NB_T 11331-2023 页岩气 页岩损失气量的计算方法.docx

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1、ICS75-010CCSE11NB中华人民共和国能源行业标准NB/T113312023页岩气页岩损失气量的计算方法ShalegasCalculationmethodsofshalelostgascontent20231011发布2024-04-11实施国家能源局发布目次前言II1范围12规范性引用文件13术语和定义14方法原理15仪器设备与材料16样品采集与页岩气解吸测试27页岩损失气量的计算38页岩损失气量计算报告5附录A（资料性）页岩气现场解吸仪6附录B（资料性）页岩损失气量计算示例7附录C（资料性）页岩损失气量计算报告9本文件按照GB/T1.12020标准化工作导则第1部分：标准化文件的

2、结构和起草规则的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由能源行业页岩气标准化技术委员会(NEA/TC26)提出并归口。本文件起草单位：中国地质大学(北京)、西安石油大学、中国石油天然气股份有限公司辽河油田分公司、河南省地质研究院、中国石油化工股份有限公司江汉油田分公司勘探开发研究院、中国石油天然气股份有限公司西南油气田分公司页岩气研究院、西南石油大学。本文件主要起草人：张金川、党伟、魏晓亮、李晓光、李中明、李振、唐玄、陈学辉、石学文、刘题、牛嘉亮、孙冲、刘永扬、袁青松、张栋、赵玉龙。页岩气页岩损失气量的计算方法1范围本文件规定了页岩损失气量计

3、算的方法原理、仪器设备与材料、样品采集、计算流程及报告。本文件适用于页岩样品在封人解吸罐进行解吸实验之前所损失的气体体积总量的计算。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，凡是注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T416112022页岩气术语和定义NB/T10118-2018页岩气井取心及采样推荐作法SY/T69402020页岩含气量测定方法3术语和定义GB/T416112022和SY/T69402020界定的术语和定义适用于本文件。4方法原理气体从页岩岩心样品中的

4、解吸主要受浓度梯度控制，遵循菲克扩散定律。解吸气量与解吸时间呈一定的函数关系。通过该函数关系结合样品采集方法，获取页岩损失气量。5仪器设备与材料5.1 温控仪：模拟页岩储层温度，控温精度1C,装置见图A.1,5.2 解吸罐：可承受至少0.3MPa的压力，无泄漏。5.3 气体计量装置：精度0.IcnA装置见图A.1.5.4 电子天平：精度0.1g5.5 温度计：精度C。5.6 气压表：精度0.IkPa。5.7 切割机：能够快速切割岩石样品。5.8 空气压缩机：能够快速充满解吸罐。5.9 填料：填料为细石英砂（粒径0.5mmImm）或饱和盐水。5.10 配套相应的数据处理软件。6样品采集与页岩气解

5、吸测试6.1 采样前准备6.1.1 测试管路的连接解吸罐和气体计量装置，通气测试管路的连通性。a1.2气密性检测向解吸罐和气体计量装置中注入空气，检测03MPa压力条件下解吸罐和气体计量装置的气密性。6.1.3将温控仪加热至预设的解吸温度，进行预热。6.2 样品采集和处理621样品采集页岩气井取心和岩心样品采集按照NB/T101182018的规定执行。622样品选取按照NB/T101182018中6.3和SY/T69402020中5.3的规定执行。岩心出简后，在3Omin内选取不超过解吸罐长度的页岩岩心作为样品。多点约束法样品要求岩心完整，宜切割为4块子样品。&23胸飙应快速清除样品表面的钻井

6、液、岩屑等杂质，保留岩心原始状态尽快装罐，用样品充满解吸罐，剩余空隙用饱和盐水或细石英砂填料进行充填，以排除空气。624信息记录样品装罐前后，应及时记录如下信息。a）地质信息：地区/探区、气田（气藏）名称、取样井号、井位位置等Cb）样品信息：取心层位、取心简次、取样深度、样品编号、样品岩性、样品质量等。c）温压信息：地层温度、地层压力，地表环境温度、大气压力等。d）时间信息：采样日期、钻遇地层时间、起钻时间、到达井口时间、封罐时间等。6.3 页岩气解吸测试与数据采集6.3.1 5W三按照SY/T6940-2020的规定进行样品解吸测试。6.3.2 解吸数据采集将装有页岩样品的解吸罐迅速置于预热

7、后的温控仪中，随后将解吸罐与气体计量装置进行连接,开始进行气体解吸，并按照SY“69402020中6.1.5和6.1.6规定的时间为间隔读取并记录解吸气体体杼境（据。6.3.3实验获得的解吸气体体积应按公式（1）换算为20、0.101325MPa的标准状态下的气体体积:出.15“叱0.101325(273.!$*7)式中:Vm换算至标准状态下的解吸气体体积,单位为立方厘米（cm3）;p环境大气压力，单位为兆帕（MPa）;Vm实测解吸气体体积，单位为立方厘米（Cn母；T：_环境温度，单位为摄氏度（C）。7页岩损失气量的计算7.1 损失时间的计算采用清水或钻井液取心时，损失时间（t）为起钻至岩心到

8、达井口的时间的一半加上岩心在地面的暴露时间。采用空气钻井或泡沫钻井时，损失时间（冗）为钻遇地层到岩心装入解吸罐的时间。按照SY/T69402020中7.3.1的规定进行计算。7.2 损失气量的计算7.2.1 多点约束法按以下步骤进行测试和计算。a）利用岩石切割机将页岩样品在垂向上进行4等分，取其中的3块子样品进行编号，分别为1号、2号和3号，并分别称重，记为mj、n）2和m。b）将1号样品放入解吸罐中进行解吸实验，此时2号和3号样品放置在空气环境中。c）当1号样品解吸曲线斜率等于1时，开始2号样品解吸。继续完成1号样品解吸，直至解吸结束，记录1号样品的解吸气体体积（V1）。d）当2号样品解吸曲

9、线斜率等于1时，开始3号样品解吸。继续完成2号样品解吸，直至解吸结束，记录2号样品的解吸气体体积（V2）。e）当3号样品解吸气体体积不再随解吸时间发生变化，解吸结束，记录3号样品的解吸气体体积（V3）of）按公式（2）公式（4）分别计算3块子样品校正后的解吸气量（5、G2、G3）,并以校正后的解吸气量为纵坐标，以3块子样品的损失时间的平方根为横坐标，建立解吸数据散点分布图，利用最小二乘法对解吸气量散点进行多项式非线性拟合，并向横坐标原点方向作曲线的延长线，该延长线在纵坐标上的截距为1号样品解吸气量（G）与损失气量（G）之和（G）,见图B.1,则该值（G）与1号样品解吸气量（Gl）的差值即为损失

10、气量（G）。损失气量按公式（5）计算：G1=Vjm1G2=V2m2(3)G3=Vym3(4)G1=G-G1(5)式中：G1号样品解吸气量，单位为立方厘米每克(Cm2/g)；G22号样品解吸气量，单位为立方厘米每克(Cm2/g);G33号样品解吸气量，单位为立方厘米每克(Cm3/g);V11号样品解吸气体体积，单位为立方厘米(Cm3)；V22号样品解吸气体体积，单位为立方厘米(Cm3);V33号样品解吸气体体积，单位为立方厘米(Cm3);m1号样品质量，单位为克(g);m22号样品质量，单位为克(g);m33号样品质量，单位为克(g)；G1损失气量，单位为立方厘米每克(Cm3/g);G-I号样品

11、解吸气量与损失气量之和，单位为立方厘米每克(Cm2/g)。7.2.2直线拟合法选取一定质量(m)的页岩样品开展页岩气解吸测试，并按照SY/T6940-2020中7.3.2描述的方法建立解吸曲线。在解吸曲线中，选取解吸时间(P)小于Ih或解吸气量占累计解吸气量小于50%的解吸数据，利用最小二乘法进行线性拟合，所得拟合公式的截距的绝对值即为损失气体体积(1.),见图B.2。损失气体体积按公式(6)计算，损失气量按公式(7)计算：Vup=kE+o-Vh(6)Gi=V1/m(7)式中：V校正后解吸气体体积，单位为立方厘米(Cm2);k拟合后的一次项系数，单位为立方厘米每分钟的平方根(Cm2miM2);

12、4损失时间，单位为分钟(min);to解吸时间，单位为分钟(min);V损失气体体积，单位为立方厘米(Cm3);111页岩样品质量，单位为克(g)；Gi损失气量，单位为立方厘米每克(Cm3值)。7.23多项式拟合法选取一定质量(m)的页岩样品开展页岩气解吸测试，并按照SY/T69402020中7.3.2描述的方法建立解吸曲线。在解吸曲线中，选取解吸时间(P)小于Ih或解吸气量占累计解吸气量小于50%的解吸数据，利用最小二乘法进行多项式非线性拟合，并向横坐标原点方向作延长线，与纵坐标轴的截距绝对值即为损失气体体积(V),见图B.3。损失气体体积按公式(8)计算，损失气量按公式(7)计算：NB/T

13、113312023(8)Vm=k(t+b)k2ho-K式中：k1拟合后的二次项系数，单位为立方厘米每分钟(CmVnlin);k2-拟合后的一次项系数，单位为立方厘米每分钟的平方根(CWymH2)。8页岩损失气量计算报告页岩损失气量计算报告应包括钻井信息、解吸样品信息及损失气量计算结果等基本内容。计算报告的形式参见附录以页岩气现场解吸仪见图A.I.标弓I序号说明：1气体计量装置:2温控按钮；3温控仪：4测温探头：5-解吸罐；6-解吸仪箱体。附录A（资料性）页岩气现场解吸仪三A.1页岩气现场解吸仪示意图附录B假料性）气期算示例页岩损失气量计算示例见图B.1、图B2和图B.3。图BJ多点约束法计算页岩损失气示例图图B2直缄哈算页岩损失气哧例图图a3合法计算页岩损失气砺例图附录C5料性）页岩损失计算报告页岩损失气量报告见图C.1和表C.1。XX探区/XX气田XX井页岩损失气量计算报告层位样品数量：委托单位：计算方法：测试人员：报告日期：（测试单位全称）图Cl页岩损失气tt算报告封面格式表C1X井页岩损失气量计算结果统计表序号样品编号岩性取样深度m样品质量g损失气量cm2g检测人：复核人: