页岩含气量实验方法与评价技术

页岩气含量测试及其方法的确定李延军;董敏涛;王晨阳【摘要】我国页岩气资源丰富且分布广,而页岩气含量对页岩气资源评价与有利区块选取极为关键,该参数是衡量某页岩气区块是否具有开采价值的一个至关重要的指标.基于页岩气含量参数的重要性,通过大量实验研究和调研,明确目前页岩气含量测试主要有直接和间接两种方法,前者包括保压取芯测定法、解吸法、密闭取芯测定法等;后者包括等温吸附实验法与测井解释法等.通过分析各种测试方法的原理,结合个别方法的实测案例结果,研究探讨页岩气含量测试方法.【期刊名称】《陕西煤炭》【年(卷),期】2019(038)003【总页数】5页(P19-23)【关键词】页岩气;气含量;游离气;吸附气【作者】李延军;董敏涛;王晨阳【作者单位】中煤科工集团西安研究院有限公司,陕西西安 710077;中煤科工集团西安研究院有限公司,陕西西安 710077;中煤科工集团西安研究院有限公司,陕西西安 710077【正文语种】中文【中图分类】P618.130 引言页岩气是指赋存在暗色泥页岩及其所夹砂岩与粉砂岩地层中的天然气[1-5]。

中国页岩气资源雄厚，据统计，中国主要含页岩气盆地和地区的页岩气地质资源量大约为1.34×1014m3，可采资源量大约为2.5×1013m3[6-10]。

我国虽拥有如此丰富的页岩气资源，然而对页岩气资源评价和开发技术的研究都处于起步阶段，通过分析各种页岩气测试方法的原理，结合一些方法的实测结果，研究探讨页岩气含量测试方法，为页岩气资源评价及勘探开发提供参考的依据。

1 页岩气储量分布我国页岩地层十分发育，在渤海湾盆地、四川盆地、江汉盆地、准噶尔盆地、松辽盆地、鄂尔多斯盆地、塔里木盆地、吐哈盆地和黔北、桂中及下扬子等地区，均具有良好的成藏地质条件，且有机碳含量在28%以上。

在大量的勘探工作中发现，这些盆地的页岩层中，局部富集有大量的天然气。

富集层位既有有机质丰度达很好-极好标准的南方海相页岩地层，也有得天独厚的北方湖相页岩地层。

吸附时间吸附时间（τ）是指样品所含气体被解吸出63.2%时所用的时间，一般以天为单位。

吸附时间可采用图解法或计算方法求取。

计算方法如下：首先，计算出占总气量63.2%所对应的气体体积： V63.2%＝VT×63.2% 式中： V63.2%——占总气量63.2%所对应的气体体积，单位为立方厘米（cm3）； VT——为损失气、自然解吸气和残余气体积总和，单位为立方厘米（cm3）；其次，计算各实测数据点的时间和各点的累计气体体积（标准状态）；然后，在累计体积数据中找出V63.2%所在的区间；最后，利用直线内插方法求出V63.2%所对应的时间，即为τ值。

恒泰尚合能源技术（北京）有限公司 21
吸附时间的测定损失气 30000 解吸气残余气 24000 18000 解吸量/cm3 12000 吸附时间 6000 0 -6000 0 50 100 150 200 250 300 350 (T+t1/2 恒泰尚合能源技术（北京）有限公司 22
谢谢。

中 国 地 球 物 理2013 ·685·利用测井资料评价页岩气层含气量的方法郑 伟* 莫修文吉林大学地球探测科学与技术学院 长春 130026页岩气储集层的特殊性质使得页岩气存在形式分为三种，即吸附于有机质表面的吸附气，游离于孔隙中的游离气及少量的溶解气。

在计算时需对吸附气和游离气分别评价，溶解气含量少可忽略不计。

1.吸附气含量的确定。

吸附气的确定可分为等温吸附法、统计拟合法、解吸法及地质类比法，前两种在利用测井资料评价中应用广泛。

①等温吸附法。

这是利用某一恒定温度下游离天然气与干酪根表面吸附的天然气的平衡关系来计算吸附气含量的方法，目前很多用法都是以此为基础发展而来的。

它首先要求确定出总有机碳含量（TOC ）的值，已经有多种根据测井资料估算TOC 的方法，如声波电阻率曲线重叠法、统计拟合法、BP 神经网络法。

在利用等温吸附曲线计算时，由于它是在特定温度和TOC 下计算的，在定量评价过程中要对温度及TOC 做校正，将其换算成地层温度及TOC 条件下的吸附气含量。

校正公式如下：)*(4310c T c lt V +−=；)*(8710c T c lt P += ；)*(log 34i l T c V c +=；)*(log 78i l T c P c −+=；iso lt lc TOC TOCV V lg*=其中，V lt 为储层温度下兰格缪尔体积,P lt 为储层温度下兰格缪尔压力,c 3取0.0027,c 7取0.005,T 为储层温度，T i 为等温吸附温度，V lc 为TOC 校正的储层温度下兰格缪尔体积，TOC iso 为等温线上总有机质含量，TOC lg 为测井记录中总有机质含量。

②统计拟合法。

它利用吸附气相关的主控地层参数与实验数据建立拟合关系求取吸附气含量。

这些主要因素可能有：总有机碳含量、总烃含量、石英含量、粘土矿物含量、密度、黄铁矿含量[1]。

也可由其它参数直接对TOC 进行拟合，再应用等温吸附法计算。

页含气量和页地质评价综述一、页含气量是什么？你想知道页含气量究竟是个啥？别着急，我来给你讲讲。

说白了，页含气量就指的是页岩中可以储存多少天然气。

它可不只是个数字，而是直接关系到页岩气资源开发的成败。

大家都知道，页岩气这种资源可是大有潜力的，但它藏在地下那些坚硬的页岩层里，不是那么容易就能找出来的。

所以啊，页含气量的多少，直接影响到页岩气的开采能不能顺利进行，也决定了开采的经济性。

简单来说，如果页含气量低，那开采就费劲了，赚不到钱；如果高，那就能大赚特赚了。

所以，页含气量成了勘探人员衡量页岩气资源价值的重要指标。

那怎么测量页含气量呢？其实并不复杂，常见的方法就是通过岩心分析、气体吸附实验等。

岩心分析就像是给地层“做体检”，通过取样来测量岩石中的孔隙和气体的含量。

而气体吸附实验则是模拟页岩气在地下的状态，看看岩石能吸附多少气体。

通过这些方法，咱们能大致估算出页岩气的含量，这为后续的勘探和开发提供了科学依据。

页含气量的高低跟很多因素有关系。

比如说，页岩的矿物成分、孔隙结构和有机质的丰富程度等都能影响页含气量。

换句话说，咱们就得好好研究这些因素，才能找到那些富含天然气的“宝藏”地层。

这一点就像挖掘机找宝藏，谁能找到黄金矿石，谁就能发财。

二、页地质评价的意义咱们得聊聊页地质评价。

你想象一下，咱们要开发页岩气资源，除了知道页含气量，还得对这个“藏宝地”做个全方位的评估。

你说，如果直接跳过这些评估，盲目开采，那结果可想而知，赚不到钱不说，还可能把地层搞得一团糟。

页地质评价就像是开车前的导航，不管你是不是老司机，没导航你也不知道去哪儿。

页地质评价就是帮咱们了解页岩层的结构、储气能力、开采难度以及经济效益等方面的综合信息。

咱们要看页岩层的分布情况。

页岩层是不是很厚，层间的性质有没有差异，这些都会影响到后期的开采。

地层厚的地方气体储存量更大，开采时的回采效率也更高。

而那些薄层或者分布不均的地层，虽然也能储气，但开采难度大，成本高，可能就不那么划算了。

页岩含气量测试综述摘要：现阶段，我国科学技术显著提升，页岩气开发技术的日益成熟，页岩气资源成为全球能源领域的热点，尤其在美国页岩气成功勘探开发的推动下，有关页岩气理论研究也取得了突飞猛进的发展。

页岩气是指主体以吸附和游离两种状态同时赋存于具有自身生气能力的泥岩或页岩地层层系中的天然气聚集。

我国页岩气研究起步较晚，主要以南方海相地层为勘探重点，本文对页岩含气量测试进行分析。

关键词：页岩气；含气量；测试1页岩含气量概述计算页岩原地储量的一个关键参数就是页岩含气量。

由于页岩气有游离气、吸附气两种赋存形式，而赋存形式受压力、温度的影响，因此，页岩储层不能像常规储层那样直接用容积法来确定储量多少，而是要通过实验测定页岩含气量。

页岩含气量测定方法有直接法和间接法。

间接法主要是根据实验室样品的等温吸附曲线，在已知储层压力和温度的情况下分析页岩的含气量；直接法则是将出筒后的岩心尽快装罐，先后将其加热至地层流体温度、井底温度，使用计量装置获得解吸气量，通过解吸气量与时间的关系曲线回归出岩心从井底到井口的损失气量，然后粉碎样品得到井底温度下的残余气量，最后将损失气量、解吸气量、残余气量三者相加，得到储层页岩含气量。

解吸气量可通过现场实测数据得到，通常“现场页岩含气量”是指解吸气量。

虽然国内外学者均认为损失气量的计算受理论假设条件与实际情况不符的影响，但鉴于直接法具有实验过程快速简便、能够现场拿到实验数据、能第一时间为勘探开发决策提供数据支撑等特点，在页岩气勘探开发过程中仍扮演着重要角色。

国内外针对直接法的研究主要集中于损失气量计算、页岩含气量的控制因素等方面，但是如何通过改进硬件设备来准确测定解吸过程中的含气量方面同样至关重要。

2页岩含气量测试方法2.1现场解吸法现场解吸法是测定页岩含气量最直接的方法，是目前主要的直接法测量页岩含气量的方法之一。

现场解吸法是在钻井过程中，将所取页岩岩样密闭保存于金属解析罐中运往实验室，利用水浴加热的方法，模拟实际地层条件，对岩心进行解析测试分析。