基于灰色关联的页岩储层含气性综合评价因子及应用——以四川盆地焦石坝区块为例

准确评价页岩储层含气性特征是实现页岩气井科学化管理、提高页岩气勘探开发效果的重要前提。基于灰色关联理论和焦石坝区块实际地质情况,筛选出实测含气量、含气饱和度、气测显示(气测全烃和气测含烃式甲烷)、孔隙度、总有机碳(TOC)和脆性矿物含量(石英+长石)等7个评价指标,对研究区7口关键井含气性特征进行综合分析。结果显示：①根据灰色关联理论可以定量计算各评价指标相关性和权重系数,获取含气性综合评价因子,实现地质和工程多因素联合表征页岩含气性;②基于综合评价因子差异,可以将页岩储层划分为3种类型,其中Ⅰ类储层评价因子大于0.8,页岩含气性较好,压裂投产为高产井(无阻流量为20×10⁴m³/d以上);Ⅱ类储层评价因子介于0.6~0.8之间,页岩含气性中等,压裂投产为中产井[无阻流量介于(5~20)×10⁴m³/d之间];Ⅲ类储层评价因子小于0.6,页岩含气性较差,压裂投产为低产井(无阻流量在5×10⁴m³/d以下)。结论认为,利用综合评价因子预测页岩含气性结果与压裂投产试井产能对应关系较好,对分析和预测页岩气井产能效益具有一定指示作用。     

中扬子宜昌地区寒武系水井沱组页岩含气性及影响因素

中扬子宜昌地区作为南方海相页岩气勘探的有利目标区之一，多口井于寒武系水井沱组页岩中见页岩气显示，但含气性差异较大。基于区域地质背景与页岩气钻井资料，结合现场解析含气量测试数据，描述了宜昌地区水井沱组页岩气纵向分布特征，探讨了页岩气含量的主要影响因素。该区水井沱组黑色岩系主要为碳质页岩和灰质页岩，厚50~140 m，有机碳含量高，以Ⅰ型为主，处于过成熟热演化阶段，具良好的生烃潜力；现场解析含气量为0.32~5.48 m3/t，含气量大于2 m3/t的页岩累计厚度达到44.05 m，反映该区页岩具较好的整体含气性。水井沱组页岩含气性受沉积相带、有机碳含量、矿物组分、孔隙度、裂缝发育程度、地层压力等多种因素影响。陆棚相沉积的黑色碳质页岩含气量高于斜坡相灰色钙质页岩，而局限台地相泥灰岩含气量最低；含气量与页岩中有机碳含量、石英矿物含量均呈较好的正相关性，与碳酸盐矿物含量呈弱的负相关性，与黏土矿物含量关系不大，而有机碳含量对含气量的控制作用更为显著；页岩孔隙度大小和孔隙分布差异是导致含气量差异的重要因素，此外页岩含气量还与储层裂缝发育程度和地层压力密切相关。      

涪陵页岩气田焦石坝页岩气储层含气量测井评价

为深化焦石坝区块页岩气储层评价认识,以四川盆地首口参数井页岩岩心实验为基础,建立了基于常规测井资料的页岩气储层游离气、吸附气及总含气量计算模型与评价标准,并应用于工区内3口探井连续含气量剖面建立和综合评价。焦石坝页岩气田龙马溪组下部—五峰组页岩气以游离气为主,吸附气为辅,游离气含量达到了吸附气含量的2倍以上。其页岩气层含气量呈"上低下高"且随深度增加而增大特征,其中下段总含气量大,游离气含量高,为最优"甜点"段,是典型的Ⅰ类气层,具有非常好的商业开发价值。     

页岩含气量理论图版

页岩含气量主要包括游离气含量和吸附气含量,其中游离气含量的影响因素有孔隙度、含气饱和度、密度、压力、温度等,而影响吸附气含量的因素有有机碳含量、有机质成熟度、压力、温度等。不同有机质类型的页岩吸附能力（吸附量/有机碳含量）差别较大,且Ⅲ型＞Ⅱ型＞Ⅰ型,并分别建立了游离气含量和吸附气含量的计算公式。为了快速、准确地获取页岩含气量,分析并筛选了页岩含气量主控关键参数,基于含气量理论计算公式等相关理论计算得出不同有机质类型的页岩含气量图版。总体上,页岩含气量随深度增加而变大,但变大趋势逐渐降低。页岩含气量图版理论值与页岩现场测试含气量相关性拟合表明图版具有广泛的实用性。在页岩气勘探初期地质参数较少的情况下,页岩含气量图版的建立从理论上预测含气量,为合理评价页岩气资源潜力和预测有利区提供了依据。     

川东南涪陵地区五峰组-龙马溪组页岩气藏中的超压作用

中国南方海相上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组高产页岩气藏普遍发育超压，为分析超压对于页岩气藏的作用，选取川东南涪陵页岩气田典型钻井进行了系统解剖研究。超压是页岩气藏良好保存条件的直接表征，其中，有机质热演化生烃增压是造成该地区异常高压的主要因素；涪陵焦石坝主体龙马溪组页岩气高产层段地层均发育超压，页岩储层孔隙度高、含气量高。超压对页岩气藏的影响:一方面，超压能减缓作用在岩石骨架上的有效应力，使页岩储层保存相对较高的孔隙度，超压可形成页岩超压微裂缝，提高页岩储集层的渗流能力，同时超压意味着地层能量高，游离气含量高，页岩气藏含气性更好；另一方面，超压降低了作用在页岩储层的有效应力，同时超压微裂缝的发育有利于页岩压裂改造。      

长宁页岩气储层分级测井评价标准及应用

为准确评价长宁地区海相页岩气而研究页岩气测井分级评价标准。在借鉴前人量化分析确定总有机碳含量(TOC)、总含气量、有机质成熟度、孔隙度和脆性矿物含量这5个页岩气品质主控因素的基础上,通过对长宁地区20口井龙马溪组—五峰组实验数据进行分析,利用总含气量与总有机碳含量的关系确定页岩气层TOC下界值。结合页岩有机质成熟度、矿物组分含量、孔隙度、总含气量等重要指标,与敏感测井信息做对应性分析,进一步明确Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类页岩气层、页岩干层及石墨化页岩干层的测井分级评价标准。通过区间数指标权重熵值法得到页岩气单因素权值以及储层品质综合评价方法。结果表明,应用所形成的页岩气分级评价标准及综合品质评价方法能较好地指示储层品质,为选层压裂以及页岩气资源评价提供技术支撑。     

基于改进的BET多层吸附模型的深层页岩吸附气含量测井评价方法

含气量是页岩储层评价的一项关键指标,页岩含气量受温度-压力耦合影响,特别在地层压力较高情况下,准确预测页岩储层吸附气含量较为困难。针对深层页岩气储层高温高压环境下甲烷吸附特性,提出了改进的BET多层吸附模型,建立了一套深层页岩储层吸附气含量测井评价方法。应用该方法对川南深层页岩储层进行含气量评价,结果表明：利用改进的BET多层吸附模型计算的吸附气含量更符合实际地质情况,结合相应层段游离气含量,计算所得的页岩总含气量精度较高,且与现场保压取心获取的总含气量较为一致。基于改进的BET多层吸附模型的吸附气含量评价方法在川南深层页岩气区块具有较好的适应性,可为深层页岩地质甜点评价和资源潜力分析提供技术支撑。     

川南深层页岩气储层含气量测井计算方法

页岩储层含气性是页岩气井获产的基础,含气量是页岩气储层评价的关键指标。通过岩心含水饱和度分析,建立了基于黏土含量与有机质含量双重因素影响的非电法页岩储层饱和度计算方法。通过岩心等温吸附实验,确立了兰格缪尔体积和兰格缪尔压力多因素动态计算方法。结合研究区地层在纵向上温度、压力以及总有机碳含量动态变化的特征,建立了基于兰格缪尔等温吸附模型的页岩吸附含气量测井计算模型,在川南地区龙马溪组五峰组深层页岩气储层含气性评价中取得了良好的应用效果。     

页岩气储层特征及含气性主控因素——以湘西北保靖地区龙马溪组为例

湘西北保靖地区龙马溪组富有机质泥页岩是重要的页岩气勘探层位。为研究其页岩气储层特征和气体赋存规律,利用矿物组分、有机地球化学、物性、含气性、等温吸附、扫描电镜和Nano-CT扫描等测试资料,并结合野外地质调查,分析和探讨了龙马溪组岩相特征、储层特征及储层含气性主控因素。结果表明:龙马溪组发育3种岩相,分别为炭质-粉砂质泥页岩相、炭质泥页岩相、含炭泥质粉砂岩相;储层孔隙类型主要包括粒间孔、溶蚀孔、晶间孔、化石孔、有机质孔和微裂缝,其中裂缝类型主要为构造缝和成岩缝;孔隙按孔径大小可分为微孔、介孔和宏孔,介孔占总孔容的比重最大,其次是微孔,宏孔最少。综合分析认为:微孔孔容、页岩比表面积与甲烷最大吸附量呈正相关性,受控于页岩有机质含量(TOC);微裂缝与页岩含气量也呈正相关性,说明微裂缝的发育程度对页岩含气性具有影响作用。利用Nano-CT扫描结果,认为绝大部分气体流动空间位于有机质孔隙以及微裂缝中。TOC和微裂缝的发育程度是该区龙马溪组页岩气富集的主控因素。     

辽河东部凸起上古生界页岩含气性分析

通过分析地质资料和泥页岩样品的实验数据,初步认为辽河东部凸起上古生界存在发育页岩气的条件．、页岩气是以吸附气和游离气为主的天然气聚集,而含气量是直接评价页岩含气性的重要参数。以分析吸附气和游离气的影响因素为主线,从泥页岩分布、有机地球化学特征和储集物性等影响页岩合气性的主控因素以及生气能力、含气量等方面,对上古生界太原组、山西组页岩含气性进行了系统的分析评价。东部凸起上古生界为海陆过渡相沉积,暗色泥页岩发育．有机质丰度高,主体进入高成熟一过成熟演化阶段,以Ⅲ型干酪根为主,储集物性较好,生气能力大,含气量高,为1．28～4．62m^3/t．综合评价辽河东部凸起上古生界页岩舍气性好,是页岩气勘探的潜力层系。     

页岩气储层测井解释评价技术

较之于常规储层,页岩气储层的测井解释评价工作显得更为复杂。通过近两年的跟踪研究,结合岩心分析和试油资料,从页岩地层的地质、测井特征和评价难点入手,通过对页岩气储层评价关键参数（如总有机碳含量、吸附气与游离气含量、页岩岩石脆性指数等）的计算分析,基本上掌握了页岩气储层关键评价参数的计算方法,从而建立起了页岩气储层定性评价标准,并编制出了页岩气储层解释处理软件。同时,在页岩气储层定性评价方面也给出了划分标准,即：①异常高的自然伽马段对应高有机质含量段,吸附气含量高;②无铀伽马低值,黏土含量低,脆性物质含量高;③裂缝和孔隙发育段的游离气含量高;④高声波、低密度、高电阻率段的有机质含量高,含气饱和度也高;⑤电阻率低于10 Ω·ｍ的地层,其黏土含量高,含气饱和度低,不具备开发潜能。     

页岩气储层含气量计算模型研究

页岩气是一种重要的非常规天然气。 依据等温吸附实验数据,对影响页岩吸附能力的各项因素进行了分析,并借鉴 KIM 方程构建了页岩吸附气含量计算模型。 根据所建立的页岩岩石物理模型,对页岩的孔隙系统进行了划分,并构建了页岩岩石的导电模型,利用该导电模型计算了页岩的游离气饱和度。 模型参数全部实现常规测井资料计算,最后采用含气量计算模型对页岩气井进行了处理,同时对处理结果进行了分析,验证模型的准确性。 分析埋深、成熟度对页岩含气性的影响,并进行验证。 利用吸附气和游离气体积之和估算页岩气储层含气量,其结果与现场岩心解吸含气量对应良好,验证了本模型的可行性。     

渝东北南大巴山前陆褶皱冲断带下古生界页岩含气量影响因素分析

页岩含气量是页岩气资源潜力评价和选区的关键指标。以渝东北南大巴山前陆褶皱冲断带下古生界页岩气储层为研究对象,以岩心等温吸附实验为基础,对该地区下寒武统水井沱组和上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组两套页岩储层含气量及其影响因素进行了探讨。研究表明:有机碳含量、总烃含量、石英矿物含量、地层压力是页岩含气量的主控因素,与吸附气含量具有很好的正相关性;孔喉半径和比表面积与页岩吸附气含量具有一定的正相关性。     

四川盆地页岩气储层含气量的测井评价方法

含气量是页岩气储层评价的一项重要参数指标,其值的高低直接影响着页岩气区块是否具有工业开采价值。而页岩气含气量主要由吸附气和游离气组成,其影响因素较多,包括孔隙度、含气饱和度、地层压力、地层温度、总有机碳含量等。为此,针对四川盆地蜀南地区下志留统龙马溪组页岩气储层开展综合研究,形成了一套系统的页岩气储层含气量测井评价方法 :(1)通过页岩岩心等温吸附实验,建立了兰格缪尔方程关键参数计算模型,并对吸附气含量主要影响因素地层温度、地层压力、有机碳含量进行分析及校正,提高了吸附气含量计算精度;(2)开展页岩储层孔隙度和含水饱和度精细评价,为精确计算游离气含量奠定了基础;(3)由于吸附态甲烷占据一定孔隙空间,扣除吸附气体积影响后,总含气量计算精度较高,与岩心分析数据具有较好的一致性。通过实验与理论的结合,所形成的四川盆地页岩气储层含气量评价方法在该区块具有较好的适应性,为现场试油层位的优选和区块资源潜力评价提供有效的技术支撑。     

渝东北寒武系鲁家坪组泥页岩裂缝特征及其页岩气意义

在泥页岩气勘探开发过程中,泥页岩裂缝发育情况是一个很重要的评价指标。在前人研究基础上,结合渝东北地区区域地质概况,收集并统计野外露头裂缝和岩心裂缝数据,探求该地区泥页岩裂缝发育特征,总结裂缝发育规律,分析泥页岩裂缝对页岩气藏含气量的影响。研究表明:研究区寒武系鲁家坪组页岩脆性矿物体积分数均值高达75.9%,其脆性程度较高,有利于储层压裂改造;该区域中、小型裂缝较为发育,约占全部裂缝90%;泥页岩中小型裂缝越发育,压裂过程中形成的天然裂缝网格面积越大,页岩含气量越大,而大型裂缝结论相反。运用该结论最终优选出城页1井页岩含气量高井段1 362～1 456 m。     

川南深层页岩气藏含气量及可压性测井评价方法

川南深层页岩气藏相对于中-浅层页岩气藏具有埋藏深、温度高及压力高的特点,影响了深层页岩气的游离气/吸附气含量占比及地层可压性。深层页岩气藏的游离气/吸附气含量占比增大、地层岩石塑性增加,使得单一页岩脆性指数不能准确表征地层可压性,因此,深层页岩气藏游离气含量的准确评价是深层页岩气藏含气性评价的关键。基于储层孔隙度、泥质含量与TOC多元回归方法下的饱和度计算模型,解决了深层页岩气藏含气性测井评价难题;同时建立基于页岩地层岩石力学脆性与断裂韧性指数结合的深层页岩地层可压性测井评价方法,有效地评价了页岩气藏高温高压下的储层可压性,在川南深层五峰组-龙马溪组页岩气藏测井评价中取得了良好的应用效果。     

黔西南区旧司组页岩气储存特征及有利区优选

微孔隙、微裂隙和微裂缝是页岩气的储存空间及流通通道,其发育程度是页岩气经济开采的主控因素之一。下石炭统旧司组是黔西南区最佳含气页岩层系,具有页岩厚度较大、分布范围最广、有机碳含量较高、有机质类型以Ⅱ1型和Ⅱ2型为主、页岩脆性较强、微孔隙及微裂缝较发育、渗透率特低、泊松比较低、保存条件较好等储存特征,纵向上含气量随深度、有机碳含量和成熟度值增加呈增大趋势。根据厚度、有机碳含量、成熟度值、储集与保存、构造和交通等重要条件叠加优选出4块有利区,页岩气易压裂,有利于商业开采,具有良好的页岩气勘探前景,其中有利区Ⅰ含气量最好,有利区Ⅱ地质资源量丰度最佳,有利区Ⅳ资源量最大。     

井研-犍为地区筇竹寺组页岩储层含气性测井评价

井研-犍为地区筇竹寺组由于受沉积环境影响岩性复杂,不能确定其油气勘探目标层,该区多年亦未获得勘探突破。为深化该区筇竹寺组页岩储层含气性评价,以岩心实验为基础,基于测井资料计算储层的孔隙度、总有机碳含量、吸附气含量、游离气饱和度、游离气含量及总含气量等主要地质参数,建立以游离气为核心参数的筇竹寺组粉砂质页岩储层评价方法。应用优选的测井评价分类指标,开展黑色页岩和粉砂质页岩这2类岩相页岩储层的含气性评价,评价筇竹寺组中部(7)号层相对高伽马段为气层,平面分布稳定,是该区的甜点层。研究形成的筇竹寺组含气性评价方法应用于该地区纵向目标优选,为资源潜力评价提供了技术支撑。     

黔北地区五峰组—龙马溪组页岩储层含气性特征及其影响因素

黔北地区上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组发育一套优质富有机质页岩,具有良好的资源前景,但页岩储层特征、含气特征和主控因素尚不明确。基于前人资料和最新钻井,对黔北地区五峰组—龙马溪组页岩的有机质特征、储层物性和含气性特征进行了系统的分析,并探讨了含气性的主要影响因素。结果表明：黔北地区五峰组—龙马溪组为浅水陆棚—深水陆棚沉积,优质页岩主要分布在道真—习水一线深水陆棚相,最大厚度达80～100 m;五峰组和龙马溪组下段富有机质页岩TOC含量高,多在2%以上,有机质类型好、成熟度适中,具有良好的页岩气物质基础;优质页岩脆性矿物含量较高,具有较好的可压裂性,储层空间类型多,以有机质纳米孔为主,孔渗相对较低;页岩的甲烷吸附能力强,主要受控于TOC含量和热成熟度。黔北不同地区页岩含气量差异较大,在习水和道真地区页岩气含量相对较高、在桐梓—正安等地区页岩气含量相对较低,同一构造部位页岩气含量的差异受控于TOC含量、纳米孔隙发育程度和含水饱和度,不同构造部位页岩气含量受控于构造保存条件,构造宽缓、远离大断裂和较大的埋深等保存条件较好的页岩含气量普遍较高。     

涪陵页岩气田高产要素分析

涪陵页岩气田五峰细——龙马溪组下部海相地层发育富含有机质的深灰色、灰黑色页岩,连续厚度大、无夹层,优质含气页岩特征明显。根据焦石坝区块上奥陶统五峰组——下志留统龙马溪组下部岩心实验和测录井资料研究发现,富有机质页岩区内分布稳定,气层每百米水平段平均无阻流量在4.0×10~4m~3/d以上,气层高产主要受厚度、有机质丰度、储层物性、含气量、气测烃含量、地层异常高压等地质因素控制。气层自身内在地质条件为其高产奠定了良好的物质基础,水平段穿越长度和压裂改造促进气层高产。