页岩含气量

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页岩饱和含气量的计算及应用

页岩饱和含气量的计算及应用冀昆;毛小平;凌翔;范家伟【摘要】储集层在一定物理化学条件下所能容纳的最大气量是有限的,结合测井解释数据和岩心测试数据,可求得储层平均孔隙度和含气饱和度,进而根据储层温度压力条件求得饱和游离气量.由于页岩中存在大量的纳米级孔隙,需要根据吸附相的体积进行游离气量的校正.在储层温度不高,试验条件允许的情况下,最大吸附气量则可以用Langmuir等温吸附方程来计算；若储层埋藏较深温度较高,则可以用Polanyi 吸附势理论建立吸附量与温度压力的关系模型,结合较低温度的等温吸附数据,来预测实际储层温度压力下的吸附量.根据断裂、地层水等对页岩储层的破坏程度估算破坏系数K0,使计算的饱和含气量贴近储层实际含气量.建议计算时,对获取的源数据进行趋势面分析,分离出区域性分量,使数据能代表评价区的整体性质.【期刊名称】《江汉石油职工大学学报》【年(卷),期】2013(026)002【总页数】6页(P4-8,15)【关键词】含气量;游离气;吸附气;Langmuir吸附理论;Polanyi吸附势理论;破坏系数【作者】冀昆;毛小平;凌翔;范家伟【作者单位】中国地质大学能源学院,北京 100083;中国地质大学海相储层演化与油气富集机理教育部重点实验室,北京 100083;中国地质大学能源学院,北京100083;中国地质大学海相储层演化与油气富集机理教育部重点实验室,北京100083;中国地质大学能源学院,北京 100083;长江大学石油工程学院,湖北荆州434000【正文语种】中文【中图分类】TE132引言我国页岩气的资源调查和勘探开发还处在探索起步阶段。

伴随着我国页岩气勘探的深入，对于在含气量计算方法方面研究的薄弱也逐渐凸显。

而页岩含气量对页岩储层评价，有利区优选具有重要的意义。

现有的预测含气量的方法有现场解吸法、测井解释法、TOC拟合法等。

现场解吸法是测量页岩含气量最直接的方法，由于取心存在气量损失和解吸时无法准确模拟地层条件，估算量一般偏小。

页岩气评价标准

页岩气评价标准据张金川教授页岩气有经济价值的开发必备条件：（1）岩石组成一般为30-50%的粘土矿物、15-25%的粉砂质（石英颗粒）；（2）泥地比不小于50%；（3）有机碳含量一般小于30%；（4）TOC：底限0.3%，一般不小于2%；（5）Ro：0.4%-2.2%，高可至4.0%；（6）净厚度：不小于6m；一般在30m以上。

（7）岩石物性：Ф≤10%，Ф含气= 1-5%，K取决于裂缝发育程度；（8）吸附气含量：吸附态20% -90%之间，一般50%±；（9）含气量：1-10m3/t；（10）经济开发深度：不大于3800（4000）m页岩气成藏并具有工业价值的基本条件是：气藏埋藏较浅且泥页岩厚度较大, 母质丰富且生气强度较大以及裂缝发育等。

据侯读杰教授TOC：一般＞4%，有机碳含量大于3%；( 据Burnaman (2009) TOC一般不小于2% ) Ro：一般在1.1%以上，Ro为1.1%～3.0%厚度：高有机质丰度泥岩(Corg>3.0%)连续厚度15m以上，如有机质丰度低，则须提高其厚度值；矿物含量：石英、方解石、长石等矿物含量大于25%岩石物性：Ф≤10%，Ф含气= 1-5%，K取决于裂缝发育程度；地层含气：广泛的饱含气性，吸附态一般>40%；深度：<4000MTOC含量、富有机质页岩厚度与有机质成熟度被认为是决定页岩气区带经济可行性的关键因素（Rokosh et al，2009）。

聂海宽内部控制因素：TOC：具有工业价值的页岩气藏TOC>1% ，随着开采技术的进步，有机碳下限值可能会降低至0.3%；（Schmoker 认为产气页岩的有机碳含量（平均）下限值大约为2%；Bowker 则认为获得一个有经济价值的勘探目标有机碳下限值为2. 5% ~ 3%。

）成熟度：变化范围较大，一般>0.4%厚度：具有良好页岩气开发商业价值的页岩厚度下限为9 m；据李延钧教授等页岩埋深：小于3000m，深于3000m 作为资源潜力区页岩单层厚度：大于30 m有机碳含量（TOC）：2.0% 以上硅质含量：>35%，易于形成微裂缝；储层物性：K≥ 10-3mD、Ф≥4%有机质成熟度（Ro）：1.4%-3.0%李教授根据以上六项页岩气评价指标提出了页岩气分级评价标准如下图所示：据Rimrock Energy, 2008 页岩气优选标准1ft=0.3048M How we look for in a gas shale? (Rimrock Energy, 2008)Burnaman(2009)认为：对于页岩气的形成而言，拥有高TOC的页岩的连续厚度至少为45m（150ft）。

煤层气页岩气含气量测定方法

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。

页岩含气量主控因素及定量预测方法

ＭＥＴＨｏＤｏＦＴＨＥＳＨＡＬＥＧＡＳＣｏＮＴＥＮＴ
ＢＩＨｅ，ＪＩＡＮＧＺｈｅｎｘｕｅ，ＬＩＰｅｎｇ＇。
（１．ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＰｅｔｒｏｌｅｕｍＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＰｒｏｓｐｅｃｔｉｎｇ，ＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｆｏＰｅｔｒｏｌｅｕｍ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０２２４９，Ｃｈｉｎａ；２．ＵｎｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌＮａｔｉｏｎａｌＧａｓＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，ＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｆｏＰｅｔｒｏｌｅｕｍ，Ｂｅｎｇ１０２２４９，Ｃｈｉｎａ）
（１．中国石油大学油气资源与探测国家重点实验室，北京
１０２２４９；２．中国石油大学非常规天然气研究院，北京
摘要：在国内外研究进展调研的基础上，对页岩含气性主要影响因素进行了综合分析。研究认为：影响页岩含气量的主控因素包括有机碳含量、有机质热成熟度、岩石矿物成分、孔隙结构、页岩含水率、地层温压等；有机碳含量较高则页岩吸附气量较大，有机质成熟度较高则有机质孔隙发育，页岩的吸附能力大；黏土矿物较脆性矿物吸附甲烷的能力强，其中蒙脱石的吸附能力最强，其次为伊蒙混层和高岭石；页岩的微一中孔总体积越大对页岩气吸附能力越强，中一宏孔总体积越大游离态页岩气含量越高；页岩含水率较高时，含气量有降低趋势；页岩含气量随温度升高而降低，随压力升高而增加。

页岩饱和含气量的计算及应用

第２６卷
第２期
页岩饱和含气量的计算及应用
冀昆，毛小平，凌
（１．中国地质大学能源学院，北京
翔，范家伟。
１０００８３￣２．中国地质大学海相储层演化与油气富集机理
教育部重点实验室，北京１０００８３；３．长江大学石油工程学院，湖北荆州４３４０００）
如果能预先估算出页岩含气量在理论上所能具有的最大值，综合储层的非均质性、构造运动以及抬升剥蚀等
因素对页岩储气性能得影响，就能较准确的估算出页岩
验室等温吸附实验和ＬａｎｇｍＮｒ方程来预测储层温度和压力下的最大吸附量。但现有等温试验大部分都集中在６０ ℃和３０＂Ｃ。当评价区泥页岩埋藏较深，储层温度大部
江汉石油职工大学学报
２０１３年３月

ＪｏｕｒｎａｌｏｆＪｉａｎｇｈａｎＰｅｔｒｏｌｅｕｍＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｔａｆｆａｎｄＷｏｒｋｅｒｓ
素，误差较大。以上方法在确定页岩的含气量时，获得的含气量值差别较大，给利用含气量进行资源储量的预测和有利区的优选带来困难。若把页岩储层看作物理化学性质一定的地质体，则它所能储存的气体的量是有限度的（见图１）。这个最大限度既是指页岩内游离气量和吸附气量在储层的温压条件下所能达到的最大值。

页岩气评价标准

（7）岩石物性：Ф≤10%，Ф含气=1-5%，K取决于裂缝发育程度；（8）吸附气含量：吸附态20%-90%之间，一般50%±；（9）含气量：1-10m3/t；（10）经济开发深度：不大于3800（4000）m页岩气成藏并具有工业价值的基本条件是：气藏埋藏较浅且泥页岩厚度较大,母质丰富且生气强度较大以及裂缝发育等。

据侯读杰教授TOC：一般＞4%，有机碳含量大于3%；(据Burnaman(2009)TOC一般不小于2%)Ro：一般在1.1%以上，Ro为1.1%～3.0%厚度：高有机质丰度泥岩(Corg>3.0%)连续厚度15m以上，如有机质丰度低，则须提高其厚度值；矿物含量：石英、方解石、长石等矿物含量大于25%岩石物性：Ф≤10%，Ф含气=1-5%，K取决于裂缝发育程度；地层含气：广泛的饱含气性，吸附态一般>40%；深度：<4000MTOC含量、富有机质页岩厚度与有机质成熟度被认为是决定页岩气区带经济可行性的关键因素（Rokosh et al，2009）。

聂海宽内部控制因素：TOC：具有工业价值的页岩气藏TOC>1%，随着开采技术的进步，有机碳下限值可能会降低至0.3%；（Schmoker认为产气页岩的有机碳含量（平均）下限值大约为2%；Bowker则认为获得一个有经济价值的勘探目标有机碳下限值为2.5%~3%。

）成熟度：变化范围较大，一般>0.4%厚度：具有良好页岩气开发商业价值的页岩厚度下限为9m；据李延钧教授等页岩埋深：小于3000m，深于3000m作为资源潜力区页岩单层厚度：大于30m有机碳含量（TOC）：2.0%以上硅质含量：>35%，易于形成微裂缝；储层物性：K≥10-3mD、Ф≥4%有机质成熟度（Ro）：1.4%-3.0%李教授根据以上六项页岩气评价指标提出了页岩气分级评价标准如下图所示：据Rimrock Energy,2008页岩气优选标准1ft=0.3048M= How we look for in a gas shale?(Rimrock Energy,2008)Burnaman(2009)认为：对于页岩气的形成而言，拥有高TOC的页岩的连续厚度至少为45m（150ft）。

页岩气知识

hplaserjetm1005mfp打印驱动下载页岩气是主体上以吸附或游离状态存在于泥页岩、高碳泥页岩、页岩及粉砂质岩类夹层中的天然气。

页岩气为烃类气体，化学成分主要为甲烷，一般含量在85%以上，最高达到99.8%，另外还含有少量的乙烷、丙烷和丁烷等。

与煤层气相比，页岩气藏生产过程中无需排水，生产周期长，一般30年以上，最长的达100多年，勘探开发成功率高，具有较高的工业经济价值。

页岩气资源是一种清洁、高效的能源资源，主要用于居民燃气、城市供热、发电、汽车燃料和化工生产等，用途广泛。

页岩气资源在世界各地分布广泛，主要分布国家为中国、美国和加拿大。

我国国土资源部发布《全国页岩气资源潜力调查评价及有利区优选》称，经初步评价，中国页岩气资源潜力大，分布面积广，发育层系多。

中国陆域页岩气地质资源潜力为134.42万亿立方米，可采资源潜力为25.08万亿立方米(不含青藏区)。

中国南方海相页岩地层是页岩气的主要富集地区，除此之外，松辽、鄂尔多斯、吐哈、准噶尔等陆相沉积盆地的页岩地层也是页岩气富集地区。

页岩气储量、产量的增长将主要来自四川、重庆、贵州、湖北、湖南、陕西、新疆等省(区、市)的这么几个盆地，包括：四川盆地、渝东鄂西地区、黔湘地区、鄂尔多斯盆地、塔里木盆地等，而重庆綦江、万盛、南川、武隆、彭水、酉阳、秀山和巫溪等区县是页岩气资源最有利的成矿区带。

2011年4月，美国能源情报署(EIA)《2011年全球页岩气资源初步评估》报告称，美国拥有可采资源24.41万亿立方米。

目前，中国超过美国成为全球第一大页岩气分布国。

但是，全球仅有美国和加拿大等国已实现页岩气规模性商业性开发，目前大规模的开采则集中在美国。

从《页岩气勘探开发“十二五”规划》可以看出，中国在2015年前主要以勘探开发为主，实现规模化开采将在“十三五”（2016-2020年）期间。

页岩气勘探开发的技术是关键，有待在实践中突破。

只要突破技术瓶颈，页岩气开发就进入到了黄金期。

页岩含气量测试技术

电阻率法是通过测量页岩的电阻率来推算含气量的方法。
详细描述
由于气体是非导电物质，当页岩中的含气量增加时，其电阻率会相应升高。通过测量页岩的电阻率，并与已知的纯固体岩石电阻率进行比较，可以估算出页岩中的含气量。电阻率法具有操作简便、成本低的特点，但精度受多种因素影响，如岩石类型、温度和压力等。
液态二氧化碳法
总结词
液态二氧化碳法是一种直接测试页岩含气量的方法，通过将液态二氧化碳注入样品中，置换出吸附在页岩表面的气体，然后测量置换出的气体量。
详细描述
液态二氧化碳法适用于测定页岩中游离气的含量，其原理是将液态二氧化碳注入样品中，置换出吸附在页岩表面的气体，然后通过测量置换出的气体量来计算页岩的含气量。该方法具有较高的精度和准确性，但需要使用液态二氧化碳等特殊试剂。
利用气体在固体表面吸附的原理，测定页岩对天然气的吸附量，从而推算含气量。该方法适用于低含气量的情况。
02 直接测试技术
解析法
总结词
解析法是一种直接测试页岩含气量的方法，通过加热样品至一定温度，使吸附在页岩表面的气体解析出来，然后测量解析出的气体量。
详细描述
解析法适用于测定页岩中吸附气的含量，其原理是将样品加热至一定温度，使吸附在页岩表面的气体解析出来，然后通过测量解析出的气体量来计算页岩的含气量。该方法具有较高的精度和准确性，但测试时间较长，且需要使用高温炉等设备。
完善实验室测试条件
提高实验室测试环境的模拟程度，以更接近地层实际情况，提高测试精度。
提升现场测试效率
研发更高效、准确的现场测试设备和技术，缩短测试时间，提高数据获取速度。
强化数据分析与处理
加强数据后处理和分析能力，挖掘更多有价值的信息，为勘探和开发提供更有力的支持。

页岩含气量计算新方法

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｒｏｕｇｈａｎａｌｙｚｉｎｇｐｒｏｂｌｅｍｓｏｆｔｈｅｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｔｅｓｔｓｏｎｇａｓｃｏｎｔｅｎｔｏｆｓｈａｌｅ，ａｆｅａｓｉｂｌｅｍｅｔｈｏｄｗａｓｐｒｏｐｏｓｅｄｔｏｃａｌｃｕｌａｔｅｇａｓｃｏｎｔｅｎｔｉｎｓｈａｌｅｕｓｉｎｇａｂｓｏｌｕｔｅａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ．Ｗｉｔｈｔｈｅａｓｓｕｍｐｔｉｏｎｏｆｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｐｈａｓｅｖｏｌｕｍｅａｎｄｓｐｅｃｉｆｉｃｓｕｒ — ｆａｃｅａｒｅａａｓｗｅｌｌａｓｃｈａｎｇｅｏｆｔｈｅｌｅａｓｔｄｅｎｓｉｔｙｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎａｎｄｂｕｌｋ－ｐｈａｓｅｄｅｎｓｉｔｙｉｎｐｏｒｅｓｗｉｔｈｐｒｅｓｓｕｒｅ，ａｎｅｗｍｅｔｈｏｄｗａｓｐｕｔｆｏｒ — ｗａｒｄｔＯｃａｌｃｕｌａｔｅｔｈｅｇａｓｃｏｎｔｅｎｔｏｆｓｈａｌｅ．Ｔｈｅｇａｓｃｏｎｔｅｎｔｏｆｓｈａｌｅｗａｓｃａｌｃｕｌａｔｅｄｖｉａｔｈｅｓｉｍｐｌｉｆｉｅｄｌｏｃａｌｄｅｎｓｉｔｙｆｕｎｃｔｉｏｎｔｈｅｏｒｙａｎｄｔｈｅａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｉｓｏｔｈｅｒｍｏｆｓｈａｌｅ．Ｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｔｈａｔｔｈｅｓｉｍｐｌｉｆｉｅｄｌｏｃａｌｄｅｎｓｉｔｙｆｕｎｃｔｉｏｎｔｈｅｏｒｙｃａｎｂｅｕｓｅｄｔｏｐｒｅｃｉｓｅｌｙｆｉｔｔｈｅａｄ —

页岩含气量实验方法与评价技术

页岩含气量实验方法与评价技术摘要：页岩气是一种存在于泥岩，粉砂岩、粉砂质泥岩中的天然气，主要以吸附气、游离气以及溶解气3种形式存在。

含气量作为页岩气富集程度的一个重要指标，对于资源评价和目标“甜点区”优选具有十分重要的意义。

准确的含气量评价也决定着页岩气资源量以及开发潜力。

目前针对页岩含气量的评价方法有两种，直接法和间接法，直接法即实验室解吸法，间接法种类很多，其中测井曲线法是最常用的一种。

解吸法具有准确率高特点，但受到取心方式以及测试样品数量限制。

而测井资料具有连续性好、纵向分辨率高、资料获取方便等特点，利用测井资料评价页岩含气量是经济、可靠的方法。

关键词：页岩；含气量；实验方法；评价技术1页岩含气量测定常规方法1.1损失气量确定方法损失气量是指钻遇页岩层系后，在取心过程中，岩心在井筒中上升以及从井筒中取出，至现场封入解吸罐之前，发生自然解吸而逸散的气体体积。

该部分气体无法直接测定，只能根据损失时间的长短及实测解吸气量的变化速率并结合气体逸散理论模型来进行理论估算。

目前国外测量页岩含气量的方法很多，主要有ＵＳＢＭ直接法（美国联邦矿物局直接法）、改进的直接法、史密斯—威廉斯法和曲线拟合法。

采用二阶解吸温度甚至三阶解吸温度提高解吸速度，来提高损失气量的计算精度。

实验测试表明，用煤层的损失气量计算方法来计算页岩的损失气量存在较大的偏差，损失气量占总含气量的40％～80％，该结果饱受质疑。

1.2解吸气量测定方法解吸气量是指岩心装入解吸罐之后解吸出的气体总量。

直接测定含气量的解吸方式有自然解吸和快速解吸两种。

自然解吸耗时长，测定过程中可通过适当提高解吸温度和连续观测，合理而有效地缩短测定周期。

提出了对含气量解吸测试的改进方法，在一定程度上提高了解吸气的测试可靠程度。

1.3残余气量测定方法残余气量是指解吸罐中终止解吸后仍残留在岩心中的气体。

现有测试资料表明残余气的测试不存在问题，但是对于损失气量的计算，还存在一定的问题，尽管采取分段回归或者减小损失气量计算时间等校准措施，但是结果还是差强人意。

页岩气含气量及其影响因素综述

页岩气含气量及其影响因素综述作者：黄莹莹黄保明黄金辉来源：《中国科技博览》2014年第11期摘要：页岩气为源岩区油气聚集，以游离和吸附状态为主存在。

富有机质页岩含气量是页岩气资源评价和有利区优选的关键参数。

页岩有机质含量和地层的压力、温度、深度等因素影响页岩的含气量，开展页岩气含气量参数地质评价，还要研究岩石的矿物成分、裂缝影响等其它参数。

关键字：页岩气含气量影响因素中图分类号：P5711 页岩含气量页岩含气量是指每吨岩石中所含天然气折算到标准温度和压力条件下（101.325kPa，25℃）的天然气总量，赋存状态为包含游离气、吸附气、溶解气等，目前主要以吸附气和游离气为主。

根据页岩气的形成机理和过程，生烃量和排烃量决定富有机质页岩含气量的大小，即页岩含气量=生烃量-排烃量。

有机质的类型、含量和成熟度等因素控制生烃量；排烃门限高低控制排烃量，突破压力大导致排烃门限高，在相同的生烃条件下，含气量就高。

2. 影响页岩气含量的因素2.1 压力、温度压力与温度与含气量直接相关，富有机质页岩含气量总体随压力的增加而增加，其中，吸附气在压力达到一定程度后，增加速度明显减缓，而游离气却相反明显增加，并成为页岩气赋存的的主体。

温度增加会降低富有机质页岩的吸附能力，在高温条件下，任何富有机质页岩的吸附能力都会明显下降。

即随着地温的不断增加，富有机质页岩的吸附能力将不断下降，游离气的比例也会不断增加。

2.2 有机质深度泥页岩的埋深不但影响页岩气的生产和聚集，而且还直接影响页岩气的开发成本，泥页岩埋深达到一定的深度（一定的温度、压力条件）才能形成烃类气体（包括生物成因气、热成因气）；随着埋深的增加，压力逐渐增大，孔隙度减小，不利于游离气富集，但有利于吸附气的赋存。

2.3 有机质含量页岩气含气量与有机质含量具有近似线性的相关关系。

有机质含量对富有机质页岩的含气量起决定性的作用，页岩的生烃能力、吸附能力和孔隙空间的大小取决于有机质的含量。

页岩含气量测试技术

2）排水集气计量法( 华东局非常规重点实验室）
方法经典，数据质量可靠，但全靠人工读数手工记录。解吸开始阶段，每两分钟读一个数，如现场有三个以上样品，一个工作小组就无法完成
37
3、国内技术的发展及优缺点分析
2）排水集气计量法(中国地质大学)
优点： 1、体积小 2、集加热与计量于一体
缺点： 1、适合于解吸量小的样
46
• 4 样品采集
• 4.1 采样前准备
• 4.1.1 解吸罐
• 所有用于页岩气含量测定的解吸罐（3.1），使用前应进行气密性检测。气密性检测可通过向罐内注空气至表压 0.3 Mpa以上，关闭后搁置12h，压力不降方可使用。
井场岩心出筒后直接截取一段放入解吸缺罐解吸(常用方法）
加热方式：水浴和电加热
13
计量方式：质量流量计法和体积计量法
质量流量计法
排水集气法
玻玛定律法（PVT)
14
残余气测定 1、小块碎样
2、全直径岩心碎样
15
页岩气现场解吸的目的：总体是测定页岩的含气量，但具体来说，现场解吸工作有两个目的：
如果现场停电，该方法则无补救办法。 4、精确测定，必须做大量的气体组分分析，用来进行体积校正
35
3、国内技术的发展及优缺点分析
2）排水集气计量法( 华东局非常规重点实验室）
优点： 1、计量方法经典可靠 2、体积小，对现场条件要求不高缺点：
没有自动化，工作量大
36
3、国内技术的发展及优缺点分析
2:02 0:37 1:38
解吸气量(ml) 100.64 103.4 105.63 107.4 108.69 110.02 112.88 114.96 116 117.09 117.72 118.7 119.26 119.56 119.93

页岩含气量测试综述

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。

页岩含气量测试技术

原始记录格式
*
Date
Time
Millisecond
32-bit Float
2012/11/14
22:39:33
890
103.851387
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2012/11/14
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30
104.9047089
0.663673401
2012/11/14
22:40:34
20
105.5683823
国内技术的发展及优缺点分析
适合于解吸量小的样品一台仪器只能做一个样品，很难适应井场需要排水集气计量法(中国地质大学)
缺点：
优点：
体积小集加热与计量于一体
Hale Waihona Puke 3、国内技术的发展及优缺点分析 2）排水集气计量法(石油勘探开发研究院无锡所) 手自一体排水集气法现场解吸仪 1常开电磁阀，2三通手动阀，3常闭电磁阀，4压力传感器，5数据采集卡，6计量管，7水杯，8丝杆，9步进电机，
质量流量计计量法
质量流量计计量体积时是根据流过流量计的气体所带走的热量来进行体积计算的，当气体组成单一或组成不变，可通过体积标定得到气体流过流量计的真实体积，气体组成变化时，就没法测准，当气体中含有水蒸气时，其测量值将会发生较大偏离，对于页岩的现场解吸气测量，其组分随着解吸时间的推移也会发生变化，岩心出筒不可避免的要含有一定的水分，这也直接影响了测量结果。
1.5
41.15
2.28
112.88
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页岩含气量测定方法优化分析

页岩含气量测定方法优化分析页岩含气量测定是研究页岩气资源中最重要的技术，它也是探明页岩气藏量和分布的关键技术。

但就目前来看，其应用范围较少，且在实际测定过程中遇到了一些技术和实验问题。

为此，研究者们研究了众多方法，试图找出一套合适的方法，使其能够更有效地用于页岩气资源测定。

首先，页岩含气量的测定需要采用有效的设备和实验方法。

常用的测定仪器包括质量分析仪、气相色谱仪、气体吸收仪、液体测定仪等。

在选择仪器时，要考虑测定仪器的灵敏度、准确性和稳定性，以确保能够准确测试页岩含气量。

另外，在实验过程中，还需要采用有效的数据处理技术，有效的定量分析方法、可以应用的采样和测定标准等。

其次，还需要研究页岩气资源的地质特征，为了更好地准确测定页岩含气量，了解页岩的物理结构和物理性质是非常重要的，尤其是矿物、微观结构等，因为页岩中的气体分布受物质结构影响很大。

此外，也有必要研究页岩气资源和流体性质的耦合效应，包括页岩水平取心、深层压力及孔隙度等气体储量和流量要素，以此来进行定量分析和精确计算，以估算页岩含气量。

最后，研究者还需要选择合适的计算模型，来估算页岩含气量。

常用的模型包括比例－密度模型、块状-体积模型、密度-块状-体积模型、簇度模型等。

在选择模型时，除了要考虑模型的复杂性外，还需要权衡能否满足研究的需求，以确保获得准确的测量结果。

综上所述，页岩含气量测定需要采用有效的设备和实验方法，研究页岩地质特征和流体性质的耦合效应，以及选择合适的计算模型。

从而能够有效、准确地测定页岩含气量，为页岩气定量分析和开发提供重要的依据。

页岩含气量评价方法

巧天佚弋地仏第42卷第1期OIL&GAS GEOLOGY2021年2月文章编号：0253-9985(2021)01-0028-13doi：10.11743/o gg20210103页岩含气量评价方法张金川匕刘材根彳,魏晓針彳,4,唐玄1,2,刘畅1,2[1.中国地质大学(北京)能源学院，北京100083； 2.自然资源部页岩气资源战略评价重点实验室，北京100083；3.西华大学，四川成都610039；4.中国石化胜利油田分公司勘探开发研究院，山东东营257022]摘要:作为页岩气资源勘探评价的核心基础,含气量的评价一直作为关键研究内容而受到高度关注。

页岩气的成藏和富集是一个动态地质过程，游离和吸附状态天然气的同时存在及比例变化，导致了页岩中天然气赋存状态的复杂性。

页岩含气机理与煤层气差异较大，直接和间接成因的页岩气类型各具不同的页岩油气形成条件和含气特点。

垂向上的页岩含气相关指征曲线变化特点，可提供更多的沉积、含气及保存等信息。

页岩含气量的获得方法可划分为6种基本类型，归属于3个可信度梯度级别，其中的现场解析法是含气量获取方法中的重要方法。

在现场解析的升温过程中，只有当岩心在加热至地层温度前见解吸气者，通过线性或多项式逆向回归法计算出来的损失气量才具有明确物理意义。

页岩的含气量受页岩的生气能力和强度控制，损失气、解吸气及残余气分别与吸附气和游离气存在内在联系。

页岩吸附含气量和总含气量是页岩含气量地质评价中的重要参数，页岩气中游离气的占比不仅能反映页岩中天然气的赋存状态，而且更指示了页岩气的可采性。

同时满足总含气量和游吸比双高目标的评价对象，是页岩气的有利目标。

含气量、游吸比及可采系数等含气结构参数的同时使用，有助于更准确地进行页岩气评价。

机器学习和大数据分析等提高了数据处理工作效率,智能评价是页岩含气量评价研究未来发展的重要方向。

关键词:机器学习；大数据;智能评价;含气结构;现场解析;评价方法;含气量；页岩中图分类号:TE122.2文献标识码:AEvaluation of gas content in shaleZhang Jinchuan1,2,Liu Shugen3,Wei Xiaoliang1,2,4,Tang Xuan1,2, Liu Yang1,2[1.School of Energy Resources,China University of Geosciences(Beijing) ,Beijing100083,China；2.Key Laboratory of Strategic Evaluation of Shale Gas Resources,M inistry of Natural Resources,B eijing1000833.Xihua University,Chengdu,Sichuan610039,China；4.Research Institute of Exploration and Development ofShengli Oilfield Company,SINOPEC, Dongying,Shandong257022,China]Abstract:The evaluation of gas content as the core of shale gas resource assessment has drawn great attention.Gasaccumulation and enrichment in shale is a dynamic geological process that results in a complex occurrence of gas:free gas coexisting with adsorbed gas and their shifting proportions.The accumulation mechanism of shale gas is quite different from that of coalbed methane.Shale gas of direct or indirect origins can have quite different forming conditions and gas-bearing characteristics.The vertical variation characteristics of gas-content-related indicator curves can provide more information on sedimentation,gas content and reservoir preservation.There are,in essence,six kinds of shale gas content evaluation methods,falling into three credibility gradients.The field desorption method,among others,is the major one. According to the method,the lost gas amount of a core sample is physically meaningful only when it is the result of a linear or polynomial regressions of the gas amount desorbed from the sample before restored to its original ambient temperature(formation temperature)during evaluation.The gas content in shale is controlled by the shale's gas generation capacity and gas content.The lost gas,desorbed gas and residual gas are internally related to adsorbed gas and free gas respectively.The adsorbed gas content and total gas content of shale are important evaluation parameters for shale gas content.The ratio of free/adsorbed gas content in shale is an ideal indicator of gas occurrence and recoverability. Assessment targets with both high total gas content and high free/adsorbed gas ratio can be considered as promising.It is收稿日期:2020-08-17；修订日期：2020-12-26o第一作者简介:张金川(1964—)，男，博士、教授、博士生导师，非常规油气地质。

页岩现场含气量评价关键参数研究及其在勘探开发中的应用

页岩现场含气量评价关键参数研究及其在勘
探开发中的应用
随着页岩气勘探开发的深入，页岩现场含气量评价成为重要的研究内容之一。

为了准确评价页岩现场含气量，需要从下列关键参数方面进行研究：
第一，岩石构造特征。

包括岩石孔隙度、渗透率等，这些参数能够影响岩石含气量。

第二，动态流体模型。

通过模拟流体在岩石孔隙中的流动，获得流体在岩石孔隙中的分布特征，进而计算出岩石中的有效含气量。

第三，页岩气物性参数。

包括页岩气比热、密度、粘度等参数。

这些参数能够影响页岩气在孔隙中的储存、流动和扩散。

基于以上关键参数，可以通过岩心取样试验、岩石物理实验等方法，获得页岩现场含气量的评价结果。

这些结果可以被用于页岩气勘探开发中的决策和评估。

例如，评估不同勘探区块的质量和潜力，优化产能、降低成本等。

综上所述，页岩现场含气量评价是页岩气勘探开发的重要环节之一，需要从多个角度研究关键参数，从而提高评价精度和可靠性，并且能够支持决策和评估。

页岩含气量的影响因素及预测

页岩含气量的影响因素及预测王莉莎;陈乔;王森;郑榕【摘要】目前关于页岩含气量的研究主要针对页岩气藏中的吸附气及游离气含量。

页岩的含气量是计算原地气量的关键参数，其对页岩含气性评价、资源量预测以及勘探开发有利区的优选具有重要的意义。

页岩含气量影响因素较多，其中有机质含量的影响最大。

利用线性拟合方法计算页岩含气量，所选参数越多，预测效果越好。

该方法在页岩气藏勘探开发的早期往往会受到参数的限制，预测精确度不高。

因此，需要建立小数据量的非线性含气量预测体系，它将成为今后含气量预测的重点研究方向。

【期刊名称】《油气田地面工程》【年(卷),期】2014(000)002【总页数】2页(P1-2)【关键词】页岩气;含气量;影响因素;预测方法【作者】王莉莎;陈乔;王森;郑榕【作者单位】中科院重庆绿色智能技术研究院;中科院重庆绿色智能技术研究院;中科院重庆绿色智能技术研究院;中国石油西南油气田分公司川西北气矿梓潼采气作业区【正文语种】中文页岩含气量是指每吨页岩中所含天然气折算到标准温度和压力（101.325 kPa，25℃）条件下的天然气总体积，包括吸附气、游离气和溶解气。

由于页岩气藏中溶解气含量较小，目前关于页岩含气量的研究主要针对页岩气藏中的吸附气及游离气含量。

游离气是指以游离状态储存于天然微裂缝和孔隙中的天然气；吸附气是指吸附于有机质或伊利石等黏土矿物颗粒表面的天然气。

由于页岩储层具有渗透率低、非均质性强、矿物组成复杂等特点，影响页岩含气性的因素众多。

这些影响因素既包括页岩总有机碳含量、有机质类型、有机质成熟度等页岩固有属性，也包括页岩埋深、地层压力与温度等外因。

2.1 内因（1）有机质含量。

总有机质含量（total organic content，TOC）可以反映出页岩的有机质丰度，是页岩气聚集最重要的主控因素之一。

美国主要页岩盆地的总有机碳含量在0.5%～25%之间，目前一般认为总有机碳含量在0.5%以上的页岩地层才有可能形成页岩气藏。