緻密深盆氣成藏預測方法和裝置製造方法
2023-12-02 13:38:31 1
緻密深盆氣成藏預測方法和裝置製造方法
【專利摘要】本發明提供一種緻密深盆氣成藏預測方法和裝置，通過根據待勘探區域在埋藏深度H下的界面張力σ、天然氣的密度ρg、水的密度ρw、接觸潤溼角θ、地層溫度T和氣體壓縮因子Z，計算埋藏深度H下的臨界孔喉半徑r，然後根據臨界孔喉半徑r，計算獲得埋藏深度H下的臨界孔隙度上限Φ，進而，當埋藏深度H下的實際孔隙度小於臨界孔隙度上限Φ時，則確定待勘探區域在埋藏深度H下具備緻密深盆氣成藏的孔隙度條件。由於臨界孔隙度上限Φ以及臨界孔喉半徑r不是一個固定值，而是隨著不同待勘探區域在不同埋藏深度H下的界面張力σ、天然氣的密度ρg和地層溫度T等因素不斷變化的，因此，能夠提高緻密深盆氣成藏預測的準確度。
【專利說明】緻密深盆氣成藏預測方法和裝置
【技術領域】
[0001] 本發明涉及天然氣勘探技術，尤其涉及一種緻密深盆氣成藏預測方法和裝置。
【背景技術】
[0002] 緻密砂巖氣藏是天然氣勘探開發中的重要方面。緻密深盆氣藏是緻密砂巖氣藏中 的一種重要的類型。因其分布在盆地深部或構造底部，故稱為緻密深盆氣藏。
[0003] 在針對某一待勘探區域的緻密深盆氣成藏預測中，往往是通過比較該區域各深度 下的實際臨界孔隙度與臨界孔隙度之間的大小關係，從而預測在各深度下是否能夠成藏， 進而獲得緻密深盆氣成藏的深度範圍。
[0004] 但是由於現有技術中，將臨界孔隙度設置為一固定值，因此，往往造成緻密深盆氣 成藏預測的準確度較低。
【發明內容】
[0005] 本發明提供一種緻密深盆氣成藏預測方法和裝置，用於解決現有技術中緻密深盆 氣成藏預測的準確度較低的技術問題。
[0006] 本發明的一個方面是提供一種緻密深盆氣成藏預測方法，包括：
[0007] 根據待勘探區域在埋藏深度H下的界面張力〇、天然氣的密度Pg、水的密度P w、 接觸潤溼角0、地層溫度T和氣體壓縮因子Z，計算埋藏深度H下的臨界孔喉半徑r ;
[0008] 根據所述臨界孔喉半徑r，計算獲得埋藏深度H下的臨界孔隙度上限O ;
[0009] 當埋藏深度H下的實際孔隙度小於所述臨界孔隙度上限O時，則確定所述待勘探 區域在所述埋藏深度H下具備緻密深盆氣成藏的孔隙度條件。
[0010] 本發明的另一個方面是提供一種緻密深盆氣成藏預測裝置，包括：
[0011] 第一計算模塊，用於根據待勘探區域在埋藏深度H下的界面張力O、天然氣的密 度P g、水的密度P w、接觸潤溼角0、地層溫度T和氣體壓縮因子Z，計算埋藏深度H下的臨 界孔喉半徑r;
[0012] 第二計算模塊，用於根據所述臨界孔喉半徑r，計算獲得埋藏深度H下的臨界孔隙 度上限〇 ;
[0013] 預測模塊，用於當埋藏深度H下的實際孔隙度小於所述臨界孔隙度上限O時，則 確定所述待勘探區域在所述埋藏深度H下具備緻密深盆氣成藏的孔隙度條件。
[0014] 本發明提供的緻密深盆氣成藏預測方法和裝置，通過根據待勘探區域在埋藏深度 H下的界面張力〇、天然氣的密度P g、水的密度P w、接觸潤溼角0、地層溫度T和氣體壓 縮因子Z，計算埋藏深度H下的臨界孔喉半徑r，然後根據所述臨界孔喉半徑r，計算獲得埋 藏深度H下的臨界孔隙度上限O，進而，當埋藏深度H下的實際孔隙度小於所述臨界孔隙度 上限〇時，則確定待勘探區域在所述埋藏深度H下具備緻密深盆氣成藏的孔隙度條件。由 於臨界孔隙度上限〇以及臨界孔喉半徑r不是一個固定值，而是隨著不同待勘探區域在不 同埋藏深度H下的界面張力〇、天然氣的密度Pg和地層溫度T等因素不斷變化的，因此， 能夠提高緻密深盆氣成藏預測的準確度。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015] 圖1為本發明一實施例提供的一種緻密深盆氣成藏預測方法的流程示意圖；
[0016] 圖2為緻密深盆氣藏圈閉邊界受力關係圖；
[0017] 圖3A為第一種預測緻密深盆氣成藏深度的模式圖；
[0018] 圖3B為第二種預測緻密深盆氣成藏深度的模式圖；
[0019] 圖3C為第三種預測緻密深盆氣成藏深度的模式圖；
[0020] 圖3D為第四種預測緻密深盆氣成藏深度的模式圖；
[0021] 圖4為本發明另一實施例提供的一種緻密深盆氣成藏預測方法的流程示意圖；
[0022] 圖5為本發明一實施例提供的一種緻密深盆氣成藏預測裝置的結構示意圖；
[0023] 圖6為本發明另一實施例提供的一種緻密深盆氣成藏預測裝置的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0024] 圖1為本發明一實施例提供的一種緻密深盆氣成藏預測方法的流程示意圖，如圖 1所示，包括：
[0025] 101、根據待勘探區域在埋藏深度H下的界面張力〇、天然氣的密度Pg、水的密度 P w、接觸潤溼角e、地層溫度T和氣體壓縮因子Z，計算埋藏深度H下的臨界孔喉半徑r。
[0026] 具體的，首先分別計算待勘探區域在埋藏深度H下的界面張力〇、天然氣的密度 P g、水的密度P w、接觸潤溼角9、地層溫度T和氣體壓縮因子Z :
[0027] 根據待勘探區域的地溫梯度以及所確定的埋藏深度H，計算在該埋藏深度H下的 地層溫度T。
[0028] 水的密度P w可以根據公式P w = exp(_a T+旦p+6. 91)進行計算，其中，a = 5. 00 X 1(T4, 0 =4. 78 X KT'具體來說，a為水熱膨脹係數，單位是TT15P為水壓縮系 數，單位是;T為地層溫度，單位是°C ;p為地層水壓；常數6. 91是水在4°C下，一個標準 大氣壓下的密度為l〇〇〇kg/m3條件下得到的。
[0029] 天然氣為單一的甲烷氣體，根據甲烷氣體的密度即可獲得天然氣的密度Pg，具體 來說，天然氣的密度Pg可以根據下列公式聯立獲得：
[0030] V3-(bi+RT/p) V2+(a^p) V-aibi/p = 0 ；
[0031] p g = M/V〇
[0032] 其中，ai = 2. SSXKrHp^mVmol2)，、= 4. 28Xl(T5(m3/mol)，R 為氣體常數；V 為 摩爾體積，單位是m3/mol ;M為甲烷的摩爾質量，為0. 016kg/mol ;T為地層溫度，單位是°〇； P為地層水壓。
[0033] 界面張力〇可根據《天然氣地質學》的實驗數據採用二元非線性回歸的方法擬合 得到：
[0034] 〇 = -6. 708Xl(T3XT-4. 478Xl(T3Xp+5. 217Xl(T4XT2-4. 669Xl(T5Xp2。
[0035] 其中，T為地層溫度，單位是°C ;p為地層水壓。
[0036] 接觸潤溼角0大於45°時，上部的水無法回流，不能產生邊水和底水，不存在浮 力作用，此時緻密深盆氣藏氣水界面受到靜水壓力、毛細管力和氣體膨脹力作用。當天然氣 繼續向上部運移，到達孔隙比較大的儲層中，當接觸潤溼角0小於45°時，上部水向下回 流，產生浮力，此時緻密深盆氣藏氣水界面受到浮力、靜水壓力、毛細管力和氣體膨脹力作 用，發生置換式運移，運移至構造高點形成常規氣藏。所以認為接觸潤溼角9 =45°為臨 界狀態。
[0037] 氣體壓縮因子Z指實際氣體性質與理想氣體性質偏差的修正值。根據卡茲天然氣 壓縮因子曲線圖版，獲得甲烷氣體在不同地溫梯度不同深度的壓縮因子值。由於天然氣為 單一的甲烷氣體，可將甲烷氣體的壓縮因子值作為氣體壓縮因子Z的取值。
[0038] 然後，將上述計算獲得的界面張力〇、天然氣的密度P g、水的密度Pw、接觸潤溼
【權利要求】
1. 一種緻密深盆氣成藏預測方法，其特徵在於，包括： 根據待勘探區域在埋藏深度H下的界面張力〇、天然氣的密度P g、水的密度Pw、接觸 潤溼角0、地層溫度T和氣體壓縮因子Z，計算埋藏深度H下的臨界孔喉半徑r ; 根據所述臨界孔喉半徑r，計算獲得埋藏深度H下的臨界孔隙度上限O ; 當埋藏深度H下的實際孔隙度小於所述臨界孔隙度上限O時，則確定所述待勘探區域 在所述埋藏深度H下具備緻密深盆氣成藏的孔隙度條件。
2. 根據權利要求1所述的緻密深盆氣成藏預測方法，其特徵在於，所述根據在埋藏深 度H下的界面張力〇、天然氣的密度P g、水的密度Pw、接觸潤溼角0、地層溫度T和氣體 壓縮因子Z，計算埋藏深度H下的臨界孔喉半徑r，包括：
進行計算，獲得埋藏深度H下的臨界孔喉半徑r ;其 中，R是氣體常數，M是摩爾質量，g是重力加速度。
3. 根據權利要求1所述的緻密深盆氣成藏預測方法，其特徵在於，所述根據所述臨界 孔喉半徑r，計算獲得埋藏深度H下的臨界孔隙度上限O，包括： 根據公式￠= a*rb進行計算，獲得埋藏深度H下的臨界孔隙度上限O ;其中，a和b 是對所述待勘探區域的巖心進行壓汞實驗所獲得的擬合參數。
4. 根據權利要求1所述的緻密深盆氣成藏預測方法，其特徵在於，所述當埋藏深度H下 的實際孔隙度小於所述臨界孔隙度上限〇時，則確定所述待勘探區域在所述埋藏深度H下 具備緻密深盆氣成藏的孔隙度條件之前，還包括： 確定所述待勘探區域在埋藏深度H下的實際孔隙度大於臨界孔隙度下限。
5. 根據權利要求1-4任一項所述的緻密深盆氣成藏預測方法，其特徵在於，所述臨界 孔喉半徑r的取值範圍為（KT1，I) y m。
6. -種緻密深盆氣成藏預測裝置，其特徵在於，包括： 第一計算模塊，用於根據待勘探區域在埋藏深度H下的界面張力〇、天然氣的密度 P g、水的密度P w、接觸潤溼角9、地層溫度T和氣體壓縮因子Z，計算埋藏深度H下的臨界 孔喉半徑r ; 第二計算模塊，用於根據所述臨界孔喉半徑r，計算獲得埋藏深度H下的臨界孔隙度上 限〇 ; 預測模塊，用於當埋藏深度H下的實際孔隙度小於所述臨界孔隙度上限O時，則確定 所述待勘探區域在所述埋藏深度H下具備緻密深盆氣成藏的孔隙度條件。
7. 根據權利要求6所述的緻密深盆氣成藏預測裝置，其特徵在於，
度H下的臨界孔喉半徑r ;其中，R是氣體常數，M是摩爾質量，g是重力加速度。
8. 根據權利要求6所述的緻密深盆氣成藏預測裝置，其特徵在於， 所述第二計算模塊，具體用於根據公式小=a*rb進行計算，獲得埋藏深度H下的臨界 孔隙度上限〇 ;其中，a和b是對所述待勘探區域的巖心進行壓汞實驗所獲得的擬合參數。
9. 根據權利要求6所述的緻密深盆氣成藏預測裝置，其特徵在於，所述裝置還包括： 確定模塊，用於確定所述待勘探區域在埋藏深度H下的實際孔隙度大於臨界孔隙度下 限。
10.根據權利要求6-9任一項所述的緻密深盆氣成藏預測裝置，其特徵在於，所述臨界 孔喉半徑r的取值範圍為（KT1，I) y m。
【文檔編號】G01V9/00GK104360412SQ201410646008
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年11月14日 優先權日:2014年11月14日
【發明者】姜振學, 李卓, 龐雄奇, 李藝, 姜福傑, 李峰, 郝進 申請人:中國石油大學(北京)