页岩含气量测定及计算方法研究

选取影响页岩含气量的评价参数,建立适当的页岩含气量的计算方法并作出准确评价,是页岩气储层研究的内容之一。页岩含气量的实验测试主要借鉴煤层气中的测试方法和理论,通过解吸法分别测量解吸气、残余气和损失气得到页岩总含气量;利用等温吸附实验确定页岩吸附气量。以含气量实验测试数据为基础,从页岩含气量内部和外部影响因素入手,分别优选总含气量和吸附气量关键影响参数指标,建立适合研究区域的总含气量和吸附气量计算模型,拟合模型计算的总含气量和吸附气量与实验测试值吻合良好,较好达到预测页岩含气量的效果。     

页岩含气量测井评价方法研究

针对现有页岩含气量计算模型关键参数计算困难、误差较大,部分参数需要通过大量的实验来获取,成本较高等问题,以长宁地区下志留系龙马溪组为例,以兰格缪尔等温吸附为理论依据,利用等温吸附实验数据和大量测井数据,通过优选拟合回归的方法计算页岩含气量关键参数,由此建立了基于常规测井资料的页岩含气量计算新模型。结果表明：兰格缪尔等温吸附方程关键参数V_P、V_L可利用TOC进行计算;SGR、DEN测井曲线计算的TOC比传统ΔlogR法计算结果相对误差降低14.00%;阿尔齐法和西门度法受异常电阻率低值影响,计算的含气饱和度偏低,SGR-DEN法计算的含气饱和度更加准确。新模型只需通过常规测井曲线即可计算页岩含气量,为页岩气水平井地质导向钻井和储层评价提供了可靠依据。     

关于页岩含气量确定方法的探讨

页岩含气量是页岩气资源评价和有利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。对页岩含气量的获取方法进行了介绍,其一是通过解吸法分别测量解吸气、残余气和损失气;其二是利用等温吸附实验、测井解释等方法分别计算页岩中的吸附气、游离气含量。分析认为:解吸法测量结果容易受到取心方式、测定方法、损失气量计算方法、气体解吸温度等因素的影响,所测得的总含气量比间接法更接近于真实值;吸附气量的估算需要综合考虑有机碳含量、粘土矿物组分、成熟度、温度和压力等因素对页岩吸附能力的影响,建立适当的吸附气含量计算模型,游离气量估算的关键是确定页岩的有效孔隙度和含气饱和度。建立针对页岩含气量测试技术和等温吸附实验技术标准,量化各种控制因素对页岩含气量的影响,对准确评价页岩含气量具有重要意义。     

预加压测试页岩含气量新方法

页岩含气量是页岩气藏储量计算的重要参数,对气藏评价和开发指标计算有重要意义。现场解吸是测试页岩含气量的主要方法,但由于损失气量占含气量的40%~80%,使传统方法的测试结果饱受质疑。结合国内外新的测试方法,提出了一种预加压测试页岩含气量的新方法,可以规避损失气量的计算,大幅度提高测试精度。在井场,将岩心置于高压罐内,用增压泵将甲烷注入岩心直至压力达到预定压力,在储层温度下,待压力稳定后解吸测试页岩含气量。该方法对于是否已知储层压力的不同情况,采取不同的测试流程。如果已知储层压力,预加压使岩心压力达到储层压力,解吸结果就是页岩含气量;如果储层压力未知,则可通过建立页岩含气量计算理论公式求解。测试流程为先对1个岩心开展超过吸附饱和压力的2次加压(压力均超过20 MPa)及解吸测试,然后利用理论公式和2次加压解吸结果,得到单位质量页岩内的吸附气量和任意压力下的游离气量计算公式。在后期测试出储层压力后,根据游离气计算公式,计算出该压力下的游离气量,游离气量与吸附气量之和即为页岩的含气量。     

鄂尔多斯盆地延长组页岩含气量测井评价

以鄂尔多斯盆地甘泉地区三叠系延长组泥页岩为研究对象,通过现场含气量解析及等温吸附实验分别对页岩含气量及页岩吸附能力进行研究。根据TOC、实测含气量、孔隙度及含气饱和度等实验分析数据与测井曲线进行拟合,建立了页岩吸附气含量和游离气含量解释模型。利用改进的△lgR法对研究区内延长组页岩TOC进行了计算,并利用多参数法及阿尔奇公式分别预测区内页岩孔隙度和含气饱和度。根据解释模型对吸附气和游离气含气量分别进行了测井解释。测井解释结果与实测数据相关性较好,证明了解释方法在研究区具有较强的适用性。     

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。     

页岩储层不同赋存状态气体含气量定量预测——以四川盆地焦石坝页岩气田为例

国内外学者已总结出多个页岩气含量及其相关参数的计算模型,但都存在着一定的缺陷。为了提高计算结果的准确度,基于四川盆地东南缘焦石坝页岩气田上奥陶统五峰组至下志留统龙马溪组一段页岩储层4口取心井的岩心描述及室内分析成果,结合连续的地球物理动态数据,充分考虑页岩储层在纵、横向上的非均质性,在兰格缪尔(Langmuir)模型中加入硅质矿物和黏土矿物组分,在体积模型中加入有机质影响因子,动态修正了以兰格缪尔模型和体积模型为基础的吸附气量和游离气量外推预测模型。计算结果表明:①修正后的模型对涪陵国家级页岩气示范区焦石坝页岩气田单井天然气赋存状态关键参数的预测结果与岩心分析结果相关性好,其计算所得的游离气量、吸附气量和总含气量均与储层的实际含气特性相吻合;②该预测方法更适用于陆相或构造改造作用较强的海相页岩储层含气量的计算。结论认为,修正后的模型对焦石坝气田页岩储层吸附气、游离气含气量的预测是合理可行的。     

页岩吸附与解吸气量实验研究

页岩气主要以游离气和吸附气形式存在于富含有机质页岩中,含气量的大小受页岩储集层压力、温度等多种因素影响。页岩吸附气量是评价页岩气资源量的关键性参数,也是评价页岩气是否具有开采价值的一项重要标准。在分析页岩气吸附与解吸机理的基础上,开展F页岩气田龙马溪组-五峰组岩心等温吸附、解吸实验研究,实验结果表明:利用等温吸附线法是获得朗氏体积(VL)和朗氏压力(pL)的有效途径;钻井现场页岩快速解吸获得的总含气量主要为吸附气量,游离气量占比较小;页岩朗氏体积(VL)与样品的有机碳含量(Cto)成正相关,达到饱和吸附后温度升高,吸附能力明显下降。     

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。     

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。     

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。     

利用测井资料确定页岩储层有机碳含量的方法优选——以焦石坝页岩气田为例

国内外利用测井资料计算页岩储层有机碳含量的方法众多,但各种计算方法都有其相应的适用性及计算精度的优劣。因此,探讨各种计算方法的适用性并最终确定页岩储层有机碳含量的区域性经验计算模型就显得尤为重要。为此,以四川盆地焦石坝地区上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组页岩储层为例,在继承和发展前人研究成果的基础上,结合区域地质特征,利用改进的ΔlgR技术、体积密度法、自然伽马能谱法、多元拟合法、体积模型法等分别建立了有机碳含量的计算模型,并利用岩心分析资料对模型进行对比优选,最终确立了体积密度法为区域性经验计算模型。实践证明:改进的ΔlgR技术和自然伽马能谱法计算精度相对较差;多元拟合法和体积密度法的计算成果均能满足精度要求,但体积密度法方法更为简单且适用范围更广。为进一步验证经验模型的普适性,应用该方法对焦石坝页岩气田重点井的总有机碳含量开展测井精细解释评价,并利用岩心实测资料进行精度分析,其有机碳含量测井解释符合率介于90.5%~91.0%。     

应用测井资料评价四川盆地南部页岩气储层

页岩气储层的测井解释在国内刚刚起步,与常规储层相比有着不同的测井响应特征。因此,应用ΔlogR方法（孔隙度和电阻率曲线重叠法）识别页岩气时应考虑到重叠基线的选取、岩性的变化等的影响;用电成像测井资料对不同地质特征的拾取、裂缝的有效性评价、地应力的分析是关键技术。经过对Ｗｘ井页岩气储层部分物性参数的初步处理,有针对性地选取测井项目,探索出了对页岩气的测井解释模式,这对今后页岩气储层测井解释评价工作的开展具有重要的参考意义。     

页岩气层关键参数评价及射孔压裂优化选层

针对四川盆地海相页岩气藏,以岩心分析为基础,综合利用钻井、测井、录井、地质、试气、岩心等资料,构建有机碳含量(TOC)、孔隙度(POR)、含气量(GAS)、脆性指数(BI)、破裂压力(PF)等页岩气层关键参数评价模型,依次优先考虑TOC、POR、GAS和BI四参数,分区块建立了页岩气测井解释标准,提出了页岩水平井射孔-压裂优选层原则。在四川盆地两个国家页岩气示范区应用30口井,页岩气层关键参数相对误差最大为7.6%,页岩气层测井识别正确率达95.0%,有力驱动了我国南方页岩气的勘探开发。     

自然伽马反演模型重构方法研究

油气储层往往分布于多个不同沉积时期的地层中。由于不同沉积时期的砂泥岩地层在埋藏深度、岩性及矿物含量等方面均不相同,导致相同或相近岩性的测井响应值存在差异。在有些地区因受沉积作用等因素的影响,相同岩性的自然伽马测井值随埋藏深度的增加呈增大或减小的趋势,若利用其计算储层的泥质含量或进行储层参数反演,均无法采用统一的标准（公式）来进行评价。为此,在分析自然伽马测井曲线在不同沉积时期的测井响应差异及其随地层埋藏深度和地层岩性变化特征的基础上,利用测井资料综合解释中泥质含量计算方法的逆运算,对自然伽马测井曲线进行了重构处理。结果表明,重构后的自然伽马曲线可不受不同地层沉积时期等因素的影响,对多个不同地质时期的目的层可以采用统一的标准来进行岩性解释。该重构方法可适用于不同类型砂泥岩地层的储层反演及泥质含量计算。     

四川盆地焦石坝地区页岩气储层孔隙参数测井评价方法

四川盆地焦石坝地区页岩储层具有孔隙度低、孔隙结构复杂的特点,五峰-龙马溪组页岩储层段发育无机孔隙、有机质孔隙和微裂缝3种孔隙类型,核磁共振测井作为岩石孔隙参数评价的一项有效技术,在该区储层孔隙度和孔隙结构的评价中发挥了重要作用。基于岩心刻度测井解释的方法,通过对常规测井资料和岩心核磁共振实验数据的相关性研究,建立了焦石坝地区页岩储层的总孔隙度和有效孔隙度解释模型。总孔隙度解释模型是将岩心核磁实验的总孔隙度分析结果与测井资料进行最佳深度匹配后,根据最优化数学方法,确定多元线性回归法为最佳计算方法,即总孔隙度与密度测井、声波时差、补偿中子测井进行多元线性拟合;有效孔隙度解释模型是根据岩心核磁实验的有效孔隙度与密度测井具有较好的正相关性,建立根据密度测井求取有效孔隙度的关系式。孔隙度计算结果与岩心实测结果对比显示,91.7%的数据其绝对误差都小于0.5%,实现了对该区页岩储层孔隙参数的较好评价。      

页岩气藏体积压裂数学模型研究

页岩储层具有一定密度和连通性的天然裂缝,而对复杂天然裂缝网络的描述非常困难。目前还没有针对页岩气藏的渗流模型,其模拟模型还基于常规的黑油模型或双重介质模型。黑油模型适用性广、解法完善,是目前油气藏数值模拟中最经典的模型,但是它不能考虑气体解吸附作用;因此,对页岩气藏的适用性比较差。文中建立以溶解气模拟吸附气的模型。即利用溶解气油比曲线模拟朗格缪尔等温吸附曲线,将油相视为不可流动相,黑油模型中的气相即为页岩气藏中的自由气。考虑了气体的解吸附作用和扩散作用,对比了其与单一介质的模拟结果,与传统的双孔单渗模型模拟结果相比,二者均能较好地进行页岩气产能预测。     

龙马溪低电阻率页岩含气饱和度计算研究

A井龙马溪-五峰组岩气层段电阻率值相对较低,较低的电阻率往往会导致利用电法测井信息的Archie等公式计算获得的含气饱和度远远低于实验分析值。为提高页岩气层关键参数的计算精度,开展了利用非电法测井信息计算含气饱和度的3种方法研究:中子密度交会法计算含气饱和度、总有机碳含量经验模型法计算含气饱和度、元素测井体积组分法计算含气饱和度,并进行比较分析,其中元素测井体积组分法效果最佳,其他2种方法视测井资料条件也能满足计算精度要求。