如,图11是本申请实施例提供的一种双因素页岩参数图,具体是基于含水饱和度和有机质面孔率所构建的双因素页岩参数图。图12是本申请实施例提供的又一种双因素页岩参数图,具体是基于有机质丰度和含水饱和度所构建的双因素页岩参数图。图13是本申请实施例提供的另一种双因素页岩参数图,具体是基于有机质丰度和有机质面孔率所构建的双因素页岩参数图。上述过程以排名前3的孔隙结构参数(有机质丰度、原始含水饱和度、有机质面孔率)为例,当然,也可以基于全部的结构参数,来建立双因素页岩参数图。

本申请实施例提供的技术方案,通过构建页岩储层的赋存相态模型,逐渐降低赋存相态模型的储层压力,以模拟页岩储层中页岩气的流动规律,基于逐次降低储层压力后吸附气含量的变化,确定出吸附气含量开始降低时对应的储层压力,也即是确定出了吸附气发生解吸的临界压力,进而基于临界解吸压力和对应的临界吸附气量,能够确定出用于表征页岩储层的产气能力的页岩参数,提供了一种对页岩储层的产气能力的确定方法,能够为后续页岩气开采提供理论依据和和技术支撑。并且,本申请实施例中,根据所建立的双因素页岩参数图,使得技术人员根据两个孔隙结构参数,也能够确定出用于评价页岩储层中气体微观产出能力的页岩参数。

上述所有可选技术方案,可以采用任意结合形成本申请的可选实施例,在此不再一一赘述。

图14是本申请实施例提供的一种页岩储层的产气能力的确定装置的结构示意图,参见图14,该装置包括:

构建模块1401,用于基于页岩储层的孔隙结构参数,构建该页岩储层的赋存相态模型,该赋存相态模型用于模拟页岩气在该页岩储层中的赋存状态,该赋存相态模型提供有该页岩储层中的吸附气含量;

降低模块1402,用于按照目标周期,降低该赋存相态模型的储层压力,得到每次降低该储层压力后的该吸附气含量;

临界解吸压力确定模块1403,用于基于多次降低该储层压力后的该吸附气含量,确定该页岩储层的临界解吸压力,该临界解吸压力为该吸附气含量开始降低时对应的储层压力;

临界吸附气量确定模块1404,用于确定该临界解吸压力对应的吸附气含量,作为该页岩储层的临界吸附气量;

目标页岩参数确定模块1405,用于对该临界解吸压力和该临界吸附气量,进行加权平均,得到该页岩储层的目标页岩参数,该目标页岩参数用于表征该页岩储层的产气能力。

在一种可能的实现方式中,该降低模块1402,用于:

每隔目标周期,将该赋存相态模型的储层压力降低目标降低量。

在一种可能的实现方式中,该临界解吸压力确定模块1403,用于:

基于多次降低该储层压力后的该吸附气含量和目标储层压力,确定第一关系数据,该第一关系数据用于指示吸附气含量与目标储层压力的对应关系;

基于该第一关系数据,确定吸附气含量开始降低时对应的储层压力,为该临界解吸压力。

在一种可能的实现方式中,该装置还包括:

获取模块,用于获取每次降低该储层压力后的吸附气释放量、游离气释放量和目标储层压力;

关系数据确定模块,用于基于多次降低该储层压力后的该吸附气释放量、该游离气释放量和该目标储层压力,分别确定第二关系数据和第三关系数据,该第二关系数据用于指示吸附气释放量与目标储层压力的对应关系,该第三关系数据用于指示游离气释放量与目标储层压力的对应关系。

在一种可能的实现方式中,该赋存相态模型还提供有该页岩储层中的游离气含量,该装置还包括:

临界饱和气量确定模块,用于确定该临界解吸压力对应的游离气含量,基于该游离气含量和该吸附气含量,确定该临界解吸压力对应的总含气量,将该总含气量作为临界饱和气量。

在一种可能的实现方式中,该构建模块1401,还用于基于该页岩储层的裂缝参数、储层压力以及该页岩储层中页岩井的历史产气量,构建页岩气产量预测模型,该页岩气产量预测模型提供有该储层压力和产气量的对应关系;

该装置还包括:

输入模块,用于在该页岩气产量预测模型中,输入该临界解吸压力,得到储层压力小于该临界解吸压力的第一储层压力区间和储层压力大于该临界解吸压力的第二储层压力区间;

游离气产量确定模块,用于确定该第一储层压力区间对应的产气量,作为该页岩储层中页岩井的游离气产量,确定该第二储层压力区间对应的页岩井产气量,作为该页岩储层中页岩井的吸附气产量。

在一种可能的实现方式中,该装置还包括:

获取模块,用于获取多个页岩储层的孔隙结构参数与目标页岩参数;

处理模块,用于对该多个页岩储层的孔隙结构参数与目标页岩参数,进行归一化处理,得到归一化处理后的孔隙结构参数与目标页岩参数;

关系数据确定模块,用于基于该归一化处理后的孔隙结构参数与目标页岩参数,确定第四关系数据,该第四关系数据用于指示目标页岩参数和孔隙结构参数的对应关系。

在一种可能的实现方式中,该孔隙结构参数包括孔隙度、有机质孔隙度、有机质丰度、有机质面孔率、脆性矿物含量、含水饱和度、宏孔体积占总孔隙体积的比例,该第四关系数据为下述公式;

D=0.211X

式中,D为该目标页岩参数,X

在一种可能的实现方式中,该装置还包括:

相关程度确定模块,用于基于该孔隙结构参数和该目标页岩参数,确定该孔隙结构参数中孔隙度、该有机质孔隙度、该有机质丰度、该有机质面孔率、该脆性矿物含量、该含水饱和度、该宏孔体积占总孔隙体积的比例分别与该目标页岩参数之间的相关程度;

生成模块,用于按照相关程度由高至低的顺序,对该孔隙结构参数进行排序,在该孔隙结构参数的排序中,选取相关程度靠前的两个参数,基于该两个参数与对应的目标页岩参数,生成双因素页岩参数图,该双因素页岩参数图包括该两个参数与该目标页岩参数之间的对应关系。

本申请实施例提供的技术方案,通过构建页岩储层的赋存相态模型,逐渐降低赋存相态模型的储层压力,以模拟页岩储层中页岩气的流动规律,基于逐次降低储层压力后吸附气含量的变化,确定出吸附气含量开始降低时对应的储层压力,也即是确定出了吸附气发生解吸的临界压力,进而基于临界解吸压力和对应的临界吸附气量,能够确定出用于表征页岩储层的产气能力的页岩参数,提供了一种对页岩储层的产气能力的确定方法,能够为后续页岩气开采提供理论依据和和技术支撑。

需要说明的是:上述实施例提供的页岩储层的产气能力的确定装置在确定页岩储层的产气能力时,仅以上述各功能模块的划分进行举例说明,实际应用中,可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成,即将设备的内部结构划分成不同的功能模块,以完成以上描述的全部或者部分功能。另外,上述实施例提供的页岩储层的产气能力的确定装置与页岩储层的产气能力的确定方法实施例属于同一构思,其具体实现过程详见方法实施例,这里不再赘述。

本申请实施例还提供了一种终端,该终端包括一个或多个处理器和一个或多个存储器,该一个或多个存储器中存储有至少一条程序代码,该程序代码由该一个或多个处理器加载并执行以实现上述的页岩储层的产气能力的确定方法。

本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质中存储有至少一条程序代码,该程序代码由处理器加载并执行以实现上述的页岩储层的产气能力的确定方法。

以上所述仅为本申请的可选实施例,并不用以限制本申请,凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。

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