[发明专利]二氧化碳与页岩中甲烷的竞争吸附检测方法及装置

说明书

本申请实施例提供一种二氧化碳与页岩中甲烷的竞争吸附检测方法及装置，该方法包括：通过在核磁共振NMR仪器的检测室中通入压力为第一压力值的甲烷后，确定检测室中的页岩中第一吸附态甲烷的质量。进一步地，在NMR仪器的检测室中重新通入压力为第二压力值的二氧化碳与甲烷的混合气体后，确定检测室中的页岩中第二吸附态甲烷的质量；进一步地，根据第一吸附态甲烷的质量以及第二吸附态甲烷的质量，便可确定在相同的甲烷分压下二氧化碳对页岩中甲烷的竞争吸附信息，从而可以合理地指导页岩气的高效开采。

技术领域

本申请实施例涉及页岩气检测技术领域，尤其涉及一种二氧化碳与页岩中甲烷的竞争吸附检测方法及装置。

背景技术

页岩气资源量巨大，随着资源勘探技术的发展，页岩气已被认为是极具开采价值的非常规天然气。通常情况下，页岩气主要包括：吸附态甲烷和游离态甲烷(据统计吸附态甲烷含量占据页岩气的20％～85％)。因此，加强吸附态甲烷(或称之为吸附气)的开采对页岩气增产尤为重要。

考虑到页岩对二氧化碳的吸附能力大于甲烷，因此，相关技术中，通过向页岩储层中通入二氧化碳与甲烷(CH₄)发生竞争吸附，以置换出页岩中的吸附态甲烷。

但由于相关技术中关于二氧化碳与甲烷的竞争吸附的研究较少，无法合理地确定在相同的甲烷分压下二氧化碳对页岩中吸附态甲烷质量的影响，从而无法合理地指导页岩气的高效开采。因此，二氧化碳与页岩中甲烷的竞争吸附的检测方式的研究是亟待解决的问题。

发明内容

本申请实施例提供一种二氧化碳与页岩中甲烷的竞争吸附检测方法及装置，实现了对相同的甲烷分压下二氧化碳对页岩中甲烷的竞争吸附信息的检测，从而可以合理地指导页岩气的高效开采。

第一方面，本申请实施例提供一种二氧化碳与页岩中甲烷的竞争吸附检测方法，包括：

在核磁共振NMR仪器的检测室中通入压力为第一压力值的甲烷后，确定所述检测室中的页岩中第一吸附态甲烷的质量；

在所述NMR仪器的检测室中重新通入压力为第二压力值的二氧化碳与甲烷的混合气体后，确定所述检测室中的页岩中第二吸附态甲烷的质量；其中，所述二氧化碳与所述甲烷的体积比为1:1；所述第二压力值为所述第一压力值的2倍；

根据所述第一吸附态甲烷的质量以及所述第二吸附态甲烷的质量，确定在相同的甲烷分压下二氧化碳对页岩中甲烷的竞争吸附信息。

在一种可能的实现方式中，所述在核磁共振NMR仪器的检测室中通入压力为第一压力值的纯甲烷后，确定所述检测室中的页岩中第一吸附态甲烷的质量，包括：

通过所述NMR仪器检测所述检测室中的第一NMR信息；其中，所述第一NMR信息用于指示所述检测室中的NMR信号与横向驰豫时间T2之间的关系；

根据所述第一NMR信息、游离态甲烷的NMR信号与质量之间的关系信息、以及孔隙态甲烷的NMR信号与质量之间的关系信息，确定所述检测室中的页岩中第一游离态甲烷的质量以及第一孔隙态甲烷的质量；

根据通入所述检测室中压力为第一压力值的甲烷的总质量、所述页岩中第一游离态甲烷的质量以及第一孔隙态甲烷的质量，确定所述检测室中的页岩中第一吸附态甲烷的质量。

在一种可能的实现方式中，所述在所述NMR仪器的检测室中重新通入压力为第二压力值的二氧化碳与甲烷的混合气体后，确定所述检测室中的页岩中第二吸附态甲烷的质量，包括：

通过所述NMR仪器检测所述检测室中的第二NMR信息；其中，所述第二NMR信息用于指示所述检测室中的NMR信号与横向驰豫时间T2之间的关系；

根据所述第二NMR信息、游离态甲烷的NMR信号与质量之间的关系信息、以及孔隙态甲烷的NMR信号与质量之间的关系信息，确定所述检测室中的页岩中第二游离态甲烷的质量以及第二孔隙态甲烷的质量；