中国现阶段页岩气资源评价方法分析

为寻求现阶段我国页岩气资源评价合适、准确且易行的方法,文中通过系统分析国内外页岩气资源评价方法,阐述了国内外具有代表性的页岩气资源评价方法的原理、使用范围及其关键参数获取,分析了每种方法现阶段在我国进行页岩气资源评价时,因勘探程度、资料条件、地质条件各异而存在的问题和所受的限制(如动态法、静态法中的地质类比法、成因法、体积法和综合分析法)。认为基于体积法改进的条件概率体积法是现阶段我国进行页岩气资源评价易行且有效的方法,但仍需根据不同地区和不同层系页岩气的发育背景、富集机理等特征有针对性地改造和完善。     

山东省页岩气有利勘探层系与资源评价

页岩气是一种新型的高效、清洁能源,具有自生自储的特点,主要以游离气、吸附气和溶解气等多种形式赋存于富有机质泥页岩中。利用地球化学、测井、录井等资料系统地分析山东省页岩气的形成条件,认为干酪根类型为Ⅱ—Ⅲ型的上古生界山西组—太原组海陆交互相泥页岩、Ⅱ—Ⅲ型的新生界孔二段湖相泥页岩和Ⅰ—Ⅱ型的新生界沙四段—沙三段湖相泥页岩是山东省页岩气的有利勘探层系。以钻探参数井的现场解析气数据为基础,建立以总有机碳含量计算干酪根类型为Ⅱ—Ⅲ型的湖相和海陆交互相泥页岩、以气油比计算干酪根类型为Ⅰ—Ⅱ型湖相泥页岩的适用于山东省的含气量计算模型。基于已确定的页岩气资源评价的关键参数,估算山东省页岩气有利区的资源量为1.42×10~(12)m~3。     

我国首次评价页岩气资源潜力

2012年3月1日,国土资源部召开新闻发布会,发布《全国页岩气资源潜力调查评价及有利区优选》成果,这是我国首次系统调查评价页岩气资源"家底",客观反映现阶段我国页岩气资源认识程度,主要包括基本情况、调查评价和勘查开发进展、评价和优选     

页岩气成藏理论及资源评价方法

在调研了国内外页岩气研究成果的基础上,系统地研究了页岩气藏基本特征,分析了页岩气藏的成藏机理及成藏控制因素,并针对页岩气藏特殊的成藏特征,探讨了相应的识别方法和资源评价方法。研究表明,页岩气藏通常具有自生自储、储层粒度细、低孔低渗、裂缝发育、储层面积大、连续分布、形成温度及埋深范围广,赋存方式主要为吸附态、压力异常、产能低、采收率低和生产周期长等特征;页岩气成藏具有过渡特点,兼具了根缘气及常规天然气的成藏机理;有机质类型及含量、成熟度、裂缝、孔隙度和渗透率、矿物组成、厚度、湿度、埋深、温度与压力对页岩气藏的形成具有一定的控制作用;利用岩心分析法、地球物理法及ECS测井、成像测井等测井新技术可定性或定量识别页岩气;按照页岩气资源评价主要方法的原理归类,目前页岩气资源评价主要方法有类比法、成因法、统计法和综合法4类,每种方法有各自的适用性和局限性。     

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。     

页岩气资源评价方法及其在四川盆地的应用

近10年来,在高天然气价格、水平井钻井技术和压裂技术进步的推动下,页岩气成为美国最重要的天然气开发目标,形成了适合于不同勘探开发阶段的页岩气资源潜力评价方法,对页岩气资源的认识不断得到深化。在详细研究美国页岩气资源评价方法基础上,探索了我国现阶段页岩气资源评价方法,并针对四川盆地西南部地区及威远气田区下古生界下寒武统筇竹寺组的页岩气资源做了初步预测。结果认为四川盆地页岩气资源丰富,不少于盆地常规天然气资源量,是未来值得重视的重要天然气勘探开发新领域。     

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。     

页岩气资源评价方法体系及其应用——以川西坳陷为例

根据页岩气发育条件及富集机理,结合油气资源评价方法的基本原则,系统归纳并建立了适合于不同地质及资料条件下的页岩气资源量与储量评价方法体系,包括：类比法（规模类比法、聚集条件类比法、综合类比法等）、成因法（产气历史分析法、剩余资源分析法、成因分析法等）、统计法（体积统计法、吸附要素分析法、地质要素分布概率风险分析法、产量分割法等）和综合分析法（蒙特卡洛法、打分法、盆地模拟法、专家赋值法、特尔菲综合法等）。通过对四川盆地川西坳陷页岩气地质条件和富集有利性的分析,优选上三叠统须家河组须五段为该地区页岩气发育且具有经济可采意义的有利层段。结合该地区实际地质条件,分别采用地质类比法、成因分析法和体积法对川西坳陷页岩气资源量进行了计算,运用特尔菲法加权得到该地区页岩气资源总量为1.47×10₁₂～1.68×10₁₂ m₃,均值为1.58×1010₁₂ m₃。平面上,页岩气勘探研究有利区主要分布于新场-德阳-广汉-新都-温江-大邑一线的成都凹陷。     

鄂尔多斯盆地中东部上古生界页岩气资源潜力评价

对鄂尔多斯盆地上古生界厚层状泥质岩层的储层地球化学特征、岩石矿物学特征、物性特征、含气性特征等方面进行了分析。认为鄂尔多斯盆地上古生界山西组山2段厚层状泥质岩分布面积广、厚度大;有机质丰度较高,有机质类型主要为腐殖型;成熟度较高,为有利页岩气成藏区域;石英含量高-较高,脆性较强,以泥质支撑为主,孔隙度低,渗透率低,并可见微裂缝。通过等温吸附实验、含气饱和度测定、孔隙度测定与现场取心罐装样品气体解析实验相结合,确定了厚层状泥质岩的总含气量,指出了上古生界页岩气成藏有利目标区域并计算了有利区域的页岩气资源量。     

页岩气资源评价方法与关键参数探讨

研究页岩气资源的评价方法及关键参数,以准确评价页岩气资源潜力。在勘探程度相对较高的地区,推荐以体积法为主、类比法为辅进行资源评价;在勘探程度较低的地区,推荐采用类比法进行资源评价。提出了"含气泥页岩系统"的概念,并将其作为评价单元计算泥页岩厚度。含气泥页岩系统是指由上下致密层封挡的同一压力系统内的岩性组合,主要由富有机碳的泥页岩和砂岩、碳酸盐岩夹层构成,有含气泥页岩的测井响应特征,顶、底板为致密岩层,含气层段连续厚度大于30 m,内不含明显的水层。根据勘探程度和资料丰富程度的不同,可采用不同方法获得含气泥页岩系统的厚度;在勘探程度较高、资料较丰富的地区,可以利用测井资料和有机碳含量较准确计算其厚度;在勘探程度低或者特低的地区,可以通过野外地质剖面、地震剖面、沉积特征等资料,使用类比法来推算含气泥页岩系统的厚度。     

页岩含气量评价方法

作为页岩气资源勘探评价的核心基础,含气量的评价一直作为关键研究内容而受到高度关注.页岩气的成藏和富集是一个动态地质过程,游离和吸附状态天然气的同时存在及比例变化,导致了页岩中天然气赋存状态的复杂性.页岩含气机理与煤层气差异较大,直接和间接成因的页岩气类型各具不同的页岩油气形成条件和含气特点.垂向上的页岩含气相关指征曲线...     

页岩储层含气性评价及影响因素分析——以涪陵页岩气田为例

页岩气赋存形式多样,主要以游离态、吸附态为主,且不同赋存状态的页岩气主控因素差别较大,页岩含气性综合评价体系尚未形成。为此,依据四川盆地东部涪陵国家级页岩气示范区生产特征实际资料,以五峰-龙马溪组页岩为研究对象,主要通过地球化学分析测试、岩石物性测试、等温吸附实验和岩心现场解吸等手段,研究影响不同赋存状态的页岩含气性的主控因素,提出页岩含气性评价主要包括2大类6项参数的评价指标：直接指标（实测含气量、气测显示值和含气饱和度）和间接指标（孔隙度、电阻率和地层压力）的含气性定性-半定量评价体系。     

辽河坳陷东部凸起上古生界页岩气资源潜力评价

辽河坳陷的页岩气勘探尚处于起步阶段,上古生界页岩气资源潜力研究将为该坳陷东部凸起页岩气勘探提供科学依据和理论支撑。为此,基于泥页岩地球化学数据和生烃数值模拟结果,从泥页岩发育特点、有机质类型、总有机碳含量、热演化成熟度、生气能力以及含气性等方面对该区上古生界石炭系太原组、二叠系山西组泥页岩及其有机地球化学特征进行了系统分析。 结果表明：①太原组有机碳含量平均为3.31%,镜质体反射率基本大于1.5%,主要发育腐殖型干酪根,生气能力强,含气量高,是页岩气勘探的重点层系;②山西组有机碳含量平均为2.95%,处于高成熟-过成熟热演化阶段,以腐殖型干酪根为主,生气能力较强,含气量较高（稍逊于前者）,同样也是页岩气勘探的重要层系。评价结论认为：辽河坳陷东部凸起上古生界具备页岩气发育的有利条件,页岩气资源潜力大,是页岩气勘探开发的有利区域。     

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。     

页岩气测井评价研究——以川东南海相地层为例

页岩气主要以游离和吸附方式赋存于暗色泥页岩或炭质泥页岩中。其中,游离气一般赋存于泥页岩的孔隙或裂缝中,而吸附气主要赋存于泥页岩中的有机质或黏土颗粒表面。依据不同测井曲线的基本原理,结合实验测试,利用测井技术对页岩气进行识别分析与评价,并分别计算出游离气含量和吸附气含量。通过研究分析,提出了计算页岩游离气含量"四步法"和吸附气含量"三步法"。依据建立的页岩气测井评价模型,以川东南海相页岩地层为例进行技术应用,取得了良好的效果。     

USBM方法在页岩气含气量测试中的适应性

页岩气含气量是页岩评价和开发指标预测的关键参数,目前的测试方法与煤层气含气量的测试方法几乎相同。为论证USBM(United States Bureau of Mine)方法是否适用于页岩的含气量测试,开展了力学分析和理论计算。研究表明:①井筒中岩心内的气体受力分析表明,不同压力系数下,岩心在井筒中随取心筒向上提升,不同位置的孔隙压力、泥浆静水压力和毛管压力的合力大小、方向不同,天然气的逸散速度不同,表现出非线性特征。②使用USBM方法,对于正常压力系数的气藏,损失气计算时间偏早,导致损失气计算结果偏大;而对于异常高压气藏,损失气计算时间偏晚,可能导致损失气计算结果偏小。③理论计算结果表明,√t(t为实验解吸时间)与累积解吸量在初期呈线性关系,但是该线性段不过原点,用USBM方法会产生附加的损失气量。同时在√t中加上了损失气量时间,增大了线性段的斜率,使得拟合的损失气量进一步增大。这2个结果证明,USBM方法不能用来计算损失气量,其不适应中国页岩埋藏较深的特点,因此有必要研究适合中国页岩气特点的含气量测试方法。     

概率统计法在页岩气储量静态评估中的应用

页岩气赋存于大面积连续分布、低孔超低渗、富含有机质的页岩中,采用大段水平井压裂改造方可获得商业开发,因此地质认识难度大、储量参数和储量计算结果不确定程度大。采用概率统计法,通过储量静态评估模型构建、储量期望曲线分析,对页岩气储量参数、储量的不确定程度提出定量评估方法,较好地解决页岩气储量参数难以确定问题。客观地描述储量及储量分布,为页岩气储量评估、勘探开发规划和部署提供可借鉴方法。     

基于修正容积法计算页岩气井改造区原始天然气地质储量

采用容积法计算页岩气井原始天然气地质储量(OGIP)需要分别考虑吸附气含量、游离气含量、溶解气含量及有效页岩体积等4个方面的因素。为了提高页岩气单井OGIP的计算准确度和可信度,修正了计算吸附气含量、游离气含量的校正公式;分析溶解气取舍的条件,得出了地层水中和页岩油中溶解气含量的计算公式;并在页岩气井有效页岩体积计算方法比对的基础上,应用修正后的公式对四川盆地某页岩气井的地质储量进行了计算和评价。结果表明:(1)页岩气井有效页岩体积采用改造储层体积(SRV)能够在很大程度上提高单井储量计算的可信度;(2)计算吸附气含量时,应基于温度、压力、总有机碳含量对兰格缪尔吸附能力及压力进行校正;(3)计算游离气含量时,真实孔隙体积等于绝对孔隙体积减去油、水、吸附相体积;(4)溶解气含量的取舍应视地质储量级别而定,若其级别低,溶解气含量可以忽略,反之则应考虑溶解气含量。结论认为:(1)修正后的吸附气含量、游离气含量校正公式更加合理;(2)分层计算气体含量、采用SRV作为有效页岩体积,使得最终计算的单井OGIP可信度显著提高;(3)与动态储量对比,单井OGIP能预判该井是否出现生产问题,并据此指导气井日常工作制度调整。     

页岩气勘探选区评价方法探讨

通过调研国内外相关油公司及地区的页岩气勘探选区评价方法及参数,在分析页岩气勘探选区评价关键问题的基础上,突出页岩气的富集性和可采性,建立了页岩气“富集概率—资源价值”评价模型及数值化计算公式,并对评价结果进行了分类,应用该方法针对中国石化川东南部分区块进行了选区评价。