页岩储层中原油赋存状态的模拟方法及装置与流程

本发明涉及油藏工程，尤其涉及页岩储层中原油赋存状态的模拟方法及装置。

背景技术：

1、本部分旨在为权利要求书中陈述的本发明实施例提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。

2、现有页岩油赋存状态分析方法主要分为三种：溶剂萃取法、加热释放法、核磁共振图谱分析法。溶剂萃取法基于储集空间大小与流体极性差异，采用不同溶剂进行块样和粉末分步萃取，实现检测不同赋存状态原油含量的目的。萃取法尽管可以定量不同溶剂萃取产物，但萃取步骤复杂，分步萃取产物未能提供与地质体中不同赋存状态原油很好的对应关系，且页岩油赋存孔隙分布位置与动态赋存过程也难以再现。加热释放法基于页岩油分子沸点及释放难易程度不同，通过设置加热条件定量检测不同赋存状态的流体。但加热条件会使岩石中有机组分与无机矿物发生转化，存在干酪根热解、大分子油裂解以及粘土脱附性能增强的可能，改变了储层中流体赋存特征，也无法分析出页岩油赋存孔隙分布位置。核磁共振技术通过检测岩样快速获得流体特征信号t2图谱。核磁共振t2谱反映岩心中油、水的共同氢核信号，而通过屏蔽水的1h信号，可以直观反映出饱含油与残余油状态的核磁信号。mncl2水溶液因mn2+的顺磁性可以与流体的氢核自旋产生较强的相互作用，加速水分子的氢核弛豫，因此是一种常用的屏蔽介质。当浓度达到一定程度时，可完全屏蔽水中的核磁信号。因mn2+溶于油相，对油相分子的氢核不会产生影响，进而可以直观的研究饱和油与残余油分布状况。

3、目前，核磁共振技术主要用于测井解释与室内岩心分析。由于陆相页岩油储层岩性复杂且非均质性强、页岩油连续分布偏差、油质偏重、气油比偏低、压力变化大，因此岩石骨架及赋存流体测井参数难以有效确定。室内岩心核磁共振作为一种测试孔隙中流体分布特征的重要技术手段，具备无损样品与快速检测的优势。

4、近年，在致密砂岩、页岩等非常规储层孔喉结构静态表征方面应用较为广泛，但缺乏对在不同注油阶段的流体赋存过程及优势分布位置的动态检测。前人对原油成藏过程恢复主要采用模拟的方法，目前在常规储层与致密砂岩中应用成熟，主要依据地质体相似特征模拟与油水相渗驱替模拟两种手段。

5、前者通过地质解剖确定关键成藏要素、建立实验模型，通过控制变量法设置边界条件实现原油充注过程模拟，但因页岩油储层有机质和无机矿物共存、岩性多样、自生自储连续成藏、微纳米空间赋存复杂，难以有效模拟页岩储层流体充注。

6、后者将岩心柱塞放入夹持器，通过加压驱替建立油、水两相共存状态，依据物质平衡确定砂岩储层流体的渗流过程。但由于页岩骨架中干酪根、黏土矿物富集，会因吸附油增加难以准确测定注入流体含量，使得利用物质平衡确定流体注入量与饱和度的油水相渗方法基本失效，也无法观察到岩心内部流体分布特征。

技术实现思路

1、本发明实施例提供一种页岩储层中原油赋存状态的模拟方法，用于提升页岩储层中原油赋存状态的模拟的效率和准确性，快速直观再现页岩储层中原油赋存过程，定量计算不同压力驱动下束缚态和可动游离态原油的赋存分布特征，该方法包括：

2、根据研究区页岩岩样的岩样特征，确定对所述岩样进行驱替操作的不同驱替压力；

3、在所述不同驱替压力下，以模拟油对已饱和屏蔽溶液的岩样进行驱替操作，并测试不同驱替压力下的驱替后岩样的核磁分布特征谱；所述核磁分布特征谱包括一维核磁共振t2谱和二维核磁图谱；

4、根据不同驱替压力下的驱替后岩样的核磁分布特征谱，确定不同驱替压力下岩样的原油赋存分布特征；所述原油赋存分布特征包括：束缚油饱和度、可动游离油饱和度、总含油饱和度值、以及束缚油和可动游离油分布对应的孔径位置；

5、根据不同驱替压力下岩样的原油赋存分布特征，进行研究区页岩岩样的原油赋存状态的模拟。

6、本发明实施例还提供一种页岩储层中原油赋存状态的模拟装置，用于提升页岩储层中原油赋存状态的模拟的效率和准确性，快速直观再现页岩储层中原油赋存过程，定量计算不同压力驱动下束缚态和可动游离态原油的赋存分布特征，该装置包括：

7、驱替压力确定模块，用于根据研究区页岩岩样的岩样特征，确定对所述岩样进行驱替操作的不同驱替压力；

8、驱替操作模块，用于在所述不同驱替压力下，以模拟油对已饱和屏蔽溶液的岩样进行驱替操作，并测试不同驱替压力下的驱替后岩样的核磁分布特征谱；所述核磁分布特征谱包括一维核磁共振t2谱和二维核磁图谱；

9、原油赋存分布特征确定模块，用于根据不同驱替压力下的驱替后岩样的核磁分布特征谱，确定不同驱替压力下岩样的原油赋存分布特征；所述原油赋存分布特征包括：束缚油饱和度、可动游离油饱和度、总含油饱和度值、以及束缚油和可动游离油分布对应的孔径位置；

10、原油赋存状态模拟模块，用于根据不同驱替压力下岩样的原油赋存分布特征，进行研究区页岩岩样的原油赋存状态的模拟。

11、本发明实施例还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述页岩储层中原油赋存状态的模拟方法。

12、本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述页岩储层中原油赋存状态的模拟方法。

13、本发明实施例还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述页岩储层中原油赋存状态的模拟方法。

14、本发明实施例中，根据研究区页岩岩样的岩样特征，确定对所述岩样进行驱替操作的不同驱替压力；在所述不同驱替压力下，以模拟油对已饱和屏蔽溶液的岩样进行驱替操作，并测试不同驱替压力下的驱替后岩样的核磁分布特征谱；所述核磁分布特征谱包括一维核磁共振t2谱和二维核磁图谱；根据不同驱替压力下的驱替后岩样的核磁分布特征谱，确定不同驱替压力下岩样的原油赋存分布特征；所述原油赋存分布特征包括：束缚油饱和度、可动游离油饱和度、总含油饱和度值、以及束缚油和可动游离油分布对应的孔径位置；根据不同驱替压力下岩样的原油赋存分布特征，进行研究区页岩岩样的原油赋存状态的模拟，从而通过进行页岩储层不同岩相的核磁与驱替的联测实验，对页岩油储层不同压力条件流体赋存过程进行模拟，可快速直观再现页岩储层中原油赋存过程，定量计算不同压力驱动下束缚态和可动游离态原油的赋存分布特征，为页岩油流动性分析、岩石中微观吸附与脱附机制、页岩油富集规律提供重要参数，提升了页岩储层中原油赋存状态的模拟的效率和准确性，与现有技术下常规油水相渗测试与单独的核磁共振检测相比，更能直观获得不同压力下束缚态和可动游离态原油的赋存变化特征，有助于从深层次认识页岩油成藏过程以及岩石中微观吸附、脱附与流动性机制，解决了现有技术难以确定成熟页岩中原油在不同压力驱动下赋存过程及定量问题，也解决了成熟页岩中不同赋存状态原油赋存过程恢复问题。

技术特征：

1.一种页岩储层中原油赋存状态的模拟方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述岩样为钻取的页岩柱塞样品；所述岩样特征包括岩样的质量和体积。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述不同驱替压力的数值逐渐增加；

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据不同驱替压力下的驱替后岩样的核磁分布特征谱，确定不同驱替压力下岩样的原油赋存分布特征，包括：

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，确定束缚油截止值，包括：

7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，还包括：

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，按如下公式建立饱和溶液与一维核磁共振t2谱总幅度值之间的第一线性标定关系：

9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，按如下公式建立模拟油与一维核磁共振t2谱总幅度值之间的第二线性标定关系：

10.如权利要求7所述的方法，其特征在于，基于饱和溶液与模拟油的核磁信号标定关系和所述束缚油截止值，确定不同驱替压力下岩样的束缚油饱和度、可动游离油饱和度和总含油饱和度值，包括：

11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，按如下公式基于所述第一线性标定关系、和岩样在饱和溶液状态下的一维核磁共振t2谱总幅度值，计算饱和水的岩样中的水溶液体积：

12.如权利要求10所述的方法，其特征在于，基于饱和水的岩样中的水溶液体积、饱和溶液与模拟油的核磁信号标定关系和所述束缚油截止值，确定不同驱替压力下岩样的束缚油饱和度、可动游离油饱和度和总含油饱和度值，包括：

13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，按如下公式计算该驱替压力下岩样的束缚油饱和度、可动游离油饱和度和总含油饱和度值：

14.如权利要求5所述的方法，其特征在于，根据建立的全孔径分布曲线和所述束缚油截止值，确定不同驱替压力下岩样的束缚油和可动游离油分布对应的孔径位置，包括：

15.如权利要求11所述的方法，其特征在于，还包括：

16.如权利要求11所述的方法，其特征在于，按如下公式计算岩样的核磁总孔隙度：

17.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据不同驱替压力下岩样的原油赋存分布特征，进行研究区页岩岩样的原油赋存状态的模拟，包括：

18.一种页岩储层中原油赋存状态的模拟装置，其特征在于，包括：

19.如权利要求18所述的装置，其特征在于，所述岩样为钻取的页岩柱塞样品；所述岩样特征包括岩样的质量和体积。

20.如权利要求18所述的装置，其特征在于，还包括：

21.如权利要求18所述的装置，其特征在于，所述不同驱替压力的数值逐渐增加；

22.如权利要求18所述的装置，其特征在于，原油赋存分布特征确定模块，具体用于：

23.如权利要求22所述的装置，其特征在于，原油赋存分布特征确定模块，具体用于：

24.如权利要求22所述的装置，其特征在于，还包括：

25.如权利要求24所述的装置，其特征在于，标定关系确定模块，具体用于：

26.如权利要求24所述的装置，其特征在于，标定关系确定模块，具体用于：

27.如权利要求24所述的装置，其特征在于，原油赋存分布特征确定模块，具体用于：

28.如权利要求27所述的装置，其特征在于，原油赋存分布特征确定模块，具体用于：

29.如权利要求27所述的装置，其特征在于，原油赋存分布特征确定模块，具体用于：

30.如权利要求29所述的装置，其特征在于，原油赋存分布特征确定模块，具体用于：

31.如权利要求22所述的装置，其特征在于，原油赋存分布特征确定模块，具体用于：

32.如权利要求28所述的装置，其特征在于，还包括：

33.如权利要求28所述的装置，其特征在于，核磁总孔隙度计算模块，具体用于：

34.如权利要求18所述的装置，其特征在于，原油赋存状态模拟模块，具体用于：

35.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至17任一所述方法。

36.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至17任一所述方法。

37.一种计算机程序产品，其特征在于，所述计算机程序产品包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至17任一所述方法。

技术总结
本发明公开了一种页岩储层中原油赋存状态的模拟方法及装置，该方法包括：根据研究区页岩岩样的岩样特征，确定对所述岩样进行驱替操作的不同驱替压力；在所述不同驱替压力下，以模拟油对已饱和屏蔽溶液的岩样进行驱替操作，并测试不同驱替压力下的驱替后岩样的核磁分布特征谱；根据不同驱替压力下的驱替后岩样的核磁分布特征谱，确定不同驱替压力下岩样的原油赋存分布特征；根据不同驱替压力下岩样的原油赋存分布特征，进行研究区页岩岩样的原油赋存状态的模拟。本发明用于提升页岩储层中原油赋存状态的模拟的效率和准确性，快速直观再现页岩储层中原油赋存过程。

技术研发人员：张洪,杨智,王兆云,冯有良,张天舒,蒋文琦,刘畅,孟博文,李嘉蕊,王小妮,侯鸣秋,魏琪钊
受保护的技术使用者：中国石油天然气股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5