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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

四川盆地下古生界页岩气资源前景预测

以石油地质学、油气地球化学等理论为依据,对四川盆地下古生界下寒武统筇竹寺组和下志留统龙马溪组富含有机质的暗色泥页岩的发育及分布作了分析。利用暗色泥页岩沉积厚度、总有机碳含量、有机质类型以及有机质成熟度4个指标对页岩气资源进行了初步评价,发现筇竹寺组和龙马溪组拥有巨厚的泥页岩沉积、较高的有机碳含量、良好的有机质类型以及十分重要的过成熟条件,从而推断出研究区具有丰富的页岩气资源,并进一步划分出研究区页岩气聚集的有利勘探区带。     

四川盆地涪陵地区页岩气层构造特征与保存评价

四川盆地涪陵页岩气田五峰组-龙马溪组含有丰富的页岩气资源,但该区经历了多期构造叠加作用,对页岩气保存条件造成了重要影响。系统研究了涪陵地区的构造特征和保存条件。该区发育北东向、北西向2组构造体系,主要形成于晚燕山期,受3套滑脱层系影响,纵向上变形特征存在差异性,可划分出3个构造形变层,中构造层变形相对强烈。将构造样式、断裂规模、剥蚀程度、裂缝密度作为构造变形的主要评价指标,可将涪陵地区平面上按构造变形分为东、西2带,西带构造变形较弱,保存条件较好。为进一步落实页岩气开发有利区,在"东西分带"认识的基础上,通过构造变形定量表征和地震预测,建立了一种涪陵地区保存条件量化评价方法。根据评价结果,在西带优选出3个有利目标区,在东带优选出2个有利目标区。     

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。     

四川盆地页岩气成藏地质条件

与传统上的“泥页岩裂缝气”并不完全相同,页岩气是主体上以吸附相和游离相同时赋存于泥岩及页岩地层中的天然气。四川盆地经历了克拉通和前陆盆地演化过程中复杂的构造变动,形成了与美国典型页岩气盆地相似的构造演化特点和地质条件,其中的古生界页岩不仅是盆地内常规气藏的烃源岩,而且还是页岩气成藏及勘探的主要对象,目前已发现了页岩气存在的大量证据。根据演化及勘探地质特点,四川盆地非常规天然气具有两分格局,东南部以页岩气为主而西北部以根缘气为主,古生界主体发育页岩气而中生界主体发育根缘气。川东和川南地区（包括川西南）古生界生气页岩发育厚度大、有机质含量高、埋藏深度小,下寒武统和下志留统具有良好的页岩气成藏及勘探地质条件;川中地区同时发育中、古生界烃源岩,上三叠统、下志留统和下寒武统可作为页岩气勘探的有利层位;川西中生界泥/页岩常与致密砂岩形成频繁互层并产生具有砂岩底部含气特点的根缘气,整体上存在着页岩气发育和勘探的远景条件,局部埋藏相对较浅的高碳泥/页岩是页岩气勘探的基本对象。     

原位转化页岩油资源潜力评价方法及其应用

地下原位转化页岩油的资源潜力巨大,是中国油气的战略接替资源。依据生烃理论和化学动力学原理,提出了原位转化页岩油的资源潜力评价模型,推导了页岩原位转化后有机质孔隙度的估算模型。经过关键参数研究,结合实验分析,获得鄂尔多斯盆地评价区延长组7油层组(长7油层组)页岩原位转化后的剩余生烃潜力为79.92~197.78 mg/g,平均为134.67 mg/g;转化产出物的油气比为7∶3。结果揭示:①长7油层组页岩的原位转化页岩油核心区面积为16 932 km²,转化页岩油的总资源当量为494.0×10⁸t,其中,液态烃为345.8×10⁸t,气态烃为148.2×10⁸t(油当量),可采总量按65 % 的经验可采系数换算后为321.1×10⁸t;②核心区平均新增有机质孔隙度为5.9 % ,最大可达17.9 % ;③甜点区主要分布在鄂尔多斯盆地正宁地区以东、环县地区以东和庆城地区附近。研究方法可为原位转化页岩油资源潜力评价与长7油层组页岩油的现场先导试验提供参考。     

川南威荣气田深层页岩气水平井钻头优选及应用

威荣气田地质条件复杂、地层老、可钻性差。分析前期钻头应用效果及存在的问题,结合建立的地层岩石可钻性剖面,应用钻头设计理论,优选适合的钻头型号,确定适合本区块的钻头关键技术:一开沙溪庙组～新田沟组地层适合攻击性强的5刀翼钢体PDC(聚晶金刚石复合片)钻头;二开陆相地层推荐使用耐磨性强的6刀翼胎体PDC钻头,海相地层以6刀翼钢体PDC为主,在部分高研磨性地层采用混合钻头;三开造斜段使用6刀翼、短保径定向PDC钻头,提高工具面稳定性;水平段使用5刀翼、长保径PDC钻头。现场应用表明,与前期平均指标相比,钻速提高1倍以上。     

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。     

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。     

四川盆地页岩气地球化学特征及资源潜力

页岩气是绿色低碳清洁的非常规天然气资源。我国页岩气资源丰富,加快页岩气勘探开发,对于改善中国能源结构、实现中国“2030年碳达峰、2060年碳中和”目标具有重要现实意义。四川盆地奥陶系五峰组—志留系龙马溪组是当前中国页岩气勘探开发的重点层系。通过对四川盆地威远、长宁、昭通、涪陵及威荣等地区五峰组—龙马溪组页岩气实验分析,系统分析了五峰组—龙马溪组页岩气地球化学特征,探讨了页岩气成因、碳氢同位素倒转原因及页岩气来源,展望了盆地页岩气资源勘探前景。结果表明：①五峰组—龙马溪组页岩气为典型干气,碳氢同位素均呈负序列分布,长宁、昭通与涪陵地区烷烃气碳同位素组成相对威远、威荣地区更重、具有更高热演化程度,稀有气体为典型壳源成因。②五峰组—龙马溪组页岩气为高—过成熟阶段热成因油型气,主要为原油裂解气和干酪根裂解气的混合气,烷烃气碳氢同位素倒转主要由高—过成熟阶段原油裂解气与干酪根裂解气的混合、高演化阶段地层水与甲烷交换作用等原因造成。③五峰组—龙马溪组页岩气的甲烷碳同位素值与下志留统龙马溪组泥岩干酪根碳同位素值较为匹配,符合碳同位素分馏规律δ¹³C_干酪根>δ¹³C_油>δ¹³C_烷烃气。④四川盆地海相、海陆过渡相和陆相页岩气资源总量约为41. 5×10¹² m³,资源前景广阔。     

生物成因硅确定方法及其在页岩气储层可压裂性评价中的应用

四川盆地上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组底部页岩被证实富含大量生物成因硅质矿物。为了定量计算储层生物成因硅的含量,研究其在储层可压裂性评价中的作用,利用改进后的元素标准比值法定量确定了目的层段生物成因硅含量,其最高可占总硅含量的70%以上。通过改进传统的可压裂性计算方法,将硅质矿物分为生物成因和非生物成因,研究不同成因硅质矿物对储层可压裂性的影响,弥补了传统方法不区分硅质成因带来的不足。研究结果表明,有机质含量高的储层段并不一定是最好的可压裂层段;在不考虑生物成因硅时计算的可压裂指数偏小,在实际压裂过程中容易错误认识储层可压裂情况。结合现场实际压裂示踪施工情况与累积产气占比,在考虑生物成因硅时划分的储层可压裂级别更加符合现场压裂情况,对现场压裂施工具有一定的指导意义。     

四川盆地下古生界存在页岩气的地球化学依据

四川盆地寒武系底部和志留系底部各存在一套良好的高成熟度、高有机质丰度、类型好的烃源岩,所生成的天然气均为腐泥型有机质形成的油型气,均可作为页岩气的勘探目标。下寒武统页岩烃源岩以川西南地区厚度最大,呈辐射状减薄,其累计厚度在100~400 m之间,有机碳含量在0.2%～9.98%之间,平均值为0.97%;下志留统页岩烃源岩主要分布在川南、川东地区,累计厚度在100~700 m之间,平均厚度为203 m,其中黑色页岩厚度变化在20~120 m之间,富含笔石,有机碳含量在0.4%~1.6%之间,有机质类型主要为腐泥型干酪根,生烃能力强,热演化程度高,已演化至过成熟阶段,目前生烃已近枯竭,但也说明它的生烃能力巨大,历史上曾经大量生成天然气。从其成熟度、运聚条件和矿物成分比较分析后认为：四川盆地页岩气勘探开发的首选目标应为川南下志留统页岩。     

页岩气储层总有机碳含量地震定量预测方法及其在四川盆地LZ区块的应用

总有机碳含量(w(TOC))是评价页岩气储层生烃能力的重要指标,也是页岩气甜点预测的关键参数之一.页岩气储层w(TOC)地震定量预测是通过地震岩石物理分析,优选储层w(TOC)敏感参数,得到基于地震弹性参数的w(TOC)计算模型;通过全道集叠前反演获得高精度弹性参数反演数据体,根据计算模型将反演数据体转换为w(TOC)数据体,从而定量预测页岩气储层w(TOC)的空间展布.应用该方法对四川盆地LZ区块上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组页岩气储层w(TOC)空间展布进行了研究.结果表明:基于全道集的叠前反演技术充分利用叠前道集中的AVO信息刻画出储层内部特征变化,有效提高弹性参数的反演精度;确定密度为LZ区块w(TOC)的敏感参数,结合全道集叠前密度反演获得w(TOC)数据体,预测出五峰组—龙一1亚段储层w(TOC)空间及平面分布;LZ区块6口井w(TOC)地震定量预测结果与测井解释结果对比,相对误差均小于5％.页岩气储层w(TOC)地震定量预测方法能有效预测w(TOC)的空间分布,为页岩气开发设计提供可靠依据.     

四川盆地下古生界页岩气藏形成条件与勘探前景

下古生界筇竹寺组和龙马溪组黑色页岩已被证实为四川盆地石炭系、震旦系等大中型气田或气藏的重要烃源岩,同时有迹象表明自身也具有形成页岩气藏的潜力。初步研究结果表明,筇竹寺组和龙马溪组黑色页岩均具有厚度大、区域分布广、富砂质、硅质和有机质的特征,且已见到大量油气显示和小规模油气流,具备形成页岩气藏的有利地质条件。四川盆地南部地区下古生界页岩气资源丰富,其中威远和自贡-泸州-永川２个区块可作为近期开展页岩气勘探开发的有利目标区,通过老井复查和加砂压裂测试,有望取得勘探突破。