基于存滞系数的页岩气资源评价方法

为了科学合理地评估页岩气资源量,系统分析了目前国内外常用的页岩气资源评价方法及所存在的主要问题,从泥页岩生烃—排烃—滞留烃演化过程出发,提出了页岩气存滞系数的概念和获取方法,并通过典型井解剖分析了页岩气存滞系数的影响因素,建立了基于页岩气存滞系数和盆地模拟的页岩气资源量计算新方法。研究结果表明:①页岩气资源评价方法可划分分为静态法、动态法和综合法3大类,目前国内常用的静态法中的体积法和类比法存在着无法确定页岩气资源空间位置分布的问题,该问题可以通过成因法计算页岩气资源量的技术思路加以解决;②基于泥页岩生烃—排烃—滞留烃演化过程,提出页岩气存滞系数的概念,页岩气存滞系数是成因法计算页岩气资源量中最关键的参数,可以在单井泥页岩精细生烃—排烃—滞留烃模拟计算的基础上,结合实测含气量数据反算获得;③页岩气存滞系数主要受泥页岩生烃条件、储集性能和保存条件的影响。结论认为,基于存滞系数的页岩气资源量计算方法具有较好的应用前景,可为页岩气选区评价、有利区优选和勘探部署编制等提供依据。     

“存滞系数”法在页岩气资源评价中的应用——以川东南上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组页岩气为例

资源评价除提供结果数据外,更重要的是要对有利区优选和勘探部署提供依据。针对传统页岩气资评方法存在的不足,结合地层孔隙热压模拟实验和最新盆地模拟技术,提出了采用“存滞系数”法开展页岩气资源评价的流程,并指出泥页岩生—排—滞留烃演化模式和页岩气“存滞系数”是两项最关键的参数。以目前我国页岩气勘探开发程度最高的川东南上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组泥页岩为例,详细阐述了新方法的应用过程,结果显示“存滞系数”法具有较好的适用性和可行性。与传统方法相比,“存滞系数”法既考虑到页岩气的动态演化过程,又考虑到晚期保存条件对页岩气富集的影响,并能刻画页岩气资源的空间展布特征,在页岩气资源评价和有利区优选方面具有广阔的应用前景。      

基于孔隙成因的泥页岩总孔隙度恢复方法研究——以渤海湾盆地东营凹陷沙三下亚段为例

泥页岩中具有多种类型孔隙,为页岩油气富集提供了重要的储渗空间。恢复泥页岩孔隙演化史,是页岩油气资源评价与区带优选的关键,同时也是开展烃源岩排烃过程研究的重要基础。泥页岩中压实作用减孔、生烃作用增孔以及构造作用造缝是泥页岩孔隙形成的重要机制。基于这3种成孔机制,采用泥岩压实模型计算不同深度泥页岩孔隙度减少量,结合泥页岩的镜质体反射率、有机碳含量以及物性等实测数据,建立了地史演化过程中泥页岩有机质孔与有机碳变化量（ΔC）的数学模型;在拟合不同成因孔隙类型演化趋势模型的基础上,综合构造、岩相、成岩以及应力场特征,建立基于孔隙成因的多类型泥页岩孔隙恢复方法。应用该方法恢复了渤海湾盆地东营凹陷沙三下亚段3种成因类型孔隙的演化趋势,并预测了不同成因类型孔隙的空间展布,进而确定了其泥页岩总孔隙度的分布。预测结果与实钻资料较吻合,可靠性较好。      

页岩气资源潜力评价方法

页岩气作为非常规资源,其烃源岩和储集特征均不同于常规天然气藏,因此,页岩气资源量计算方法应有别于传统常规气藏的资源评价方法。根据中国页岩气发育的地质条件和资料的完善程度,提出了适用于中国页岩气资源的评价方法,主要包括体积法和类比法。高勘探程度区主要采用体积法,低勘探程度区采用类比法。总结归纳了体积法中有效厚度、含气量、含气饱和度和孔隙度4个关键参数的确定方法;建立了类比法计算页岩气总地质资源量中类比参数的取值标准,将有机碳含量、干酪根类型、成熟度、泥页岩单层厚度、脆性指数、孔隙度和埋深7项指标作为页岩气地质条件类比的主要参数。体积法和类比法各有优缺点,在计算页岩气总地质资源量时,需要结合评价区的实际情况,选取合适的资源量评价方法。     

沧东凹陷孔二段页岩油资源评价方法与应用

沧东凹陷孔二段湖盆中心发育一套页岩油藏,分布面积达260 km~2。基于该区地质条件和勘探实际,分别采用成因法、EUR类比法及小面元容积法进行资源潜力预测,并对3种方法进行了对比分析。结果认为:成因法预测的核心是建立生排烃模型,其计算结果往往偏大,可作为页岩油资源量的上限值;EUR类比法是依据油气田生产递减规律建立模型并进行油气资源量预测,鉴于研究区长期连续生产井数量少,其预测结果可作为参考;小面元容积法是基于储层评价的一种资源预测方法,预测结果相对更为客观。该研究可有效地指导沧东凹陷孔二段页岩油的勘探部署。     

泥页岩有机非均质性评价及其在页岩油资源评价中的应用——以松辽盆地南部青山口组为例

泥页岩存在较强的有机非均质性,实测地化数据受到样品数量的限制,难以精确描述油气在泥页岩体系中的分布特征。基于改进的ΔlgR模型评价泥页岩有机质丰度和残留烃含量,参照页岩油资源评价分级标准,可清楚地刻画页岩油富集、低效、无效资源的空间分布。根据热解色谱分析参数校正实验和组分生烃热模拟实验,确定S₁的重烃、轻烃补偿系数,采用体积法定量评价不同级别页岩油资源量,指明有利的勘探区块。研究结果表明,改进的ΔlgR模型较好地改善了测井资料评价地化参数的精度,可操作性强。应用结果显示,松辽盆地南部青山口组页岩油资源主要富集在青山口组一段中、下部,区域上分布于扶新隆起、红岗阶地和长岭凹陷北部,富集资源量48.08×10⁸ t,约占总资源量的1/3。通过有机非均质性刻画来评价页岩油气资源的分布特征,不仅阐明了页岩油的空间分布特征,而且还节约分析化验的成本,为页岩油下一步勘探开发提供实质性的指导。     

页岩气资源评价方法研究进展与发展方向

基于资评方法的原理和评价思路,目前页岩气资评方法可划分为静态法、动态法和综合法三大类。静态法包括成因法、统计法和类比法3类,每类方法下又包括若干种具体评价方法。国外常用统计法和动态法开展页岩气可采资源量的计算,而国内主要采用统计法中的体积法和类比法开展页岩气地质资源量评估。文章系统阐述了各资评方法的适用性、优缺点和取得的主要进展。随着我国页岩气勘探开发进程的深入,静态法和动态法页岩气资源评价均取得了较大进展;综合法进展相对缓慢。文中指出,页岩气资源分级评价和空间分布预测、页岩气资评刻度区建设和大数据应用技术以及多方法综合应用的资评方法体系是未来页岩气资源评价发展的主要方向,下一步要尽快完善适合中国页岩气勘探现状的页岩气经济评价和生态环境评价方法体系。     

页岩油可动资源量评价方法探讨及在东濮凹陷北部古近系沙河街组应用

中国页岩油资源潜力巨大,而页岩油的可动性评价影响了该类资源的勘探与开发。本文提出一种泥页岩油可动资源量评价方法,具体包括以下内容:1划分泥页岩层系,识别标准为:起始段和结尾段为大于2m的泥页岩段,单层泥页岩内有机质成熟度(RO)和有机碳均值大于0.5%,单层砂岩厚度小于2m,10m范围内薄砂层累计厚度小于4m,总厚度≥30m,页岩油可动资源量评价是针对狭义的泥页岩;2页岩饱和吸附油量评价模型,是基于泥页岩体积(展布、厚度)、有机碳、泥页岩密度和饱和吸附系数4个参数建立的;3原地页岩油资源量评价模型,是依据页岩含油率、泥页岩体积、岩石密度及轻烃重烃补偿系数4个参数建立的;4页岩油可动资源量评价模型,结合物质平衡原理,页岩油可动资源量等于原地页岩油资源量减去页岩油饱和吸附油量。应用上述方法对东濮凹陷古近系沙河街组沙一段、沙三上亚段、沙三中亚段、沙三下亚段泥页岩层系内页岩油资源量进行评价,结果为:沙一段、沙三上亚段、沙三中亚段及沙三下亚段泥页岩层系内页岩油可动资源量分别为1.27×108t、4.27×108t、2.73×108t和2.59×108t,柳屯洼陷具有很大的勘探潜力。     

页岩中油气的滞留机制及富集机理差异性比较

泥页岩中的残留烃量是页岩油气富集成藏的物质基础,并决定了油气勘探方向的选择。页岩油、页岩气虽在生储运保等方面有较高的相似性,但其滞留和富集机理差异性明显。基于对大量相关文献和国内外页岩油气资源特征的总结分析,文中着重对比描述了页岩油气的地质特征、滞留形式、富集成藏机理,揭示了油气因地层的地质特征和其分子本质结构上的差异,在生成、滞留、富集、形成量的积累乃至成藏的连贯过程中,两者所受各要素影响情况的相似性与不同。有机质丰度和类型、有机质演化程度是生烃的基本条件,且控制生成油气的不同方式和性质;矿物成分、物性、湿度等地层条件决定油气储集空间和不同赋存方式;温度、压力等外部因素影响油气不同滞留相态。研究表明,泥页岩滞留油的能力远大于滞留气的能力,页岩气与页岩油相比,更容易富集成藏。     

四川盆地上三叠系须家河组油气资源评价

油气资源潜力评价是评价含油气盆地的关键。目前国内研究对常规与非常规油气资源评价的模式不系统,二者之间没有统一的标准。依据生排烃门限理论,利用生烃潜力法,对四川盆地上三叠系烃源岩的生烃量、排烃量、留烃量3个参数进行计算,建立常规油气、致密油气和页岩油气的模型。研究结果表明:烃源岩生烃总量为4 525.5×10~8t,远景资源量为1 584×10~8t。其中,页岩油气资源约占46.5%,致密油气资源约占44.8%,常规油气资源约占8.7%。该研究系统性地评价出不同地质条件下常规与非常规油气藏的油气资源潜力,为四川盆地油气资源勘探提供重要依据。     

页岩气水平井增产改造体积评价模型及其应用

目前,已有的水力压裂储层增产改造体积(SRV)评价方法主要包括微地震监测法、倾斜仪测量法以及数学模型计算法,其中,直接测量方法都存在着成本高、可复制性差的不足,而理论模型计算SRV可以降低成本,提高计算的速度和结果的准确性、可靠性。为此,在分析目前SRV评价模型局限性的前提下,基于水平井分段分簇压裂裂缝扩展理论、岩石力学理论和渗流力学理论,考虑页岩气水平井分段分簇压裂裂缝扩展过程中流体扩散渗流场和裂缝诱导应力场同时改变对页岩体天然裂缝的触发破坏机制,针对页岩气储层水平井分段分簇缝网压裂建立了一套SRV数值评价模型(以下简称新模型),并据此对分簇裂缝延伸行为、水力裂缝诱导应力场变化、水力压裂储层压力场抬升以及天然裂缝破坏区域的扩展进行数值模拟与表征,计算储层改造总体积,并在涪陵国家级页岩气示范区X1-HF井对新模型进行了矿场应用验证。结果表明:(1)新模型的计算方法与页岩压裂过程储层SRV实际物理演化机制相一致,可实现对SRV更准确地计算和定量表征;(2)新模型模拟所得SRV与现场微地震监测结果较为吻合;(3)示范区内水平井分段压裂形成的SRV能够满足页岩气高效开发的要求,压裂增产效果明显。结论认为,新模型具有较高的准确性和可靠性,对于涪陵页岩气示范区后期页岩气缝网压裂优化设计、井间距调整和加密井部署设计等都具有重要的指导作用,值得大规模推广应用。     

松南地区陆相泥页岩TOC定量预测技术

总有机碳质量分数(TOC)是评价泥页岩生烃能力的关键指标之一,也是评价泥页岩油气甜点的重要参数。针对松南地区SJT地区陆相泥页岩储层,提出了一种TOC定量预测新方法。该方法通过修改模型系数,引入新的测井参数,联合铀预测技术和Δlog R法拟合TOC;同时,在分析泥页岩地球物理响应特征规律的基础上,结合正演分析建立泥页岩储层段的典型波形结构特征与TOC的相关性,利用波形指示反演技术在贝叶斯框架约束下预测TOC分布。利用该结果部署的Y1井钻遇富有机质泥页岩,在Y1井以南部署的水平井连续钻遇气测显示层,验证了新方法的可靠性,对陆相泥页岩TOC的区域评价提供了一种新的解决方案。     

松辽盆地梨树断陷苏家屯地区页岩气储层特征及含气性评价

页岩油气资源评价过程中除需对页岩作为烃源岩的特征进行评价外,更重要的是对其储层特征进行评价,尤其是可压裂性和含气性评价,直接涉及到资源的可动性。基于松辽盆地梨树断陷苏家屯地区苏2井营一段泥页岩系统取心和分析测试结果,开展了泥页岩生烃潜力评价、可压裂性及含气性评价。结果显示该区营一段泥页岩具备较好的页岩气生成条件。泥页岩脆性矿物含量高、杨氏模量高、泊松比低,压裂条件有利;孔隙度和渗透率普遍较低,但发育大量的天然裂缝和微裂缝,且压裂过程中容易产生形态较为单一的垂直裂缝,镜下还见到大量的微—纳米孔隙,主要以微孔和中孔为主,为页岩气提供了有利的运移通道和储集空间。该区多口探井在钻、测、录井的过程中均在营一段见到了良好的油气显示,并试获了高产气流,现场解吸显示泥页岩平均含气量达2.5 m3/t,显示出良好的资源规模及勘探开发前景。     

考虑地层温度和压力的页岩吸附气含量计算新模型

页岩气在页岩储层中的赋存方式主要以吸附和游离为主,页岩吸附气含量是页岩气资源评价和目标区优选的关键性参数,也是评价页岩是否具有开采价值的一个重要标准。通过室内不同温度下的等温吸附实验,获得页岩等温吸附特征曲线及Langmuir体积和Langmuir压力值,分析温度对页岩吸附气含量的影响程度,利用Langmuir模型计算地层压力条件下的吸附气含量。根据温度、压力、TOC值、R_O值与吸附气含量之间的关系,建立考虑地层温度、压力、有机碳含量和成熟度4个因素的页岩吸附气含量计算新模型。新模型可计算任意埋藏深度下的页岩吸附气含量,埋藏深度越大,页岩吸附气含量越小。最后应用某一页岩气藏基础资料进行实例分析,建立得到的温度、压力、TOC值、R_O值与页岩吸附气含量的复相关系数可达0.9以上。通过新模型计算未知页岩吸附气含量的页岩,计算结果准确可靠,能正确评价页岩气资源量,可以作为一种计算页岩吸附气含量的新方法。同时采用新的页岩吸附气含量计算模型,弥补了目前普遍采用没有考虑地层温度的等温吸附实验方法所获取吸附气含量的不足,具有重要的现实意义。     

中国页岩气地质特征、资源评价方法及关键参数

基于中国页岩气形成、成藏与富集地质条件研究、勘探开发进展与发展前景分析,通过中国与北美页岩气地质特征、勘探开发阶段对比,充分剖析北美页岩气资源评价方法与技术,基本明确了中国页岩气资源评价的原则与评价流程,初步建立了中国页岩气资源评价方法体系,包括体积法、类比法、容积法、含气量法和单井EUR法5种资源量估算方法和特尔菲法一种资源评价结果汇总法,形成了有效厚度、含气量、含气饱和度、孔隙度等关键参数体系、参数取值方法和参数取值标准,估算了中国3类页岩气资源量,指出了有利页岩气勘探领域。     

页岩气“压力系数”分级资源评价方法--以川东南上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组为例

随着我国页岩气勘探开发不断深化,亟需完善一套科学适用的页岩气资源潜力评价方法。该文重点考虑页岩气资源分布的非均质性以及保存条件的影响,在查明页岩气"压力系数"主要影响因素的基础上,将刻度区与评价区划分为A类区(压力系数大于1.2)、B类区(压力系数1.0~1.2)和C类区(压力系数0.8~1.0)。通过解剖四川盆地涪陵地区上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组页岩气刻度区,确定体积资源丰度作为评价区类比计算关键参数,对页岩气资源进行分级类比评价。综合计算川东南地区页岩气总资源量为5.52×1012 m3,其中埋深4 500~6 000 m的五峰组-龙马溪组页岩气资源量达4.04×1012 m3,表明该地区埋深大于4 500 m的深层具有较大的页岩气勘探潜力。