定量表征页岩中封闭孔占比的方法和装置与流程

1.本发明属于油气勘探技术领域，具体涉及一种定量表征页岩中封闭孔占比的方法和装置。


背景技术：

2.页岩气是蕴藏于页岩层中的可供开采的天然气资源，是一种清洁、高效的非常规天然气资源，中国的页岩气可采储量较大。
3.页岩作为细粒沉积岩，其在经历一定的埋藏条件以及相应的成岩作用后，孔隙结构主体以微、纳米孔隙为主，同时由于受控于页岩复杂的有机、无机矿物组成以及润湿性特征，孔隙网络及其连通性变得非常复杂。随着页岩气研究的深入，当前迫切需要根据页岩孔隙中流体(气、水)的赋存特征提高其流动产出能力。页岩孔隙可近似视为树状多级分叉结构，由于气、水共同赋存在微-纳米孔隙为主的储集空间中，并呈现出毛细管力束缚、低速扩散和表面吸附这些显著区别于常规储层的特征，这些特征是研究页岩气连通和流动能力的基础，也是影响页岩气微观保存能力的关键。前人利用水蒸气吸附-脱附技术建立了恒温下不同相对湿度的水蒸气吸附等温线，用于描述吸附水的赋存行为，利用sans和usans对孔隙中充入的流体组分进行响应，从而分析页岩基质孔隙对不同动力学半径的流体(主要为甲烷、水、二氧化碳等)的储集能力。
4.束缚水在页岩孔隙中赋存后，会占据孔隙中的一部分空间，同时由于页岩中微纳米孔隙的存在，束缚水会在这些较小的微纳米孔隙中占据孔隙的喉道位置，继而形成一定程度的毛细管封闭孔，类似于“孤立孔”，导致这部分孔隙储集的烃气难以被有效开采出来。不同类型页岩受控于孔隙结构及其分布的差异，束缚水赋存后将形成不同程度的毛细管封闭孔。
5.因此，亟需一种能够定量表征毛细管封闭孔占比的方法，以有助于分析页岩中烃气的产出程度。


技术实现要素：

6.为解决技术问题，本发明提供了一种定量表征页岩中封闭孔占比的方法和装置，以定量表征页岩中毛细管的封闭孔占比。
7.本发明的第一个方面，提供一种定量表征页岩中封闭孔占比的方法，该方法包括：获取页岩样品的原始重量和烘干后的重量，并根据原始重量和烘干后的重量，确定页岩样品在地层含水条件下的含水量，其中，页岩样品的原始重量为页岩样品在地层含水条件下的重量；获取烘干后的页岩样品的储气总空间的体积；获取页岩样品在地层含水条件下的可采储气空间的体积；根据页岩样品的储气总空间的体积、可采储气空间的体积以及含水量，确定页岩样品的封闭孔占比，将页岩样品的封闭孔占比作为目标页岩的封闭孔占比。
8.在一个实施例中，获取页岩样品烘干后的重量，包括：在105℃-120℃的温度条件下将该页岩样品烘干24h以上。
9.在一个实施例中，获取烘干后的页岩样品的储气总空间的体积，包括：利用氮气吸附法获取烘干后的页岩样品的储气总空间的体积。
10.在一个实施例中，根据以下步骤确定页岩样品在地层含水条件下的可采储气空间的体积：将烘干后的页岩样品置于指定湿度的环境中，使得页岩样品在水蒸气吸附平衡时，具有与其在地层含水条件下相同的含水量，并获取页岩样品此时的可采储气空间的体积；其中，通过以下步骤确定指定湿度：针对页岩样品的平行样品，在不同的环境湿度下进行水蒸气吸附实验，确定平行样品在不同环境湿度下的最大含水量；根据平行样品在不同环境湿度下的最大含水量，利用拟合的方法，确定最大含水量与环境湿度之间的对应关系；基于该对应关系，根据页岩样品在地层含水条件下的含水量，确定指定湿度。
11.在一个实施例中，获取页岩样品的可采储气空间的体积，包括：利用氮气吸附法，获取页岩样品的可采储气空间的体积。
12.在一个实施例中，在针对页岩样品的平行样品，在不同的环境湿度下进行水蒸气吸附实验之前，还包括：对平行样品进行破碎处理，使得破碎后的平行样品的粒度范围为20～40目。
13.在一个实施例中，针对页岩样品的平行样品，在不同的环境湿度下进行水蒸气吸附实验，包括：吸附实验时间控制在24h～48h，直至该平行样品达到吸附平衡状态。
14.在一个实施例中，在确定页岩样品的含水量之后，且在获取烘干后的页岩样品的储气总空间的体积之前，还包括：对页岩样品进行破碎处理，使得破碎后的页岩样品的粒度范围为20～40目。
15.在一个实施例中，根据页岩样品的储气总空间的体积、可采储气空间的体积以及含水量，确定页岩样品的封闭孔占比，包括：根据页岩样品的含水量确定页岩样品的含水体积；将页岩样品的储气总空间的体积减可采储气空间的体积以及含水体积所得的差值作为页岩样品的封闭孔体积；将封闭孔体积占储气总空间的体积的比值作为页岩样品的封闭孔占比。
16.第二方面，本技术提供一种定量表征页岩中封闭孔占比的装置，包括：含水量确定模块，用于获取页岩样品的原始重量和烘干后的重量，并根据原始重量和烘干后的重量，确定页岩样品在地层含水条件下的含水量，其中，页岩样品的原始重量为页岩样品在地层含水条件下的重量；第一体积确定模块，用于获取烘干后的页岩样品的储气总空间的体积；第二体积确定模块，用于获取页岩样品在地层含水条件下的可采储气空间的体积；计算模块，用于根据页岩样品的储气总空间的体积、可采储气空间的体积以及含水量，确定页岩样品的封闭孔占比，将页岩样品的封闭孔占比作为目标页岩的封闭孔占比。
17.第三方面，本技术提供一种存储介质，存储介质中存储有程序代码，当程序代码被处理器执行时，实现如上文的定量表征页岩中封闭孔占比的方法。
18.第四方面，本技术提供一种计算机设备，包括：处理器和存储器，其中，存储器中存储有程序代码，当程序代码被处理器执行时，实现如上文的定量表征页岩中封闭孔占比的方法。
19.应用本发明的定量表征页岩中封闭孔占比的方法，基于页岩样品的储气总空间的体积、可采储气空间的体积以及含水量，来定量表征页岩的封闭孔占比，可以获取页岩在不同束缚水赋存条件下的封闭孔占比，从而为定量评估页岩在埋藏条件下的可采性提供技术
支撑。
附图说明
20.构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定，在附图中：
21.图1示出了本发明一个实施例的定量表征页岩中封闭孔占比的方法的流程图。
22.图2示出了本发明一个实施例的定量表征页岩中封闭孔占比的装置的结构示意图。
23.图3示出了本发明一个具体实施例的定量表征页岩中封闭孔占比的方法的流程图。
具体实施方式
24.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达到相应技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。本发明实施例以及实施例中的各个特征，在不相冲突前提下可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。
25.本公开提供一种定量表征页岩中封闭孔占比的方法、装置、存储介质及电子设备，通过获取页岩样品的含水量或者含水率，由于水的密度为1g/cm3，则含水量的值即为页岩中水的体积，含水率的值即为单位质量(每克)干燥页岩中水的体积；利用氮气吸附法获取烘干后的页岩样品的储气总空间的体积；针对该页岩样品的平行样品，确定含水量与湿度的对应关系或者含水率与湿度的对应关系；基于该对应关系确定与页岩样品的含水量所对应的湿度，或与页岩样品的含水率所对应的湿度，然后在该湿度下对该页岩样品进行水蒸气吸附实验、直至该页岩样品达到吸附平衡状态，得到该页岩样品的含水样品，并利用氮气吸附法获取该含水样品的可采储气空间的体积；最后，基于单位质量(每克)该页岩样品的储气总空间的体积、可采储气空间的体积以及含水量或含水率获取单位质量(每克)该页岩样品中毛细管封闭孔空间的体积，进一步得到该页岩样品的毛细管封闭孔占比，并将该页岩样品的毛细管封闭孔占比作为目标页岩的毛细管封闭孔占比。为定量评估页岩在实际埋藏条件下的可开采性提供了技术支撑。
26.实施例一
27.本实施例提供一种定量表征页岩中封闭孔占比的方法，图1示出了本发明一个实施例的定量表征页岩中封闭孔占比的方法的流程图。如图1所示，本实施例的方法可以包括以下步骤：
28.s100：获取页岩样品的原始重量和烘干后的重量，并根据原始重量和烘干后的重量，确定页岩样品在地层含水条件下的含水量，其中，页岩样品的原始重量为页岩样品在地层含水条件下的重量。
29.其中，根据以下步骤确定页岩样品的含水量：
30.s101、获得页岩样品的原始重量为g0。
31.s102、在高温条件下将该页岩样品进行烘干，获得烘干后的页岩样品的重量为g1。
32.优选的，将该页岩样品进行烘干时，选取在105℃-120℃的温度条件下将该页岩样
品烘干24h以上。
33.s103、将原始重量g0减去烘干后的重量g1后，得到该页岩样品中的含水量w。其中，页岩样品中的含水量w可以通过以下表达式来获得：
34.w＝g
0-g1。
35.s200：获取烘干后的页岩样品的储气总空间的体积。
36.具体的，在获取烘干后的页岩样品的储气总空间的体积之前，可以对页岩样品进行破碎处理，使得破碎后的页岩样品的粒度范围为20～40目。
37.具体的，可利用氮气吸附法，获取烘干后的页岩样品的储气总空间的体积，并将获取到的储气总空间的体积记为p0。储气总空间的体积p0表示：烘干后的页岩样品中包含的所有的孔隙的体积，在本实施例中，相当于烘干后的页岩样品中所有的孔隙吸附的氮气的体积。
38.其中，氮气吸附法是指在液氮环境中，页岩对氮气产生物理吸附，在本实施例中，页岩在氮气环境中进行充分吸附直至页岩达到吸附平衡状态。
39.s300：获取页岩样品在地层含水条件下的可采储气空间的体积。
40.具体的，将烘干后的页岩样品置于指定湿度的环境中，使得页岩样品在水蒸气吸附平衡时，具有与其在地层含水条件下相同的含水量，并获取页岩样品此时的可采储气空间的体积。
41.其中，可以根据以下步骤确定指定湿度：
42.s301、针对页岩样品的平行样品，在不同的环境湿度下进行水蒸气吸附实验，确定平行样品在不同环境湿度下的最大含水量。
43.其中，本实施例中的平行样品是指，与页岩样品属于相同地质条件下且所有性质完全相同的页岩样品。优选的，可将蜡封的页岩解封后，及时等分成两份页岩样品。
44.具体的，在不同的环境湿度下进行水蒸气吸附实验之前，可以对平行样品进行破碎处理，使得破碎后的平行样品的粒度范围为20～40目。
45.具体的，在不同的环境湿度下进行水蒸气吸附实验时，吸附实验时间可以控制在24h～48h，直至该页岩样品达到吸附平衡状态。
46.s302、根据平行样品在不同环境湿度下的最大含水量，利用拟合的方法，确定最大含水量与环境湿度之间的对应关系。
47.在一个示例中，利用gab模型对平行样品在不同环境湿度下的最大含水量进行拟合，以确定最大含水量与环境湿度之间的对应关系。
48.s303、基于该对应关系，根据页岩样品的含水量，确定指定湿度。
49.在一个示例中，可利用氮气吸附法，获取页岩样品的可采储气空间的体积。
50.其中，根据以下步骤确定页岩样品的可采储气空间的体积：
51.首先，将页岩样品置于上述指定的湿度环境中，对页岩样品进行水蒸气吸附实验，吸附实验时间可以控制在24h～48h，直至该页岩样品达到吸附平衡状态，得到该页岩样品的含水样品。
52.然后，利用氮气吸附法对含水样品进行氮气吸附实验，直至该含水样品达到吸附平衡状态，以获取该含水样品中可采储气空间的体积，并将获取到的可采储气空间的体积记为p1。其中，可采储气空间的体积p1表示：页岩样品中除去封闭孔空间的体积和封闭孔空
间之外的水的体积之后，剩余的孔隙空间的体积。
53.s400：根据页岩样品的储气总空间的体积、可采储气空间的体积以及含水量，确定页岩样品的封闭孔占比，将页岩样品的封闭孔占比作为目标页岩的封闭孔占比。
54.其中，可以具体根据以下步骤确定页岩样品的封闭孔占比：
55.s401、根据页岩样品的含水量确定页岩样品的含水体积。
56.具体的，由于水的密度为1g/cm3，当含水量w的单位为克时，w的值即为在页岩中水所占据的体积(ml)。其中1cm3＝1ml，若含水量w的值为1g，则水的体积为1ml。
57.s402、将页岩样品的储气总空间的体积减去可采储气空间的体积以及含水体积所得的差值，作为页岩样品的封闭孔体积，封闭孔体积可通过以下表达式获得：
58.pc＝p0–
p1–w59.其中，pc表示页岩样品中的封闭孔体积，p0表示页岩样品中储气总空间的体积，p1表示页岩样品中可采储气空间的体积，w表示页岩样品中水的体积。
60.s403、将封闭孔体积占储气总空间的体积的比值作为页岩样品的封闭孔占比，其中页岩中封闭孔占比可以通过以下表达式获得：
[0061][0062]
其中，表示为页岩中的封闭孔占比，该值即为页岩在地层含水条件对应的环境湿度下的毛细管封闭孔占比。
[0063]
需要说明的是，在本实施例中，所提到的重量，其单位均为g，所提到的体积，其单位均为cm3，其中1cm3＝1ml。
[0064]
在实际进行的油气勘探的过程中，束缚水在页岩孔隙中赋存后，会占据孔隙中的一部分空间，同时由于页岩中微纳米孔隙的存在，束缚水会在这些较小的微纳米孔隙中占据孔隙的喉道位置，继而形成一定程度的毛细管封闭孔，类似于“孤立孔”，导致这部分孔隙储集的烃气难以被有效开采出来。页岩受控于孔隙结构及其分布的差异，束缚水赋存后将形成不同程度的毛细管封闭孔。
[0065]
本实施例通过获取页岩样品的含水量，由于水的密度为1g/cm3，则含水量的值即为页岩中水的体积；利用氮气吸附法获取烘干后的页岩样品的储气总空间的体积；针对该页岩样品的平行样品，确定含水量与湿度的对应关系；基于该对应关系确定与页岩样品的含水量所对应的湿度，然后在该湿度下对该页岩样品进行水蒸气吸附实验、直至该页岩样品达到吸附平衡状态，得到该页岩样品的含水样品，并获取该含水样品的可采储气空间的体积；最后，基于该页岩样品的储气总空间的体积、可采储气空间的体积以及含水量获取该页岩样品中毛细管封闭孔空间的体积，进一步得到该页岩样品的毛细管封闭孔占比，并将该页岩样品的毛细管封闭孔占比作为目标页岩的毛细管封闭孔占比。为定量评估页岩在实际埋藏条件下的可开采性提供了技术支撑。
[0066]
实施例二
[0067]
本实施例提供一种定量表征页岩中封闭孔占比的装置，图2示出了本发明一个实施例的定量表征页岩中封闭孔占比的装置的结构示意图。如图2所示，本实施例的装置可以包括：
[0068]
含水量确定模块510，用于获取页岩样品的原始重量和烘干后的重量，并根据原始重量和烘干后的重量，确定页岩样品在地层含水条件下的含水量，其中，页岩样品的原始重
量为页岩样品在地层含水条件下的重量；
[0069]
第一体积确定模块520，用于获取烘干后的页岩样品的储气总空间的体积；
[0070]
第二体积确定模块530，用于获取页岩样品在地层含水条件下的可采储气空间的体积；
[0071]
计算模块540，用于根据页岩样品的储气总空间的体积、可采储气空间的体积以及含水量，确定页岩样品的封闭孔占比，将页岩样品的封闭孔占比作为目标页岩的封闭孔占比。
[0072]
在本实施例中，该装置还包括：处理器和存储器，当存储器中的程序代码被处理器执行时，用于执行以下程序模块：含水量确定模块510、第一体积确定模块520、第二体积确定模块530和计算模块540，以实现如下方法步骤：
[0073]
获取页岩样品的原始重量和烘干后的重量，并根据原始重量和烘干后的重量，确定页岩样品在地层含水条件下的含水量，其中，页岩样品的原始重量为页岩样品在地层含水条件下的重量；获取烘干后的页岩样品的储气总空间的体积；获取页岩样品在地层含水条件下的可采储气空间的体积；根据页岩样品的储气总空间的体积、可采储气空间的体积以及含水量，确定页岩样品的封闭孔占比，将页岩样品的封闭孔占比作为目标页岩的封闭孔占比。
[0074]
在一个实施例中，获取页岩样品烘干后的重量，包括：在105℃-120℃的温度条件下将该页岩样品烘干24h以上。
[0075]
在一个实施例中，获取烘干后的页岩样品的储气总空间的体积，包括：利用氮气吸附法获取烘干后的页岩样品的储气总空间的体积。
[0076]
在一个实施例中，根据以下步骤确定页岩样品在地层含水条件下的可采储气空间的体积：将烘干后的页岩样品置于指定湿度的环境中，使得页岩样品在水蒸气吸附平衡时，具有与其在地层含水条件下相同的含水量，并获取页岩样品此时的可采储气空间的体积；其中，通过以下步骤确定指定湿度：针对页岩样品的平行样品，在不同的环境湿度下进行水蒸气吸附实验，确定平行样品在不同环境湿度下的最大含水量；根据平行样品在不同环境湿度下的最大含水量，利用拟合的方法，确定最大含水量与环境湿度之间的对应关系；基于该对应关系，根据页岩样品在地层含水条件下的含水量，确定指定湿度。
[0077]
在一个实施例中，获取页岩样品的可采储气空间的体积，包括：利用氮气吸附法，获取页岩样品的可采储气空间的体积。
[0078]
在一个实施例中，在针对页岩样品的平行样品，在不同的环境湿度下进行水蒸气吸附实验之前，还包括：对平行样品进行破碎处理，使得破碎后的平行样品的粒度范围为20～40目。
[0079]
在一个实施例中，针对页岩样品的平行样品，在不同的环境湿度下进行水蒸气吸附实验，包括：吸附实验时间控制在24h～48h，直至该平行样品达到吸附平衡状态。
[0080]
在一个实施例中，在确定页岩样品的含水量之后，且在获取烘干后的页岩样品的储气总空间的体积之前，还包括：对页岩样品进行破碎处理，使得破碎后的页岩样品的粒度范围为20～40目。
[0081]
在一个实施例中，根据页岩样品的储气总空间的体积、可采储气空间的体积以及含水量，确定页岩样品的封闭孔占比，包括：根据页岩样品的含水量确定页岩样品的含水体
积；将页岩样品的储气总空间的体积减可采储气空间的体积以及含水体积所得的差值作为页岩样品的封闭孔体积；将封闭孔体积占储气总空间的体积的比值作为页岩样品的封闭孔占比。
[0082]
其中，氮气吸附法是指在液氮环境中，页岩对氮气产生物理吸附，在本实施例中，页岩在氮气环境中进行充分吸附直至页岩达到吸附平衡状态。
[0083]
需要说明的是，在本实施例中，所提到的重量，其单位均为g，所提到的体积，其单位均为cm3，其中1cm3＝1ml。
[0084]
在另一种可能的实施例中，该装置还可以包括：显示模块和通信模块。该显示区域可以支持触摸操作，可以对湿度条件、储气总空间、可采储气空间、页岩在地层含水条件对应的环境湿度下的含水量和封闭孔占比的结果，以及含水量和湿度条件对应关系曲线等数据进行直观的展示；显示模块中还包括相应的操作区域，该操作区域提供用户交互界面，在交互界面中可以选择将这部分数据保存到存储器中；通信模块可以将这些数据发送到其他的智能终端设备上，以便后续进行进一步的分析与查看。其中，智能终端设备包括电脑、手机、平板电脑等电子设备。
[0085]
在实施例中，存储介质还可单独包括程序代码、数据文件、数据结构等，或者包括其组合。存储介质或程序代码可被计算机软件领域的技术人员具体设计和理解，或存储介质对计算机软件领域的技术人员而言可以是公知和可用的。存储介质的示例包括：磁性介质，例如硬盘、软盘和磁带；光学介质，例如，cdrom盘和dvd；磁光介质，例如，光盘；和硬件装置，具体被配置以存储和执行程序代码，例如，只读存储器(rom)、随机存取存储器(ram)、闪存；或服务器、app应用商城等。程序代码的示例包括机器代码(例如，由编译器产生的代码)和包含高级代码的文件，可由计算机通过使用解释器来执行高级代码。另外，存储介质可分布在联网的计算机系统中，可以分散的方式存储和执行计算机代码或程序代码。处理器可以是专用集成电路(application specific integrated circuit，简称asic)、数字信号处理器(digital signal processor，简称dsp)、数字信号处理设备(digital signal processing device，简称dspd)、可编程逻辑器件(programmable logic device，简称pld)、现场可编程门阵列(field programmable gate array，简称fpga)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现。
[0086]
需要说明的是，该装置可以包括一个或多个处理器以及存储器(即计算机可读存储介质)，处理器和存储器可以通过总线或者其他方式连接。存储器作为一种非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非易失性程序代码、非易失性计算机可执行程序代码以及模块。处理器通过运行存储在存储器中的非易失性软件程序、程序代码以及模块，从而执行设备的各种功能应用以及数据处理。
[0087]
在实际进行的油气勘探的过程中，束缚水在页岩孔隙中赋存后，会占据孔隙中的一部分空间，同时由于页岩中微纳米孔隙的存在，束缚水会在这些较小的微纳米孔隙中占据孔隙的喉道位置，继而形成一定程度的毛细管封闭孔，类似于“孤立孔”，导致这部分孔隙储集的烃气难以被有效开采出来。页岩受控于孔隙结构及其分布的差异，束缚水赋存后将形成不同程度的毛细管封闭孔。
[0088]
本实施例通过含水量确定模块确定页岩样品的含水量，由于水的密度为1g/cm3，则含水量的值即为页岩中水的体积；第一体积确定模块利用氮气吸附法确定烘干后的页岩
样品的储气总空间的体积；第二体积确定模块针对该页岩样品的平行样品，确定含水量与湿度的对应关系；基于该对应关系确定与页岩样品的含水量所对应的湿度，然后在该湿度下对该页岩样品进行水蒸气吸附实验、直至该页岩样品达到吸附平衡状态，得到该页岩样品的含水样品，并利用氮气吸附法确定该含水样品的可采储气空间的体积；最后，计算模块基于该页岩样品的储气总空间的体积、可采储气空间的体积以及含水量获取该页岩样品中毛细管封闭孔空间的体积，进一步得到该页岩样品的毛细管封闭孔占比，并将该页岩样品的毛细管封闭孔占比作为目标页岩的毛细管封闭孔占比。为定量评估页岩在实际埋藏条件下的可采性提供了技术支撑。
[0089]
实施例三
[0090]
本实施例提供的一具体示例，在本实施例中，定量表征了龙马溪组页岩中毛细管封闭孔占比。图3示出了本发明一个具体实施例的定量表征页岩中封闭孔占比的方法的流程图。本实施例的方法可以包括以下步骤：
[0091]
第一步，确定页岩样品的含水率。
[0092]
具体的，可根据以下几个步骤来确定页岩样品的含水率：
[0093]
选择一块蜡封的龙马溪组页岩，解封后选取约20g的页岩样品，测得其原始重量g0为20.005g。
[0094]
然后在105℃-120℃条件下将该页岩样品烘干24h以上，得到烘干后的重量g1为19.955g。
[0095]
获得到的原始重量g0与烘干后的重量g1相减后便得到龙马溪组页岩中的含水量，含水量可以通过以下表达式获得：
[0096]gw
＝(g
0-g1)
[0097]
通过该含水量gw，进一步获得该页岩样品的含水率w，含水率w可以通过以下表达式获得：
[0098]
w＝(gw/g1)*100％
[0099]
＝((20.055-19.895)/19.955)*100％
[0100]
≈0.8％
[0101]
其中，由于水的密度为1g/cm3，1cm3＝1ml，若含水量w为1g，则说明水的体积为1ml。
[0102]
根据含水率w的值，可知在每克该页岩样品中水的体积约为0.008ml。
[0103]
第二步，确定页岩样品的水蒸气吸附曲线。
[0104]
具体的，可根据以下几个步骤来确定页岩样品的水蒸气吸附曲线：
[0105]
1、对页岩样品进行破碎处理，使得破碎后的页岩样品的粒度范围为20～40目。
[0106]
2、针对页岩碎样选取10g，采用水蒸气吸附法进行吸附实验，其中，吸附时间可以控制在24h-48h，直至碎样达到吸附平衡状态，湿度条件范围可以设为0％-98％，湿度间隔可以控制在5％。从而得到页岩样品的含水率与湿度之间的对应关系数据。
[0107]
第三步，针对页岩样品的含水率与湿度之间的对应关系数据，利用拟合的方法，获得页岩样品的含水率与湿度之间的对应关系，根据该对应关系表达式确定含水率为0.8％时所对应的湿度。
[0108]
具体的，可以利用gab模型对页岩样品的含水率与湿度之间的对应关系数据进行拟合，获得含水率与湿度之间的对应关系曲线。
[0109]
进一步的，基于该页岩的含水率与湿度之间的对应关系曲线，确定页岩样品中含水率为w时所对应的湿度为75％。
[0110]
第四步，针对页岩样品的碎样，获得干燥样品和含水样品。
[0111]
具体的，将页岩样品的碎样等分为两份，一份进行烘干处理，得到干燥样品，另一份在湿度条件为75％下进行水蒸气吸附实验，吸附时间控制在24h-48h，直至该平行样品达到吸附平衡状态，得到含水样品。
[0112]
第五步，基于干燥样品和含水样品，利用氮气吸附法获取干燥样品的储气总空间的体积和含水样品的可采储气空间的体积。
[0113]
具体的，利用氮气吸附法得到该干燥样品单位质量(每克)中的储气总空间的体积p0为0.0244ml；利用氮气吸附法获取该含水样品单位质量(每克)中的可采储气空间的体积p1为0.0121ml。
[0114]
其中，储气总空间的体积表示：单位质量(每克)页岩样品中包含的所有的孔隙的总体积，在本实施例中，即单位质量(每克)干燥样品中，所有的孔隙吸附的氮气的总体积；可采储气空间的体积表示：单位质量(每克)页岩样品中，除去封闭孔空间的体积和封闭孔空间之外的水的体积之后，剩余的孔隙空间的体积。
[0115]
氮气吸附法是指在液氮环境中，页岩对氮气产生物理吸附，在本实施例中，页岩在氮气环境中进行充分吸附，直至页岩达到吸附平衡状态。
[0116]
第六步，基于干燥样品的储气总空间的体积和含水样品的可采储气空间的体积以及含水率，确定页岩样品中毛细管封闭孔占比。
[0117]
具体的，依据获得到的储气总空间的体积p0、可采储气空间的体积p1以及含水率w计算毛细管封闭孔隙体积pc，毛细管封闭孔隙体积pc可以通过以下的表达式获得：
[0118]
pc＝p
0-p1–w[0119]
＝0.0244-0.0121-0.008
[0120]
＝0.0043
[0121]
基于该毛细管封闭孔隙体积pc，进一步获取毛细管封闭孔隙体积占比，毛细管封闭孔隙体积占比可以通过以下的表达式获得：
[0122][0123]
即龙马溪组页岩在环境湿度为75％的情况下，其毛细管封闭孔占比约为17.6％。
[0124]
需要说明的是，在本实施例中，所提到的重量，其单位均以g表示，所提到的体积，其单位均以cm3表示，其中1cm3＝1ml。
[0125]
在实际进行的油气勘探的过程中，束缚水会在龙马溪组页岩的孔隙中赋存后，会占据孔隙中的一部分空间，同时由于龙马溪组页岩中微纳米孔隙的存在，束缚水会在这些较小的微纳米孔隙中占据孔隙的喉道位置，继而形成一定程度的毛细管封闭孔，类似于“孤立孔”，导致这部分孔隙储集的烃气难以被有效开采出来。龙马溪组页岩受控于孔隙结构及其分布的差异，束缚水赋存后将形成不同程度的毛细管封闭孔。
[0126]
由实验数据可知，本实施例获取到龙马溪组页岩的含水率w约为0.8％，由于水的
密度为1g/cm3，则含水率的值即为单位质量龙马溪组页岩中的含水体积，即单位质量龙马溪组页岩(每克)中水的体积为0.008ml；针对该龙马溪组页岩的平行样品，确定含水率与湿度的对应关系；根据该对应关系确定含水率为0.8％时所对应的湿度。针对龙马溪组页岩样品的碎样，获得干燥样品和含水样品；基于该燥样品和含水样品，利用氮气吸附法获取单位质量(每克)干燥样品的储气总空间的体积为0.0244ml，单位质量(每克)含水样品的可采储气空间的体积为0.0121ml，基于单位质量(每克)龙马溪组页岩的储气总空间的体积、可采储气空间的体积以及含水体积，确定龙马溪组页岩中毛细管封闭孔占比约为17.6％。达到了定量评价龙马溪组页岩毛细管封闭孔占比的目的，为定量评估龙马溪组页岩中储气的可采性提供了技术支撑。
[0127]
实施例四
[0128]
本发明的另一方面提供一种存储介质，存储介质中存储有程序代码，当程序代码被处理器执行时，实现如上文的定量表征页岩中封闭孔占比的方法：
[0129]
获取页岩样品的原始重量和烘干后的重量，并根据原始重量和烘干后的重量，确定页岩样品在地层含水条件下的含水量，其中，页岩样品的原始重量为页岩样品在地层含水条件下的重量；获取烘干后的页岩样品的储气总空间的体积；获取页岩样品在地层含水条件下的可采储气空间的体积；根据页岩样品的储气总空间的体积、可采储气空间的体积以及含水量，确定页岩样品的封闭孔占比，将页岩样品的封闭孔占比作为目标页岩的封闭孔占比。
[0130]
在一个实施例中，获取页岩样品烘干后的重量，包括：在105℃-120℃的温度条件下将该页岩样品烘干24h以上，然后获取烘干后的重量。
[0131]
在一个实施例中，获取烘干后的页岩样品的储气总空间的体积，包括：利用氮气吸附法获取烘干后的页岩样品的储气总空间的体积。
[0132]
在一个实施例中，根据以下步骤确定页岩样品在地层含水条件下的可采储气空间的体积：将烘干后的页岩样品置于指定湿度的环境中，使得页岩样品在水蒸气吸附平衡时，具有与其在地层含水条件下相同的含水量，并获取页岩样品此时的可采储气空间的体积；其中，通过以下步骤确定指定湿度：针对页岩样品的平行样品，在不同的环境湿度下进行水蒸气吸附实验，确定平行样品在不同环境湿度下的最大含水量；根据平行样品在不同环境湿度下的最大含水量，利用拟合的方法，确定最大含水量与环境湿度之间的对应关系；基于该对应关系，根据页岩样品在地层含水条件下的含水量，确定指定湿度。
[0133]
在一个实施例中，获取页岩样品的可采储气空间的体积，包括：利用氮气吸附法，获取页岩样品的可采储气空间的体积。
[0134]
在一个实施例中，在针对页岩样品的平行样品，在不同的环境湿度下进行水蒸气吸附实验之前，还包括：对平行样品进行破碎处理，使得破碎后的平行样品的粒度范围为20～40目。
[0135]
在一个实施例中，针对页岩样品的平行样品，在不同的环境湿度下进行水蒸气吸附实验，包括：吸附实验时间控制在24h～48h，直至该平行样品达到吸附平衡状态。
[0136]
在一个实施例中，在确定页岩样品的含水量之后，且在获取烘干后的页岩样品的储气总空间的体积之前，还包括：对页岩样品进行破碎处理，使得破碎后的页岩样品的粒度范围为20～40目。
[0137]
在一个实施例中，根据页岩样品的储气总空间的体积、可采储气空间的体积以及含水量，确定页岩样品的封闭孔占比，包括：根据页岩样品的含水量确定页岩样品的含水体积；将页岩样品的储气总空间的体积减可采储气空间的体积以及含水体积所得的差值作为页岩样品的封闭孔体积；将封闭孔体积占储气总空间的体积的比值作为页岩样品的封闭孔占比。
[0138]
其中，氮气吸附法是指在液氮环境中，页岩对氮气产生物理吸附，在本实施例中，页岩在氮气环境中进行充分吸附直至页岩达到吸附平衡状态。
[0139]
需要说明的是，在本实施例中，所提到的重量，其单位均为g，所提到的体积，其单位均为cm3，其中1cm3＝1ml。
[0140]
存储介质还可单独包括程序代码、数据文件、数据结构等，或者包括其组合。存储介质或程序代码可被计算机软件领域的技术人员具体设计和理解，或存储介质对计算机软件领域的技术人员而言可以是公知和可用的。存储介质的示例包括：磁性介质，例如硬盘、软盘和磁带；光学介质，例如，cdrom盘和dvd；磁光介质，例如，光盘；和硬件装置，具体被配置以存储和执行程序代码，例如，只读存储器(rom)、随机存取存储器(ram)、闪存；或服务器、app应用商城等。程序代码的示例包括机器代码(例如，由编译器产生的代码)和包含高级代码的文件，可由计算机通过使用解释器来执行高级代码。所描述的硬件装置可被配置为用作一个或多个软件模块，以执行以上描述的操作和方法，反之亦然。另外，存储介质可分布在联网的计算机系统中，可以分散的方式存储和执行计算机代码或程序代码。
[0141]
在实际进行的油气勘探的过程中，束缚水在页岩孔隙中赋存后，会占据孔隙中的一部分空间，同时由于页岩中微纳米孔隙的存在，束缚水会在这些较小的微纳米孔隙中占据孔隙的喉道位置，继而形成一定程度的毛细管封闭孔，类似于“孤立孔”，导致这部分孔隙储集的烃气难以被有效开采出来。页岩受控于孔隙结构及其分布的差异，束缚水赋存后将形成不同程度的毛细管封闭孔。
[0142]
本实施例通过获取页岩样品的含水量，由于水的密度为1g/cm3，则含水量的值即为页岩中水的体积；利用氮气吸附法获取烘干后的页岩样品的储气总空间的体积；针对该页岩样品的平行样品，确定含水量与湿度的对应关系；基于该对应关系确定与页岩样品的含水量所对应的湿度，然后在该湿度下对该页岩样品进行水蒸气吸附实验、直至该页岩样品达到吸附平衡状态，得到该页岩样品的含水样品，并获取该含水样品的可采储气空间的体积；最后，基于该页岩样品的储气总空间的体积、可采储气空间的体积以及含水量获取该页岩样品中毛细管封闭孔空间的体积，进一步得到该页岩样品的毛细管封闭孔占比，并将该页岩样品的毛细管封闭孔占比作为目标页岩的毛细管封闭孔占比。为定量评估页岩在实际埋藏条件下的可开采性提供了技术支撑。
[0143]
实施例五
[0144]
本发明的另一方面提供了一种计算机设备，包括：处理器和存储器，其中，存储器中存储有程序代码，当程序代码被处理器执行时，实现如上文的定量表征页岩中封闭孔占比的方法：
[0145]
获取页岩样品的原始重量和烘干后的重量，并根据原始重量和烘干后的重量，确定页岩样品在地层含水条件下的含水量，其中，页岩样品的原始重量为页岩样品在地层含水条件下的重量；获取烘干后的页岩样品的储气总空间的体积；获取页岩样品在地层含水
条件下的可采储气空间的体积；根据页岩样品的储气总空间的体积、可采储气空间的体积以及含水量，确定页岩样品的封闭孔占比，将页岩样品的封闭孔占比作为目标页岩的封闭孔占比。
[0146]
在一个实施例中，获取页岩样品烘干后的重量，包括：在105℃-120℃的温度条件下将该页岩样品烘干24h以上，然后获取烘干后的重量。
[0147]
在一个实施例中，获取烘干后的页岩样品的储气总空间的体积，包括：利用氮气吸附法获取烘干后的页岩样品的储气总空间的体积。
[0148]
在一个实施例中，根据以下步骤确定页岩样品在地层含水条件下的可采储气空间的体积：将烘干后的页岩样品置于指定湿度的环境中，使得页岩样品在水蒸气吸附平衡时，具有与其在地层含水条件下相同的含水量，并获取页岩样品此时的可采储气空间的体积；其中，通过以下步骤确定指定湿度：针对页岩样品的平行样品，在不同的环境湿度下进行水蒸气吸附实验，确定平行样品在不同环境湿度下的最大含水量；根据平行样品在不同环境湿度下的最大含水量，利用拟合的方法，确定最大含水量与环境湿度之间的对应关系；基于该对应关系，根据页岩样品在地层含水条件下的含水量，确定指定湿度。
[0149]
在一个实施例中，获取页岩样品的可采储气空间的体积，包括：利用氮气吸附法，获取页岩样品的可采储气空间的体积。
[0150]
在一个实施例中，在针对页岩样品的平行样品，在不同的环境湿度下进行水蒸气吸附实验之前，还包括：对平行样品进行破碎处理，使得破碎后的平行样品的粒度范围为20～40目。
[0151]
在一个实施例中，针对页岩样品的平行样品，在不同的环境湿度下进行水蒸气吸附实验，包括：吸附实验时间控制在24h～48h，直至该平行样品达到吸附平衡状态。
[0152]
在一个实施例中，在确定页岩样品的含水量之后，且在获取烘干后的页岩样品的储气总空间的体积之前，还包括：对页岩样品进行破碎处理，使得破碎后的页岩样品的粒度范围为20～40目。
[0153]
在一个实施例中，根据页岩样品的储气总空间的体积、可采储气空间的体积以及含水量，确定页岩样品的封闭孔占比，包括：根据页岩样品的含水量确定页岩样品的含水体积；将页岩样品的储气总空间的体积减可采储气空间的体积以及含水体积所得的差值作为页岩样品的封闭孔体积；将封闭孔体积占储气总空间的体积的比值作为页岩样品的封闭孔占比。
[0154]
其中，氮气吸附法是指在液氮环境中，页岩对氮气产生物理吸附，在本实施例中，页岩在氮气环境中进行充分吸附直至页岩达到吸附平衡状态。
[0155]
需要说明的是，在本实施例中，所提到的重量，其单位均为g，所提到的体积，其单位均为cm3，其中1cm3＝1ml。
[0156]
处理器可以是专用集成电路(application specific integrated circuit，简称asic)、数字信号处理器(digital signal processor，简称dsp)、数字信号处理设备(digital signal processing device，简称dspd)、可编程逻辑器件(programmable logic device，简称pld)、现场可编程门阵列(field programmable gate array，简称fpga)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现，用于执行如上文的定量表征页岩中封闭孔占比的方法。
[0157]
存储器可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，例如静态随机存取存储器(static random access memory，简称sram)，电可擦除可编程只读存储器(electrically erasable programmable read-only memory，简称eeprom)，可擦除可编程只读存储器(erasable programmable read-only memory，简称eprom)，可编程只读存储器(programmable read-only memory，简称prom)，只读存储器(read-only memory，简称rom)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘等。
[0158]
以上描述的处理、功能、方法和/或软件可被记录、存储或固定在一个或多个计算机可读存储介质中，存储介质包括程序代码，该程序代码将被计算机实现，以使处理器执行该程序代码。存储介质还可单独包括程序代码、数据文件、数据结构等，或者包括其组合。存储介质或程序代码可被计算机软件领域的技术人员具体设计和理解，或存储介质或程序代码对计算机软件领域的技术人员而言可以是公知和可用的。程序代码的示例包括机器代码(例如，由编译器产生的代码)和包含高级代码的文件，可由计算机通过使用解释器来执行高级代码。所描述的硬件装置可被配置为用作一个或多个软件模块，以执行以上描述的操作和方法，反之亦然。另外，计算机可读存储介质可分布在联网的计算机系统中，可以分散的方式存储和执行计算机可读代码或程序代码。
[0159]
需要说明的是，该设备可以包括一个或多个处理器以及存储器(即计算机可读存储介质)，处理器和存储器可以通过总线或者其他方式连接。存储器作为一种非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块。处理器通过运行存储在存储器中的非易失性软件程序、程序代码以及模块，从而执行设备的各种功能应用以及数据处理，即实现如上所述的定量表征页岩中封闭孔占比的方法。
[0160]
在实际进行的油气勘探的过程中，束缚水在页岩孔隙中赋存后，会占据孔隙中的一部分空间，同时由于页岩中微纳米孔隙的存在，束缚水会在这些较小的微纳米孔隙中占据孔隙的喉道位置，继而形成一定程度的毛细管封闭孔，类似于“孤立孔”，导致这部分孔隙储集的烃气难以被有效开采出来。页岩受控于孔隙结构及其分布的差异，束缚水赋存后将形成不同程度的毛细管封闭孔。
[0161]
本实施例通过获取页岩样品的含水量，由于水的密度为1g/cm3，则含水量的值即为页岩中水的体积；利用氮气吸附法获取烘干后的页岩样品的储气总空间的体积；针对该页岩样品的平行样品，确定含水量与湿度的对应关系；基于该对应关系确定与页岩样品的含水量所对应的湿度，然后在该湿度下对该页岩样品进行水蒸气吸附实验、直至该页岩样品达到吸附平衡状态，得到该页岩样品的含水样品，并获取该含水样品的可采储气空间的体积；最后，基于该页岩样品的储气总空间的体积、可采储气空间的体积以及含水量获取该页岩样品中毛细管封闭孔空间的体积，进一步得到该页岩样品的毛细管封闭孔占比，并将该页岩样品的毛细管封闭孔占比作为目标页岩的毛细管封闭孔占比。为定量评估页岩在实际埋藏条件下的可开采性提供了技术支撑。
[0162]
综上，本技术提供的一种定量表征页岩中封闭孔占比的方法、装置、存储介质及电子设备，通过获取页岩样品的含水量或者含水率，由于水的密度为1g/cm3，则含水量的值即为页岩中水的体积，含水率的值即为单位质量(每克)干燥页岩中水的体积；利用氮气吸附法获取烘干后的页岩样品的储气总空间的体积；针对该页岩样品的平行样品，确定含水量与湿度的对应关系或者含水率与湿度的对应关系；基于该对应关系确定与页岩样品的含水
量所对应的湿度，或与页岩样品的含水率所对应的湿度，然后在该湿度下对该页岩样品进行水蒸气吸附实验、直至该页岩样品达到吸附平衡状态，得到该页岩样品的含水样品，并利用氮气吸附法获取该含水样品的可采储气空间的体积；最后，基于单位质量该页岩样品(每克)的储气总空间的体积、可采储气空间的体积以及含水量或含水率获取单位质量该页岩样品中毛细管封闭孔空间的体积，进一步得到该页岩样品的毛细管封闭孔占比，并将该页岩样品的毛细管封闭孔占比作为目标页岩的毛细管封闭孔占比。为定量评估页岩在实际埋藏条件下的可开采性提供了技术支撑。
[0163]
在本技术所提供的几个实施例中，均可用于执行如上所述的定量表征页岩中封闭孔占比的方法，因此，其所能达到的有益效果可参考上文所提供的对应的方法中的有益效果，此处不再赘述。
[0164]
另外应该理解到，在本技术实施例所提供的几个实施例中所揭露的方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的方法实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的方法和装置的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序代码段或程序代码的一部分，模块、程序代码段或程序代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的程序代码。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生，实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与程序代码的组合来实现。
[0165]
最后需要说明的是，在本发明中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素；在本发明中，如果有描述到“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系；本发明的描述中，除非另有明确的限定，连接、蜡封、新鲜解封等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定词语在本发明中的具体含义。此外，在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”、“多”的含义是指至少两个。
[0166]
虽然本发明所公开的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所公开的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。