页岩气含量测定仪介绍 10.15

页岩气含量分析仪简介主要内容前言新型岩石解吸仪介绍应用效果分析结论与认识

页岩气（ShaleGas）是指在富有机质泥页岩及其夹层中，以吸附态和游离态为主要方式存在并富集的天然气。吸附阶段孔隙充填阶段裂缝充填阶段页岩气藏阶段有机质和黏土颗粒表面吸附与解吸气体流入页岩基质孔隙气体进入天然裂缝网络最终形成页岩气藏页岩气赋存方式与成藏过程示意图（据RonMcDonald，2002）一、前言

页岩含气量是页岩气资源资源评价和有利区优选的关键参数，对确定页岩是否具有开采价值、资源储量预测具有重要的意义。一、前言页岩含气量测定的直接方法，它能够在模拟地层实际环境的条件下反映页岩的含气性特征，因此被用来作为页岩气含量测量的基本方法。解吸法等温吸附法是解吸的逆过程，通过等温吸附模拟，研究富有机质页岩的吸附特征和能力，获得吸附气含量参数数据，对于吸附态量少的页岩气误差很大。通过求取页岩的电阻率、孔隙度、含气饱和度、矿物组成、地层温度、地层压力等参数，进而计算地层总含气量。测井解释法一、前言解吸法页岩含气量测试最直接和常用的方法。含气量=LostGas（损失气）+MeasuredGas（解吸气）+ResidualGas（残余气）123钻遇岩层到取出装入解吸罐之前释放出的气体体积。页岩岩心装入解吸罐后在大气压力下自然解吸出的气体含量。样品在解吸罐中解吸终止后仍留在岩芯中的气体体积，是页岩含气量的重要组成部分。损失气量解吸气量残余气量一、前言常规体积法（排水取气法和活塞法）①解吸过程时间长，解吸气量随时间变化的动态响应较差；②人工读取气体体积数据误差大，耗时耗力；③在解吸罐中石英砂孔隙、连接解吸罐与气体检测装置的气体传输线等体积难以估算。质量法-流量计法①对于解吸速率较低时气体流速的测量误差较大，测量数据的不确定性显得过高；②气体成分受温度压力的影响，据质量流量换算的体积存在较大误差。③在装样后解吸罐和导管中存在空气，导致测量结果的误差。

据测量原理不同，目前页岩气现场解吸仪器方法主要为体积法（排水取气法和活塞法）和质量法（流量计法）。为增加页岩含气量测试精度，节省人力成本，现场形成报告，获得完整的损失气、解吸气和残余气含量，我们开展了页岩含气量仪器设计和研发，已形成产品，开展实验性应用，获得了较好的含气量数据。主要内容前言新型岩石解吸仪介绍应用效果分析结论与认识解吸气检测装罐密封清洁称重残余气分析解吸终止：解析气量连续5小时不大于每小时0.2cm3/kg，可以结束解吸测定；解吸时间不得少于在解吸罐温度达到预设温度后持续解析24个小时。损失气计算罐中充满饱和盐水，或将用细粒石英砂填满解吸罐空隙。一般要求岩心体积不低于解吸罐体积的50%。在实验过程中，需准确记录钻遇岩心所在地层、提钻、岩心到达井口及装罐结束等时刻。页岩解吸法分析过程二、新型岩石解吸仪介绍主要特点：测量过程自动化，可实时获得解吸烃量数据，数据采集密度可达到20次/秒；火焰离子检测器对烃类气体检测精密度高，可测得超低含量（

ppb级）的烃类气体；不受检测环境温度和压力的影响，只需在一定温度压力下对仪器进行标定，检测结果中的解吸气体体积即为标定温度和压力下的体积，无需进行体积校正。火焰离子检测器对水等无机物不敏感，岩心中残余的水分蒸发对检测结果影响很小。二、新型岩石解吸仪介绍由国家地质实验测试中心设计，中国地质调查局油气资源调查中心改装，海城石油化工仪器厂加工完成。专利号为：201320306582.7。采用氢火焰离子检测法原理1.YSQ-III型解吸气测定仪主要特点：操作上采用全电脑控制，仪器的运行、参数的设置、数据的接收均由安装在电脑中的控制及数据处理软件来完成，真正实现了“傻瓜式”操作；软件随时记录环境温度和大气压变化，并将所测气体体积转化为标态下的体积。整个分析过程中无需人为干预，即提高了分析精度，减少人为干预造成的误差，又降低了人的工作强度，节约了成本。二、新型岩石解吸仪介绍采用火焰离子检测法原理1.YSQ-III型解吸气测定仪由国家地质实验测试中心设计，中国地质调查局油气资源调查中心改装，海城石油化工仪器厂加工完成。专利号为：201320306582.7。2413解吸气分析根据峰面积与标准体积的工作曲线关系，按照峰面积计算解吸气标准体积（Vdes），并绘制解吸气标准体积（Vdes）与解吸时间的关系曲线图；总含气量计算W=（Vdes+Vlos+Vres）/m其中：标准体积的单位为mL，样品质量m的单位为kg，含气量W的单位为mL/kg。损失气计算根据解吸气标准体积与解吸时间的关系曲线图，计算样品进入密闭解吸罐前的损失气标准体积（Vlos）；残余气分析对待测样品称重得到样品质量（m），粉碎样品，测量并计算残余气标准体积（Vres）二、新型岩石解吸仪介绍采用火焰离子检测法原理1.YSQ-III型解吸气测定仪将待分析的岩心放入解吸罐中，注满饱和食盐水后将样品罐密封好，放入仪器中，加热到设定温度，样品中不断解吸出来的全部气体进入气体采集罐中，气体采集罐中注满饱和食盐水，随着气体的不断注入，气体采集罐中的液面随之下降，液位检测器精确的读出液位的变化，进而计算出液体体积的变化即解吸气的量。（1）双组样品测试罐，提高测试效率；（2）连续排水集气并自动计数，操作简单、无需人工值守；（3）可获得气体样品，便于进一步研究分析；（4）数据采集测量精度高，精度高和重复性好，响应速度快；（5）软件平台自动采集、存储数据，自动处理并现场生成报告；（6）无需人工干预，简单易用，测试周期短；（7）便携式加固设计，适应恶劣环境工作等优势。二、新型岩石解吸仪介绍采用排水取气、智能传感器检测法原理2.YSQ-IV解吸气测定仪二、新型岩石解吸仪介绍采用排水取气、智能传感器检测法原理2.YSQ-IV解吸气测定仪将液位检测器置于一个专用的桶内，而集气桶内没有任何物体，这样就可以实现每次测试时液体完全充满集气桶，而集气时，随着集气桶内的气体的增加，液位下降，排除的液体进入液位检测器所在的测试桶内，使液位上升，从而检测排除气体的体积。创新方法3.YSQ-IV残余前处理装置二、新型岩石解吸仪介绍目前测量残余气大多采用球磨或电磁振动等机械破碎方式，体积庞大，机械振动与噪声大，实验过程改变温度等条件存在困难。该装置依靠重力下降并通过砂轮研磨的原理主要特点小型便携结构简单体积小、重量轻，方便野外现场携带与操作，解决了常规残余气处理体积庞大的难题；结构简单合理、运行噪音低，对样品大小没有特殊要求，破碎均匀，满足页岩残余气分析的要求。创新实用的小型便携式前处理装置，为残余气分析研究提供了可靠的工具。二、新型岩石解吸仪介绍3.YSQ-IV残余前处理装置主要内容前言新型岩石解吸仪介绍应用效果分析结论与认识含气量是页岩气生产力评价和资源量预测评估的关键参数，对含气量测试方法研究和应用实践是显得尤为重要。该系列设备稳定性好，适应范围宽，携带方便，环境适应力强，可以连续指示不同释气阶段中体积变化的差异。目前，三种解吸仪器已正式投入生产使用。分别应用于柴页2井、天星1井、慈页1井、增深3井、塔25井，共获得近100个可靠的含气量测试数据，为优选出“低风险区”提供更详细的资料认识，为页岩气勘查研究奠定了一定基础。三、应用效果分析钻探目的:开展湘西北下古生界页岩气钻探调查研究，依据石门～慈利地区下寒武统牛蹄塘组页岩气地质特征，优选出低风险区，并提供合理的井位实施页岩气钻井1口，开展页岩气富集层段储层测井识别与解释、评价方法研究。三、应用效果分析慈页1井基本情况地理位置：

湖南省张家界湖南省张家界市慈利县景龙桥乡构造位置：常德地区江南雪峰推覆隆起带景龙桥向斜设计井深：2180m目的层：牛蹄塘组~灯影组完钻层位：灯影组完钻原则：进入灯影组30m完钻区域地层特征：依据野外地质调查与区域地质资料，勘查区块基底为元古界板溪群浅变质岩，上覆盖层自下而上依次为震旦系、寒武系、奥陶系、志留系、泥盆系中上统、二叠系、三叠系、侏罗系、白垩系、下第三系，局部覆盖第四系。区内黑色页岩主要发育在下寒武统牛蹄塘组和上奥陶统五峰组～下志留统龙马溪组，其次在上震旦统陡山沱组。三、应用效果分析慈页1井解吸气与地球化学分析综合图三、应用效果分析烃类中以甲烷气体为主牛蹄塘组牛蹄塘组牛蹄塘组牛蹄塘组含气性与地化分析技术的相关性在地质研究中，有机碳含量（ＴＯＣ）主要实验室分析测试方法获得，该方法周期较长，受钻井取心和实验分析费用的限制，一般不可能获得连续的ＴＯＣ参数，因此常以有限样品的均值来代表整套泥页岩层的有机碳含量。实际地质条件下，页岩通常呈分散的薄层，单纯采用离散ＴＯＣ实验室分析值的几何平均来评价较厚页岩层的生烃潜力显然是不合理的。【快速、经济的优点】通过地化分析技术，就可以弥补这些不足，也为区域上高有机碳的展布特征分析提供了重要参数。三、应用效果分析慈页1井含气性与矿物分布图三、应用效果分析可能受粘土矿物的存在方式、数量、成分等影响，也可能受解吸时间影响。方解石、白云石、黄铁矿与粘土矿物规律一致。碎屑石英含量的高低对岩石的压实程度有一定的影响，石英含量在一定程度上间接反映了孔隙含量的多少。在压实过程中石英硬度越高，原生孔隙保存越有利。孔隙的演化及保存和粘土矿物有着非常重要的作用，孔隙演化趋势与伊利石和绿泥石相对含量的变化相反，含量越高，矿物内孔隙就越不发育，不利页岩气的赋存，从而含气量较低。本井解吸气在2266.82-2267.00m、2479.78-2479.97m点火成功。从本井牛蹄塘组解吸气分析看，整体含气性相对较好，可达0.8-1.0/m3/t，有机碳的含量(TOC)与页岩解吸气之间线性关系良好，但页岩中残余气含量较高，有待进一步分析探讨。解吸气点火成功三、应用效果分析主要内容前言新型岩石解吸仪介绍应用效果分析结论与认识四、结论与认识页岩含气性的数据是页岩气勘探开发与实验研究首要获取的基础信息之一，加强对解吸仪器的性能和应用研究，对推动页岩气勘探技术发展、提高勘探成效将起到重要的作用。1、通过对页岩气含