一种页岩气组成定量判识方法
专利汇可以提供一种页岩气组成定量判识方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种 页岩 气组成定量判识方法，属于页岩气领域，包括如下步骤：分别对不同类型的 干酪根 及其生成的 原油 进行热模拟，并构建相应的图版，其中一种构建方法如下：选取某类型干酪根进行热模拟实验，对干酪根进行升温，并在不同的 温度 节点 采集 热解 产物并测试其中甲烷的 碳 、氢同位素值，得干酪根趋势线方程；选取相同类型的干酪根生成的原油进行热模拟实验，参照干酪根热模拟过程，得原油趋势线方程；然后构建该类型干酪根的热解甲烷碳-氢同位素图版；现场样品采集并测试气体中甲烷碳、氢同位素值；再通过公式计算页岩气中原油 裂解气 的比例。本发明不仅能定性的判断页岩气中干酪根裂解气和原油裂解气的相对贡献，更能实现定量化。，下面是一种页岩气组成定量判识方法专利的具体信息内容。
1.一种页岩气组成定量判识方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)分别对不同类型的干酪根及其生成的原油进行热模拟，并构建相应的图版，其中某类型的干酪根及其生成的原油的热模拟实验及图版构建方法如下：
某类型干酪根热模拟：选取干酪根进行开放体系的热模拟实验，通过设置升温程序对干酪根进行升温，并在不同的温度节点采集热解产物，随后测试该温度节点的热解产物中甲烷的碳、氢同位素值，得到干酪根随温度升高的热解甲烷碳、氢同位素变化趋势，通过拟合函数获得干酪根的热解甲烷碳-氢同位素变化趋势线方程，记为干酪根趋势线方程；
母质类型原油热模拟：选取与上述干酪根类型相同的干酪根生成的原油进行热模拟实验，参照干酪根热模拟过程，在不同的温度节点测试其热解产物中甲烷的碳、氢同位素值，得到原油随温度升高的热解产物中甲烷碳、氢同位素变化趋势，通过拟合函数获得所述原油的热解甲烷碳-氢同位素变化趋势线方程，记为原油趋势线方程；
将拟合的干酪根趋势线方程和所述原油趋势线方程作为该类型干酪根及其生成的原油的热解甲烷碳-氢同位素图版；
其他类型的干酪根和与其相同类型的干酪根生成的原油的热解甲烷碳-氢同位素图版的构建方法与上述构建方法相同；
2)采集页岩气样品：现场样品采集并测试气体中甲烷的碳、氢同位素值，分别记为δ
13C1样品、δ2H样品；
3)对页岩气组成进行定量计算：根据页岩气样品对应页岩层位的干酪根类型，选取对应的图版，将δ2H样品值分别代入该图版的干酪根趋势线方程和与其相同类型原油趋势线方程，分别得到对应的干酪根及其原油的碳同位素值δ13C1干酪根热解、δ13C1原油热解；
则页岩气中原油裂解气的比例计算公式为：
原油裂解气样品％＝(δ13C1样品-δ13C1干酪根热解)×100/(δ13C1原油热解-δ13C1干酪根热解)；
干酪根裂解气的比例计算公式为：
干酪根裂解气样品％＝1-原油裂解气样品％。
2.根据权利要求1所述的页岩气组成定量判识方法，其特征在于，所述干酪根的类型包括I型干酪根、II型干酪根或III型干酪根。
3.根据权利要求1所述的页岩气组成定量判识方法，其特征在于，所述步骤1)中不同类型干酪根热模拟中的升温程序为：以20℃/h升温，最高温度设定为600℃，所述原油热模拟的升温程序参照所述干酪根热模拟。
4.根据权利要求3所述的页岩气组成定量判识方法，其特征在于，在升温过程中在不同温度节点采集热解产物，在50℃时采集热解产物，其后每隔50℃时采集一次热解产物。
5.根据权利要求3所述的页岩气组成定量判识方法，其特征在于，在升温过程中在不同温度节点采集热解产物，不同的温度节点分别为：300℃之前分别于50℃、100℃、150℃、200℃、250℃和300℃时采集热解产物，300℃之后每间隔20℃采集一次热解产物。
6.根据权利要求1至5任一所述的页岩气组成定量判识方法，其特征在于，所述步骤2)现场采集的样品的方法为在钻井现场对页岩气井进行气体样品直接采集。
7.根据权利要求1至5任一所述的页岩气组成定量判识方法，其特征在于，所述步骤2)现场采集的样品的方法为在钻井现场对页岩岩心进行现场解吸实验后采集解吸气样。
8.根据权利要求1至5任一所述的页岩气组成定量判识方法，其特征在于，所述步骤1)中干酪根热模拟实验中，干酪根为未成熟干酪根。
一种页岩气组成定量判识方法
技术领域
背景技术
探开发的热点和接替资源。尤其是美国、加拿大和中国页岩气产量已经取得重大突破，使得
页岩气在能源经济结构中占的比重日趋增长。页岩具有低孔低渗的特征，早期生成的大量
液态烃类很难大规模运移出去造就了页岩气藏具有自生自储的特点，在有机质进入更高演
化阶段，由于液态烃类的相对不稳定性使其开始发生裂解向气态烃类转化，并最终转化成
以甲烷为主的小分子烃类，因此页岩气藏气中应当既有干酪根直接热降解成因的烃气，也
有早期有机质热演化产生的滞留在页岩内部的液态烃类二次裂解气态烃。如何判识页岩气
是干酪根直接降解生成气还是原油裂解气关系着勘探潜力评价和目标区的选取。然而，一
个页岩气藏中究竟有多少是干酪根直接降解生成的气，又会有多少是二次裂解气，特别是
针对我国南方高-过成熟页岩气目前还未见有相关的定量判识方法。
C1/C2、C1/C3和干燥系数等明显相对较高的天然气为干酪根裂解气，否则为原油裂解气。(2)
δ13C2-δ13C3—ln(C2/C3)图版法：该方法利用乙烷和丙烷的碳同位素差值结合乙烷、丙烷的含量来判别，认为干酪根初次裂解气δ13C2与δ13C3分馏较大，其差值呈负斜率的近垂直方向总
体变大，而ln(C2/C3)基本不变；原油裂解气δ13C2与δ13C3分馏较小，其差值基本呈水平方向变化，相反ln(C2/C3)值急剧变大。(3)轻烃组成判别：通过对原油和干酪根的热解模拟生气实
验中烃类产物中轻烃的组成进行对比研究，这两种裂解气在轻烃组成上存在差别，可以用
甲基环己烷/正庚烷和(2-甲基己烷+3-甲基己烷)/正己烷这两项指标来进行判别。一般情
况下原油裂解气这两项指标均较高，前者比值大于1.0，后者比值大于0.5，而干酪根裂解气
则这两个指标则刚好相反。
判识方法尚处于定性阶段，无法计算出天然气中干酪根裂解气和原油裂解气各自所占的比
例；3.现有的天然气组成判识方法均需要丙烷含量数据或者是轻烃组成数据，然而，对于我
国南方高-过成熟页岩气来说，页岩气中的烃类主要是甲烷，普遍缺乏丙烷，甚至乙烷含量
也只是微量。此外，由于页岩成熟度高，难以获得轻烃数据，因此，现有方法无法用于高-过
成熟页岩气组成的判别；4.现有图版是在一定区域或位置的气田气或者一定区域的源岩热
解生成气的基础上建立起来的，所以只能适应于某类特定的相似的盆地中气体来源的判
识，因此，应用存在很大的局限性。
例定量化。总之，如何创设一种操作简便并且能够准确判识页岩气中干酪根裂解气和原油
裂解气占比的方法，是当前页岩气领域的重要研究课题。
发明内容
物中甲烷的碳、氢同位素值，得到干酪根随温度升高的热解甲烷碳、氢同位素变化趋势，通
过拟合函数获得干酪根的热解甲烷碳-氢同位素变化趋势线方程，记为干酪根趋势线方程；
值，得到原油随温度升高的热解产物中甲烷碳、氢同位素变化趋势，通过拟合函数获得所述
原油的热解甲烷碳-氢同位素变化趋势线方程，记为原油趋势线方程；
型原油趋势线方程，分别得到对应的干酪根及其原油的碳同位素值δ13C1(干酪根热解)、δ
13C1(原油热解)；
于δ13C-CH4。
页岩气的定量组成。
可以略有差异。
间隔20℃采集一次热解产物。
裂解气和原油裂解气占比的计算方法，可适用于任何成熟度阶段页岩气组成的判识，很好
的解决了高-过成熟页岩气组成判识难的问题；
种规律具有普遍性，不是来自于某一特定研究区，故适用性较现有方法更广泛。
附图说明
具体实施方式
别于50℃、100℃、150℃、200℃、250℃和300℃的温度节点采集热解产物，300℃之后每间隔
20℃的温度节点采集一次热解产物，并测试每个温度节点的热解产物中甲烷的碳、氢同位
素值，得到干酪根随温度升高的热解甲烷碳、氢同位素变化趋势，测试结果数据(三角形)投
入图版中，这些数据拟合得到干酪根热解产物中甲烷碳、氢同位素变化趋势线为y＝
0.0857x-11.429；
分别于50℃、100℃、150℃、200℃、250℃和300℃的温度节点采集热解产物，300℃之后每间
隔20℃的温度节点采集一次热解产物，并测试每个温度节点的热解产物中甲烷的碳、氢同
位素值，测试结果数据(圆点)投入图版中，这些数据拟合得到原油热解产物中甲烷碳、氢同
位素变化趋势线为y＝0.1517x-18；
2H，其中，δ13C1为甲烷的碳同位素值，等同于δ13C1-CH4，δ2H为甲烷的氢同位素值，等同于δ2H-CH4；例如，该样品中的测试结果为δ13C1＝-33.2‰，δ2H＝-150‰，即如图1中C点(-150，-
33.2)；
的，原油裂解气甲烷的碳同位素值δ13C1(原油热解)＝-40.76‰和干酪根裂解气甲烷的碳同位素值δ13C1(干酪根裂解)＝-24.28‰，通过以下公式：
图，即I型甲烷碳-氢图版的版图、III型甲烷碳-氢图版的版图，然后将页岩气的测量数据带
入相应类型的版图即可。
本发明以氢同位素作为计算端元的参数。
解气和原油裂解气占比的计算方法，可适用于任何成熟度阶段页岩气组成的判识，很好的
解决了高-过成熟页岩气组成判识难的问题；本发明不仅能定性的判断页岩气中干酪根裂
解气和原油裂解气的相对贡献，更能实现两者的定量化；本发明相比现有方法，将不同沉积
母质类型分开讨论，建立相应的图版，更加符合地质逻辑；并基于不同沉积母质类型的热演
化产物中甲烷的碳、氢同位素变化而来，这种规律具有普遍性，不是来自于某一特定研究
区，故适用性较现有方法更广泛。
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