[发明专利]一种迭代平均法计算甲烷在页岩中吸附量的方法

说明书

本发明提供一种迭代平均法计算甲烷在页岩中吸附量的方法，包括(1)将吸附相密度校正得到绝对吸附量曲线和吸附相体积校正得到绝对吸附量曲线的交点所对应的压力点作为吸附未饱和阶段与吸附饱和阶段的分段点；(2)对于吸附未饱和阶段，采用吸附相体积校正法得到的绝对吸附量(真实吸附量)、吸附相密度校正法得到的绝对吸附量作为真实吸附量上下限并求平均吸附量作为初始绝对吸附量平均值。本发明方法适用于甲烷在页岩中全部压力区间饱和吸附量的校正，克服现有方法中使用饱和吸附相密度、饱和吸附相体积对吸附未饱和区间的过剩吸附量进行校正产生的误差。

技术领域

本发明属于页岩油气开发技术领域，尤其涉及一种迭代平均法计算甲烷在页岩中吸附量的方法。

背景技术

页岩气是指赋存在碳质泥岩或黑色泥页岩中的天然气，作为自生自储的非常规气藏，大量页岩气以吸附态赋存于页岩孔隙中，其比例最高可达85％，研究页岩吸附规律对含气量计算、储量评估以及产量预测具有重要意义。由吸附实验测试得到的吸附量为表观吸附量(过剩吸附量)，即吸附相中超出气体密度部分的吸附量，不能反映真实吸附量(绝对吸附量)，据表观吸附量预测含气量会严重低估地层条件下页岩的吸附量，采用绝对吸附量表征页岩储层吸附性更为准确。

目前，研究者们普遍以Gibbs过剩吸附量的定义式为基础，采用吸附相密度或体积对过剩吸附量进行校正。至今仍没有直接的方法可以获取吸附相密度和体积，通常采用拟合实验数据的方法获取吸附饱和阶段的吸附相密度和吸附相体积，因此无法对吸附未达到饱和时的吸附量进行准确校正。使用吸附相密度校正法对吸附未饱和阶段的过剩吸附量进行校正得到的绝对吸附量比实际值偏小；使用吸附相体积校正法对吸附未饱和阶段的过剩吸附量进行校正得到的绝对吸附量比实际值偏大。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术存在的缺陷，基于重量法测试等温吸附曲线的原理在吸附相密度校正法和吸附相体积校正法的基础上提出一种更加准确计算甲烷在页岩中吸附量方法，该方法将吸附相密度校正得到绝对吸附量曲线和吸附相体积校正得到绝对吸附量曲线的交点所对应的压力点作为吸附未饱和阶段与吸附饱和阶段的分段点，在吸附未饱和阶段，以Gibbs公式为理论依据提出一种迭代平均校正方法计算页岩中甲烷的绝对吸附量；在吸附饱和阶段，使用吸附相密度校正法对过剩吸附量进行校正，由此，得到全部压力段的绝对吸附量。克服现有方法中使用饱和吸附相密度、饱和吸附相体积对未饱和阶段的过剩吸附量进行校正产生的误差。通过吸附模型拟合证实该方法得到的校正结果的准确度高于现有的校正方法。

本发明采用如下技术方案：

一种迭代平均法计算甲烷在页岩中吸附量方法：

步骤(1)：将吸附相密度校正得到绝对吸附量曲线和吸附相体积校正得到绝对吸附量曲线的交点所对应的压力点作为吸附未饱和阶段与吸附饱和阶段的分段点；

步骤(2)：对于未饱和吸附阶段，采用吸附相体积校正法得到的绝对吸附量(真实吸附量)、吸附相密度校正法得到的绝对吸附量作为真实吸附量上下限并计算平均吸附量作为初始绝对吸附量平均值；

步骤(3)：将真实吸附量的上、下限及二者平均值代入适合的等温吸附模型进行拟合，得到拟合结果；(表征方式包括拟合度，残差平方和等)；

步骤(4)：取拟合结果最优的两组吸附量作为新的真实吸附量的上下限并求平均值，重复步骤(3)开始第一次迭代计算；

步骤(5)：重复步骤(4)直至第n+1次迭代的拟合精度开始下降，则认为第n次拟合结果最优的绝对吸附量即为未饱和吸附阶段的绝对吸附量；

步骤(6)：在分段点后使用吸附相密度校正法计算绝对吸附量，得到饱和吸附阶段的真实吸附量。

本发明的有益效果：