144 / 2023-07-14 09:50:49

基于同位素分馏模型的吸附气游离气测井评价模型

基于同位素分馏模型的吸附气游离气测井评价模型

地层条件下页岩原位含气量和吸附气/游离气比例是页岩气资源潜力客观评估、有利目标区和甜点筛选以及开发方案制定和优化的2个关键参数。近十年来，国内外有关学者和工程技术人员对上述问题进行了多方面研究，提出了直接法和间接法对含气量进行计算。然而，传统方法在计算含气量时会存在较大误差，因此基于传统方法建立的测井评价模型的准确性也普遍存疑。而近年来兴起的同位素分馏法^[1]和同位素分馏模型^[2]为有效评价页岩含气量提供了准确有效的技术手段，但是由于该方法的操作较为复杂、对数据的精度要求也较高，并不适合大范围推广及应用。因此，可以先通过同位素分馏模型来建立含气性参数与常规测井参数之间的联系，进而对页岩原位含气量、吸附气和游离气比例进行准确的评价和预测。本次研究对解决传统方法计算含气性参数存在的问题具有十分重要的意义。

本次研究共收集了四川盆地泸州地区17口井的1000多个岩心样品的基础物性参数、地球化学数据和现场解析数据。首先，采用同位素分馏模型获取了准确的页岩原位含气量、吸附气和游离气比例等关键含气性参数。然后，以气体状态方程为基础，利用测井曲线对总孔隙度（φ）和含水饱和度（S_w）进行解释，间接建立了评价游离气含量的测井模型；以Langmuir模型为基础，利用测井曲线对有机质含量（TOC）、兰氏体积（V_L）和兰氏压力（P_L）进行解释，间接建立了评价吸附气含量的测井模型。之后通过同位素分馏模型计算结果标定了游离气、吸附气测井模型中的未知参数，最终建立了以同位素分馏模型、气体状态方程和Langmuir模型为基础的页岩含气性测井评价方法。

以Lu-x井为例，最终结果显示（如图1）：该井测井模型计算龙一亚段的游离气含量介于1.7 cm³/g~4.5 cm³/g，吸附气含量介于0.5cm³/g~3.3 cm³/g，总含气量介于3.1cm³/g~8 cm³/g，吸附气比例介于14.3%~48.7%。该模型评价结果与实测结果拟合较好，表明模型在该研究区内具有较好的适用性，而对于其他地区具有的适用性还有待开展更加广泛的讨论以及深入的研究。