致密页岩油储层的有机层相态表征方法及相关设备与流程

本技术涉及石油天然气勘探与开发领域，尤其涉及一种致密页岩油储层的有机层相态表征方法及相关设备。

背景技术：

1、随着全球油气勘探开发向非常规的领域纵深发展，致密油、页岩油已成为能源接替的主力军。近年来，随着微观渗流机理研究的深入，在致密储层流-岩相互作用领域发现了一个全新的实验现象：在微纳米尺度的受限空间内，由于极强的固-液界面分子间作用力（范德华力、氢键及静电引力），紧贴岩石骨架及粘土矿物表面的原油分子会发生严重的构象改变与聚集，形成一层性质迥异于体相流体的、“内源性固相有机层”、（亦称为边界层或类固态吸附层）。该有机层在常温常压下呈现出类固态或高粘胶态特征，像“皮肤”一样牢牢附着在孔隙壁面上，大幅压缩了流体的有效流动通道，是导致致密油“注不进、采不出”的微观物理根源。

2、为了克服这一流动阻力，热采（如注蒸汽、电加热）成为一种极具潜力的增产手段，要实现高效热采，必须明确固相有机层的相变数据。现有的常规流体相变状态评价方式包括pvt（pressure-volume-temperatur，压力-体积-温度）实验、微观成像技术和一维核磁共振技术。传统的pvt实验是在空心的金属筒内进行的，完全剥离了多孔介质环境；微观成像技术可以采用sem（scanning electron microscope，扫描电子显微镜）或tem（transmission electron microscope，透射电子显微镜），冷冻扫描电镜或透射电镜能直观看到孔隙内的有机质形态，但其制样过程具有破坏性，且通常需在真空或低温条件下进行静态拍摄；常规的一维核磁共振技术可实现岩心原位测试，主要依赖一维t_2谱。但上述方式无法在高温高压原位环境下对致密储层孔隙内的内源性固相有机层进行动态、有效且精准的识别。

技术实现思路

1、本技术实施例提供致密页岩油储层的有机层相态表征方法、装置、电子设备、存储介质及程序产品，用以精准识别致密页岩油储层岩心的微观界面有机层，实现对其升温过程中的全相态演变的全过程动态可视化监测。

2、第一方面，本技术实施例提供一种致密页岩油储层的有机层相态表征方法，包括：

3、获取致密页岩油储层岩心的岩心样品；

4、获取岩心样品的三相识别版图，三相识别版图包括固态区域、液态区域和气态区域；

5、在模拟地层环境下，对岩心样品进行恒压变温扫描监测，得到岩心样品的系列二维相关谱；模拟地层环境与致密页岩油储层岩心的实际地质埋藏环境相对应，模拟地层环境下的岩心样品内生成有固相有机层；

6、基于系列二维相关谱和三相识别版图对固相有机层的相态演变进行动态监测，得到岩心样品的有机层相态表征结果，有机层相态表征结果包括固相有机层的相变类型和发生相态转化的临界温度。

7、在一种可能的实施方式中，三相识别版图包括固态区域、液态区域和气态区域；获取岩心样品的三相识别版图，包括：

8、基于第一烷烃样品在岩心样品的核磁共振谱上的第一信号分布结果确定液态区域；第一烷烃样品为液态的目标探针流体；

9、基于第二烷烃样品在岩心样品的核磁共振谱上的第二信号分布结果确定固态区域；第二烷烃样品为固态的目标探针流体；

10、基于第三烷烃样品在岩心样品的核磁共振谱上的第三信号分布结果确定气态区域；第三烷烃样品为预设的轻质烷烃；

11、基于固态区域、液态区域和气态区域构建得到岩心样品的三相识别版图。

12、在一种可能的实施方式中，基于第一烷烃样品在岩心样品的核磁共振谱上的第一信号分布结果确定液态区域，包括：

13、对饱和第一烷烃样品的岩心样品进行二维核磁共振测试，得到岩心样品的第一核磁共振谱；

14、获取第一核磁共振谱中第一烷烃样品对应的第一信号分布结果；第一信号分布结果对应的纵向弛豫时间和横向弛豫时间满足第一范围要求；

15、基于第一信号分布结果确定液态区域。

16、在一种可能的实施方式中，基于第二烷烃样品在岩心样品的核磁共振谱上的第二信号分布结果确定固态区域，包括：

17、对岩心样品进行高温洗油及烘干处理，得到处理后岩心样品；

18、对饱和第二烷烃样品并进行真空反排的处理后岩心样品进行二维核磁共振测试，得到处理后岩心样品的第二核磁共振谱；

19、获取第二核磁共振谱中第二烷烃样品对应的第二信号分布结果；第二信号分布结果对应的纵向弛豫时间和横向弛豫时间满足第二范围要求；

20、基于第二信号分布结果确定固态区域。

21、在一种可能的实施方式中，基于第三烷烃样品在岩心样品的核磁共振谱上的第三信号分布结果确定气态区域，包括：

22、对饱和第三烷烃样品的岩心样品进行跨越第三烷烃样品沸点的升温处理，并同时对岩心样品进行二维核磁共振测试，得到岩心样品的第三核磁共振谱；第三核磁共振谱为气化过程图谱；

23、获取第三核磁共振谱中第三烷烃样品对应的第三信号分布结果；第三信号分布结果对应的纵向弛豫时间和横向弛豫时间满足第三范围要求；

24、基于第三信号分布结果确定气态区域。

25、在一种可能的实施方式中，在模拟地层环境下，对岩心样品进行恒压变温扫描监测，得到岩心样品的系列二维相关谱，包括：

26、模拟地层环境下保持岩心样品的孔隙压力恒定，对岩心样品进行程序升温；程序升温包括按照预设的温度梯度逐步提升温度；

27、升温过程中，在温度梯度对应的多个温度点对岩心样品分别进行二维核磁共振测试，得到岩心样品的系列二维相关谱。

28、在一种可能的实施方式中，采用反转恢复-cpmg序列对岩心样品的系列二维相关谱进行采集。

29、在一种可能的实施方式中，还包括：

30、将经过清洗烘干处理的岩心样品恢复至地层原始压力与原始温度，原始压力和原始温度与致密页岩油储层岩心的实际地质埋藏环境对应；

31、基于原始压力和原始温度构建得到模拟地层环境；

32、在地层原始压力和原始温度下，将目标探针流体注入并饱和岩心样品；

33、对饱和后岩心样品进行预设时长的静置老化，得到模拟地层环境下的岩心样品。

34、在一种可能的实施方式中，基于系列二维相关谱和三相识别版图对固相有机层的相态演变进行动态监测，得到岩心样品的有机层相态表征结果，包括：

35、获取系列二维相关谱中固相有机层对应的系列目标信号区域；系列二维相关谱包括的多个图谱与恒压变温扫描监测的多个温度点一一对应；

36、获取系列目标信号区域投影至三相识别版图的位置变化轨迹，基于位置变化轨迹得到固相有机层的相变类型；

37、基于系列二维相关谱的固相残余信号量和系列目标信号区域的弛豫时间信号，得到固相有机层对应的随温度变化曲线；

38、基于相变类型和随温度变化曲线得到岩心样品的有机层相态表征结果。

39、在一种可能的实施方式中，基于位置变化轨迹得到固相有机层的相变类型，包括：

40、若位置变化轨迹为从固态区域向液态区域变化的轨迹，则固相有机层的相变类型为固相熔融；

41、若位置变化轨迹为从液态区域向气态区域变化的轨迹，则固相有机层的相变类型为液相气化。

42、在一种可能的实施方式中，基于系列二维相关谱的固相残余信号量和系列目标信号区域的弛豫时间信号，得到固相有机层对应的随温度变化曲线，包括：

43、获取系列二维相关谱的固相残余信号量；

44、基于固相残余信号量和系列二维相关谱包括的多个图谱对应的多个温度点，得到固相残余信号量随温度变化曲线；

45、获取系列目标信号区域包括的多个信号区域的弛豫时间信号，基于弛豫时间信号得到纵向弛豫时间和横向弛豫时间之间弛豫时间比值；

46、基于弛豫时间比值和多个信号区域对应的多个温度点，得到弛豫时间比值随温度变化曲线。

47、在一种可能的实施方式中，基于相变类型和随温度变化曲线得到岩心样品的有机层相态表征结果，包括：

48、提取固相残余信号量随温度变化曲线的拐点，以及弛豫时间比值随温度变化曲线的阶跃突变点；

49、基于拐点和/或阶跃突变点确定固相有机层发生相态转化的临界温度；

50、基于相变类型和临界温度得到岩心样品的有机层相态表征结果。

51、第二方面，本技术实施例提供一种致密页岩油储层的有机层相态表征装置，包括：

52、样品获取单元，用于获取致密页岩油储层岩心的岩心样品；

53、三相识别版图单元，用于获取岩心样品的三相识别版图，三相识别版图包括固态区域、液态区域和气态区域；

54、模拟单元，用于在模拟地层环境下，对岩心样品进行恒压变温扫描监测，得到岩心样品的系列二维相关谱；模拟地层环境与致密页岩油储层岩心的实际地质埋藏环境相对应，模拟地层环境下的岩心样品内生成有固相有机层；

55、结果单元，用于基于系列二维相关谱和三相识别版图对固相有机层的相态演变进行动态监测，得到岩心样品的有机层相态表征结果，有机层相态表征结果包括固相有机层的相变类型和发生相态转化的临界温度。

56、第三方面，本技术实施例提供一种电子设备，包括：存储器，处理器；

57、存储器存储计算机执行指令；

58、处理器执行存储器存储的计算机执行指令，使得处理器执行如上第一方面和/或第一方面各种可能的实施方式。

59、第四方面，本技术实施例提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，计算机执行指令被处理器执行时用于实现如上第一方面和/或第一方面各种可能的实施方式。

60、第五方面，本技术实施例提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上第一方面和/或第一方面各种可能的实施方式。

61、本技术实施例提供的致密页岩油储层的有机层相态表征方法及相关设备，获取代表致密页岩油储层岩心的岩心样品后，构建包含固态、液态、气态区域的岩心样品的三相识别版图，为动态监测建立了相态判据的坐标基准，解决了复杂矿物场景下有机层信号“识别难”的问题。并且在模拟地层环境下对岩心样品进行恒压变温扫描监测，采集系列二维相关谱，突破了传统静态检测需在真空或低温下离位观测的局限，实现了在高温高压原位条件下对固相有机层“固相软化、液态熔融、气相逸散”全过程的追踪。最后对系列二维相关谱与三相识别版图进行联合分析，实现对岩心样品的有机层相态表征结果的动态监测，从而为致密油储层的非线性渗流机理研究及热采开发方案制定提供精准的微观物理依据。

62、由此，本技术通过构建“固-液-气”全相态的三相识别版图，结合恒压变温扫描监测实现对有机层相态表征结果的动态获取，提高了致密页岩油储层岩心的微观界面有机层的识别精准度，并实现了有机层相态演变的全动态可视化监测，进而解决了复杂矿物背景下微观有机质信号分离难、动态相变过程捕捉难的技术瓶颈。