[发明专利]基于孔径分布的页岩基质渗透率确定方法

权利要求书

1.基于孔径分布的页岩基质渗透率确定方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取待检测的目标区的高演化的页岩样品，并烘干；利用孔隙度和氮气吸附测试求得页岩氮气吸附系数f_a；

截取页岩样品，在场发射扫描电子显微镜下进行拍摄获得扫描电镜照片，并进行拼接；

对拼接后的扫描电镜照片进行识别，并获得有机孔和无机孔，并进行标注，求得页岩样品的孔隙面积A_i；

根据孔隙面积A_i求得页岩孔隙等效圆半径r_i，建立拟连续的页岩孔径分布曲线；

根据连续的页岩孔径分布曲线，求得页岩的孔径分布密度函数f(r_i)；

根据毛细管理论、页岩的孔径分布密度函数f(r_i)建立基质渗透率模型，求得页岩基质渗透率K，其表达式为：

其中，表示页岩的孔隙度；τ表示页岩孔隙的迂曲度；r_min表示页岩的最小孔隙半径；r_max表示页岩的最大孔隙半径；c表示常数，取值为0.9；λ表示气体分子平均自由程。

2.根据权利要求1所述的基于孔径分布的页岩基质渗透率确定方法，其特征在于，利用孔隙度和氮气吸附测试测得页岩样品的基质孔隙度Langmuir压力P_L和Langmuir体积V_L。

3.根据权利要求2所述的基于孔径分布的页岩基质渗透率确定方法，其特征在于，所述页岩氮气吸附系数f_a的表达式为：

其中，ρ_r表示页岩密度；V_std表示气体摩尔体积；c_g表示气体压缩系数；ρ_g表示气体密度；M表示气体相对分子质量；P表示模拟测试压力。

4.根据权利要求1所述的基于孔径分布的页岩基质渗透率确定方法，其特征在于，所述孔径分布密度函数f(r_i)的表达式为：

其中，a、b、c表示常数。

5.根据权利要求4所述的基于孔径分布的页岩基质渗透率确定方法，其特征在于，所述常数a、常数b和常数c的推导过程如下：

对孔径分布密度函数f(r_i)的两边取自然对数，得到：

令：

F(r_i)＝ln(f(r_i))，

则：

其中，A₀、A₁、A₂表示中间参数，m表示数据组的数量；

建立数据组(r_i,f(r_i))，并求得数据组(r_i,F(r_i))；

求得系数和

建立参数矩阵，得出中间参数A₀、A₁和A₂；

将中间参数A₀、A₁和A₂代入常数a、常数b和常数c的表达式，得到拟合后的常数a、常数b和常数c；

6.根据权利要求1所述的基于孔径分布的页岩基质渗透率确定方法，其特征在于，所述页岩孔隙的迂曲度τ的表达式为：

其中，表示页岩的孔隙度。

7.根据权利要求1所述的基于孔径分布的页岩基质渗透率确定方法，其特征在于，所述气体分子平均自由程λ的表达式为：

其中，μ表示气体粘度；Z表示气体压缩因子；P表示模拟测试压力；R表示通用气体常数；T表示温度。

8.根据权利要求7所述的基于孔径分布的页岩基质渗透率确定方法，其特征在于，所述气体粘度μ的表达式为：

μ＝6×10^-6P²+0.0002P+0.0176 (T＝293.15K)。