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
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。
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。
利用测井资料评价页岩气层含气量的方法
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。
页岩含气量测试技术
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。
页岩气储层评价技术的方法一实验分析技术
结 语
页岩气 的评价涉及 的技术和 内容非常广泛 ，无论是在烃源岩潜力 评价阶段 ， 还是在天然气储量计算阶段或开发阶段 ，页岩储层评价技
术作为 高效 、 快速 的分析手段 ， 以为地质学家和开发工程师提供丰 可 富的评价指标 。但是 由于 页岩气在岩性 ，尤其是成藏机制方面的独特
ｆａ ｗｏ ｋ ｏ ｅ Ｍ ｉ ｉ ｉｎ Ｂａｎ ｔ Ｓ ａｅ Ｂａ ｅｔ－Ｐａ ｏ ｏｃ ｔ ｔｌ ｅ ｒ ｌｕ ｒ ｍｅ ｒ ｆｔ ｓ ｐ ａ ｒ ｅ ｔ ｈ ｌ ， ｈ ｓ ｎ － ｒ ｔ ｌ ｚ ｉ ｏ ａ ｔ ｅ ｍ ｅ ｐ ｏ
ｓｓ ｍ ，Ｂｅ ｄａｃ — Ｆ ｒ ｏｔ ｓ ｙｔ ｅ ｎ ｒｈ ０ｔ Ｗ ｒｈＢａｉ ｎ，Ｔｅ ａＡＡＰＢｕｌｔｎ ９ （） ４ ５ ４ ６ ｘ ｌ ｉ， １４ ： ０ — ３ ｅ
０
图１美ＮＡ ｍｍ页岩含气量与Ｔ 的关 系 （ ｉ ， ｎ ＯＣ 据Ｄ Ｇ Ｈ ｌ ｌ 等
体 积矿物学 ，以及确定 页岩储层 中粘土矿物成分 。 页岩储 层的矿物组 成除常 见的黏 土矿物 （ 利石 、蒙皂石 、高岭 伊
技 术 创 新
缸 科 技 ２ １年第３ ０２ 期
【． 油地 质与 工程 ，２ ０ ，２ （） ２ １ Ｉ石 】 ０ ８ ２１ ：１ － ４
【 ３ ］ Ｍａｉａ Ｐ ａ ｄ Ａ ｐｔ Ｐ ｌ Ｂ ｔｉ ， ｅｃ ｎｋ ｒ ａ ， ｒｉ ａ ａ ｊ ｔ ｓ ａ — ｈａ Ｒｏ ｋ Ｐ ｙｉ ｏ ｈ ｃ ｈ ｓ ｓｆ ｔｅ ｃ Ｕｎ ｏ ｖ ｎｉｎ１Ｔ ｅＬ ａ ｉ ｄ ｅ ］ ２ ０ ，２ （ ：３ ～ ７ ｃ ｎ ｅ ｔ ａ ｈ ｅｄ ｇＥ ｇ ［ ． ０ ９ ８１ ｏ ． ｎ Ｊ ） ４ ３
开发 技 术 的 一 个盲 区
页岩气评价指标与方法
一、页岩气评价指标
一、页岩气评价指标
页岩气评价指标主要包括地质指标、物理指标和化学指标。
一、页岩气评价指标
1、地质指标：主要包括页岩层厚度、有机质含量、有机质成熟度、岩石矿物 组成、裂缝发育情况等。这些指标主要用于评价页岩气资源的潜力，为后续的开 发工作提供依据。
一、页岩气评价指标
2、物理指标：主要包括孔隙度、渗透率、含气量、储层压力等。这些指标直 接关系到页岩气的开采难度和经济效益，是页岩气评价的关键指标之一。
四、未来展望
4、强化实验与现场应用研究：实验和现场应用研究是验证和优化评价指标与 方法的重要环节。未来研究将更加注重实验与现场数据的收集和分析，通过不断 优化现有评价体系和方法，提高其在实践中的应用效果和指导价值。
四、未来展望
5、加强国际合作与交流：页岩气资源在全球范围内的分布和应用具有广泛前 景，加强国际合作与交流可以促进信息共享、技术和经验传播，对于推动页岩气 评价指标与方法研究的深入发展具有积极意义。
二、页岩气评价方法
3、物理模拟方法：主要包括物理实验和模拟实验等。通过物理模拟实验，可 以深入了解页岩气的生成、运移和聚集规律，为页岩气评价提供更为可靠的依据。
二、页岩气评价方法
在选择评价方法时，需要考虑不同方法的适用范围和优缺点，结合实际进行 评价方法的选择和优化。
三、影响因素
三、影响因素
三、影响因素
3、工艺因素：主要包括钻井工程、地球物理勘探、实验室分析等工艺技术。 这些技术的精度和质量直接关系到页岩气评价的准确性和可靠性。
三、影响因素
为了提高页岩气评价的准确性和科学性，需要考虑多因素综合评价，将各种 因素进行全面分析和比较，得出更为可靠的评价结果。
四、未来展望
页含气量和页地质评价综述
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。
页岩气测井方法与评价技术-魏斌
中国石油
页岩气测井方法与评价技术
魏
斌
中国石油集团长城钻探工程有限公司 二〇一二年五月
提纲
一、页岩气整体认识
二、通过页岩骨架组分分析页岩测井特征
三、页岩气测井原理简介
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一、页岩气整体认识
页岩气概念
页岩气是主体上以吸附或游离状态存在 于泥岩、高碳泥岩、页岩及粉砂质岩类夹 层中的天然气。
3、低密度（1.1-1.4g/cm3); 4、极高的自然伽马（500-4000API); 5、低光电吸收截面指数（0.24-0.28); 6、大的中子孔隙度(30-60)。 页岩气地层气体特点： 1、游离气—存储于孔隙中； 2、吸附气—吸附于干酪根或微孔隙表面。 通过裂缝流动
25
通过骨架流动
二、通过页岩骨架组分分析页岩测井特征
6
一、页岩气整体认识
页岩气特征
1)页岩中的天然气成因具有多样性。 生物气、未熟—低熟气、成熟气、高—过成熟气等,也包括了如二次生气、生物再作用气以 及沥青生气等复杂成因机理,覆盖了几乎所有可能的有机生气作用机理(在阿巴拉契亚、福特沃 斯、密执安、伊利诺斯、圣胡安等盆地中均可找到对应实例）。
7
一、页岩气整体认识
PHIN DPHI MPHI 岩石骨架 干酪根 油
就可以作为页岩气的盖层。页岩的盖层是多变的，既包括页岩本身，也包括 页岩周围的细粒致密岩层，如班脱岩（圣胡安盆地）、冰碛岩（Michigan 盆地）和页岩/碳酸岩盐（伊利诺斯盆地）。
14
一、页岩气整体认识
盖层和圈闭
一般常见的圈闭由三部分组成：储层；盖层；阻止油气继续运移，造 成油气聚集的遮挡物。 页岩气藏集三者于一身，页岩气藏属于“隐蔽圈闭”型气藏。页岩气
页岩含气量测试技术
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
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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
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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
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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
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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
*
Date
Time
Millisecond
32-bit Float
2012/11/14
22:39:33
890
103.851387
1.053321838
2012/11/14
22:40:04
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
1.53
51.46
2.38
114.96
1.57
59.98
2.49
116
1.6
66.98
2.59
117.09
斯伦贝谢页岩气勘探与评价技术 ppt课件
页岩气基本概念：
页岩既是烃源岩，也是储层和盖层
页岩气是指产自低孔、低渗、富有机 质页岩中的天然气
页岩气储层包括： ①富有机质页岩 ②富有机质页岩与粉砂岩、细砂岩夹 层 ③富有机质页岩与粉砂岩、细砂岩薄 互层
ppt课件
3
北美页岩气开发的经验：技术进步与流程优化的有效结合
Source WoodMac
干酪根是非水湿或弱水湿的
TOC含量高一般对应的含水 饱和度较低
在压实、成岩或有机质成熟 过程中，孔隙水被排出
一般没有水存在于干酪根的 微孔中
干酪根形成孔隙衬垫阻止潜 在的水侵
非水湿
ppt课件
水湿
9
含气页岩特征 － 孔径极小
Matrix / 骨架
Calcareous Siliceous Pyrite
ppt课件
27
地球化学测井－元素俘获谱(ECS)测井
ECS 对23种元素敏感：
Si, Al, Ca, Mg, Fe, Na, K, P, Ti, S, Mn, Cr, Ba, Nb, Rb, Sr, Y, Zr, B, Th, U, Gd, H2O+ 。组合出50种， 目前岩库中有29 种矿物。
根据实际情况剥离出信噪 比较高的元素谱,标准测井 提供六种元素硅,钙,铁,硫, 钛,钆。这些元素也可用于 计算更为精确的岩石骨架 密度和估算有机质含量。
H WC K
M
Z 1. 7 m* 2
k 2
3.4 m
2
1 3.4
M i vi S o i 3.4
W here:
k2 Z2
m*
m
Mi
vi Soi
= permeability (mD) = constant = total porosity (vol/vol) = variable Archie cementation coefficient (variable) = m a t r i x d e n s i t y ( g / c m3)
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。
页岩气分析测试技术方法-中国地质调查局
分析号：2006-333 野外编号：H017
(11)
井号：
时代： 深度： 岩性：深灰色钙质页岩
干酪根显微 组分分析实 景
33、透射光
类型系数：32
类型：II2 照片：33-35
镜质体
34、透射光 全貌。以腐殖无定形为主
35、蓝光激发荧光 腐殖无定形基本无荧光（矿物呈浅黄色）
有机地球化学分析——干酪根元素分析
1
0.1
TOC测定值/%
2
0 0.01 0.1
0.01
常规酸处理TOC （%）
1
10
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
酸处理次数
有机地球化学分析——Ro测定
碎样 （粒径<0.2mm) 制备干酪根
制片
数据处理与集成
测试
磨片
CRAIC QDI 2010 显微分光光度计
岩石切片
SY/T 5124-2012 沉积岩中镜质体反射率测定方法 Method of determining microscopically the reflectance of vitrinite in sedimentary rock
7
解析气
0.0 0 200 400 600 800 1000 1200
解析时间, min
损失气恢复方法
1.2 1.0
柴页1井, 1912.8m， 高含沙泥岩
累积解析体积, cm3/g
0.8
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解吸法测量页岩含气量及改进方法
解吸法测量页岩含气量及改进方法唐颖1,2，张金川2，刘珠江2，李乐忠11.中海石油气电集团有限责任公司技术研发中心，北京，1000272.中国地质大学（北京）能源学院，北京100083摘要：页岩含气量是计算原始含气量的关键参数，对页岩含气性评价、资源储量预测具有重要的意义。
介绍了页岩含气量测试的三种基本方法，包括解吸法、等温吸附法及测井解释法。
解吸法是页岩含气量测试最直接方法，重点讨论了解吸法的测试原理及实验方法。
损失气含量是解吸法中误差较大的部分，提高损失气量估算精度能提高含气量测试精度。
研究认为，直线回归法估算损失气量误差大，利用直线回归与多项式回归的加权平均或者采用非线性回归估算损失气量更为合理，对目前通用的解吸实验设备提出高精度的改进方案，减小实验系统误差。
关键词：页岩气；含气量测试；解吸法；损失气；非线性回归页岩气作为一种非常规天然气，资源储量巨大。
2010年，美国页岩气产量达1379亿方，约占美国天然气产量的23%，中国页岩气开发也开始起步并取得了明显的进步。
页岩含气量是计算原始含气量（OGIP）的关键参数，对页岩含气性评价，资源储量预测具有重要的意义。
1、页岩含气量及测试方法页岩含气量是指每吨页岩中所含天然气在标准状态（0℃，101.325KPa）下的体积。
根据赋存状态，页岩含气量由吸附气、游离气和溶解气三部分构成。
吸附气是指吸附在干酪根和粘土颗粒表面的天然气，当页岩中压力较小时，吸附机理是页岩气赋存的非常有效的机理。
吸附气含量受有机碳含量、压力、成熟度、温度等因素控制[1-3]。
游离气主要指储存在天然裂缝和粒间孔隙中的天然气，其含量主要受地层压力、孔隙度、含气饱和度、温度等因素控制[1-3]。
溶解气是指溶解在页岩有机质、液态烃和沥青等物质中的天然气。
溶解气在页岩含气量构成[基金项目]国土资源部《中国重点海相地区页岩气资源潜力及有利区优选》(编号：2009GYXQ15)和国家自然科学基金项目《页岩气聚集机理和成藏条件》(批准号：40672087)。
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。
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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。
因此有必要在研究页岩含气量特征的基础上，开展页岩含气量的测试方法与理论
研究。
图1 页岩含气量测试过程示意图
2含气量评价
在含气量测定基础上，借鉴煤层气等温吸附理论，根据页岩气的等温吸附模
拟实验确定H区块吸附气。
考虑到页岩气的溶解气含量很少(＜5%)，且难以开发
利用。
针对H区块的页岩含气量评价时，溶解气含气量忽略不计。
总的含气量减
去吸附气即为游离气。
等温吸附模拟结果表明，H区块中，吸附含气量0.45～
2.34cm3/g，平均为1.48cm3/g。
游离含气量为0.08～0.54cm3/g，平均值为
0.29cm3/g。
影响页岩含气量的因素分为两个方面，①通过影响页岩的生气能力来影响含
气量，包括页岩的有机质丰度、有机质类型、成熟度，本文中不考虑该类因
素;②通过影响页岩的储气性能来达到影响含气量。
包括页岩的裂缝发育程度、
地层压力和温度、基质孔隙度、孔隙结构以及含气饱和度。
针对H区块页岩含气
量的评价主要根据对于游离气、吸附气影响因素的分析，确定含气量的影响因素，通过分析相关测井资料，筛选能够表征影响因素的测井资料，建立基于测井资料
的吸附气与游离气评价模型。
2.1吸附气
吸附气是以吸附态存在页岩的干酪根和黏土颗粒表面的天然气。
实验室的分
析表明，在页岩的组成中，总有机碳质量百分数对于页岩的吸附气含气量影响最大。
同时分析认为，H区块中页岩中的总有机碳质量百分数与吸附气含量有很好
的相关性，根据吸附气与有机碳的取心拟合关系建立的吸附气评价模型是十分可
靠的。
2.2游离气
游离气是以自由气体形态存在于页岩的裂隙或基质孔隙中的天然气，游离气
是可以自由运移的，页岩气中的游离气与常规天然在富集，储存规律等方面相似。
在H区块中，游离气占10%～20%，相对于吸附气含量较少。
研究认为，H区块
的游离气主控因素是页岩的有效孔隙度与含气饱和度。
其中，吸附气与页岩的孔
隙度、含气饱和度成正比，与页岩的有效密度成反比。
总而言之，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。
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