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吉林大学学报(地球科学版) 2015年第S1期 864-865页

作者：董立周庆凡中国石化石油勘探开发研究院

近年来,在北美地区页岩气成功开发的影响下,我国政府、石油公司以及科研机构等对页岩气的开发和研究高度重视,并在页岩气成因、形成条件和资源潜力等方面开展了大量研究工作。我国学者对页岩气的概念和资源评价方法的认识较为一致,关注... 详细信息

近年来,在北美地区页岩气成功开发的影响下,我国政府、石油公司以及科研机构等对页岩气的开发和研究高度重视,并在页岩气成因、形成条件和资源潜力等方面开展了大量研究工作。我国学者对页岩气的概念和资源评价方法的认识较为一致,关注的泥页岩评价指标主要有页岩连续厚度、机碳含量(w(TOC))、有机质成熟度(Ro)以及岩石矿物含量等。在页岩气选取评价过程中,按照页岩气评价参数的标准,优选页岩气资源禀赋较高的有利区块以及具有商业开采价值的页岩气储层进行勘探开发。然而,由于泥页岩评价参数的选取存在差异,在实际工作中会导致页岩气资源量估算结果或者过于乐观而不切实际,或者过于保守而错失潜力区。为此,我们有必要对现行的评价参数及其取值标准进行研究,以此来确定这些公认的参数在评价页岩气藏规模和产能大小时的真正作用,同时探讨是否有其他参数对评估页岩气资源量和产量发挥着更大的作用。笔者将以美国阿卡马盆地(arkoma basin)中的Woodford页岩气区带为研究对象,依据已有资料,重点讨论泥页岩厚度、有机碳含量、有机质成熟度、储层地温梯度以及附近断层发育密度等参数对页岩气藏规模与产能大小的影响,以及部分参数的取值范围。通过研究发现:1在Woodford页岩气区带,估算最终开采量与页岩厚度没有明显的相关性,即随着页岩厚度增大并不意味着页岩气产量也随之增加,这主要是由于被压裂地层的体积是有限的,而未被压裂的页岩层段无法有效释放产量。为此,在页岩气选取评价时,含气页岩地层厚度所占的权重应当予以降低,只要其满足增产技术最低要求即可。2在Woodford页岩气区带发育多个页岩气"甜点",这些地区的单井初始产量和估算最终开采量均比较高,统计发现其TOC值均在2.0%以上。目前在国内开展的页岩气选区评价,将TOC下限值设为0.5%,这必然导致页岩气估算资源量过于乐观,这其中应该更多考虑页岩气是否达到了商业开采的级别,因此建议该参数的下限值应该参考2.0%设定。3在Woodford页岩气区带,估算最终开采量与Ro之间的关系表明,1.75≤Ro≤3.0对应的估算最终开采量最大,这与传统认为的1.25≤Ro≤2.0以开采量最大及Ro越大越好等观点存在明显不同。这主要是因为在有机质内部,随着成熟度的增高,其储层孔隙度也在增大,当成熟度增高到一定程度,页岩气则会表现出与之相匹配的最佳产量。但是,在达到最大生气量后,天然气热衰减发生,并伴随着大量CO2的产生,从而导致页岩气产量开始下降。这里要强调的是,在页岩气选区评价时,简单依靠Ro某几个数值进行页岩层级别划分是不科学的,应根据干酪根类型确定其门限值。4在Woodford页岩气区带,地温梯度较高的区域对应着估算最终开采量较大的地区;反之,则结论相反。究其原因,一是地温梯度增加,会加速储层的去水化过程,降低含水饱和度,从而增加了游离气数量;二是具有高地温梯度的岩层,当温度突降后会产生大量裂缝,这增加了有机质内部的孔隙空间,从而增加了页岩气的产量。建议在进行页岩气选取评价时,增加地温梯度的权重系数,并应当将其作为有利区优选的关键参数。5断层发育密度严重影响页岩气藏的规模和产能,Woodford页岩气区带中,平均估算最终开采量随着远离断层发育区而增大便很好说明了这一点,因此在选区评价时,充分利用3D地震资料精细刻画断层,避免在断层发育密集区及其邻区进行页岩气勘探。

关键词：厚度有机碳含量镜质体反射率地温梯度页岩气区带评价 Woodford页岩气区带 arkoma盆地

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关于页岩气区带评价指标的探讨——以美国Woodford页岩气区带为例

关于页岩气区带评价指标的探讨——以美国Woodford页岩气区带为例

引用

中国矿物岩石地球化学学会第15届学术年会

作者：董立周庆凡中国石化石油勘探开发研究院

近年来,在北美地区页岩气成功开发的影响下,我国政府、石油公司以及科研机构等对页岩气的开发和研究高度重视,并在页岩气成因、形成条件和资源潜力等方面开展了大量研究工作。我国学者对页岩气的概念和资源评价方法的认识较为一致,关注的泥页岩评价指标主要有页岩连续厚度、机碳含量（w（TOC））、有机质成熟度（Ro）以及岩石矿物含量等。在页岩气选取评价过程中,按照页岩气评价参数的标准,优选页岩气资源禀赋较高的有利区块以及具有商业开采价值的页岩气储层进行勘探开发。然而,由于泥页岩评价参数的选取存在差异,在实际工作中会导致页岩气资源量估算结果或者过于乐观而不切实际,或者过于保守而错失潜力区。为此,我们有必要对现行的评价参数及其取值标准进行研究,以此来确定这些公认的参数在评价页岩气藏规模和产能大小时的真正作用,同时探讨是否有其他参数对评估页岩气资源量和产量发挥着更大的作用。笔者将以美国阿卡马盆地（arkoma basin）中的Woodford页岩气区带为研究对象,依据已有资料,重点讨论泥页岩厚度、有机碳含量、有机质成熟度、储层地温梯度以及附近断层发育密度等参数对页岩气藏规模与产能大小的影响,以及部分参数的取值范围。通过研究发现:1在Woodford页岩气区带,估算最终开采量与页岩厚度没有明显的相关性,即随着页岩厚度增大并不意味着页岩气产量也随之增加,这主要是由于被压裂地层的体积是有限的,而未被压裂的页岩层段无法有效释放产量。为此,在页岩气选取评价时,含气页岩地层厚度所占的权重应当予以降低,只要其满足增产技术最低要求即可。2在Woodford页岩气区带发育多个页岩气"甜点",这些地区的单井初始产量和估算最终开采量均比较高,统计发现其TOC值均在2.0%以上。目前在国内开展的页岩气选区评价,将TOC下限值设为0.5%,这必然导致页岩气估算资源量过于乐观,这其中应该更多考虑页岩气是否达到了商业开采的级别,因此建议该参数的下限值应该参考2.0%设定。3在Woodford页岩气区带,估算最终开采量与Ro之间的关系表明,1.75≤Ro≤3.0对应的估算最终开采量最大,这与传统认为的1.25≤Ro≤2.0以开采量最大及Ro越大越好等观点存在明显不同。这主要是因为在有机质内部,随着成熟度的增高,其储层孔隙度也在增大,当成熟度增高到一定程度,页岩气则会表现出与之相匹配的最佳产量。但是,在达到最大生气量后,天然气热衰减发生,并伴随着大量CO2的产生,从而导致页岩气产量开始下降。这里要强调的是,在页岩气选区评价时,简单依靠Ro某几个数值进行页岩层级别划分是不科学的,应根据干酪根类型确定其门限值。4在Woodford页岩气区带,地温梯度较高的区域对应着估算最终开采量较大的地区;反之,则结论相反。究其原因,一是地温梯度增加,会加速储层的去水化过程,降低含水饱和度,从而增加了游离气数量;二是具有高地温梯度的岩层,当温度突降后会产生大量裂缝,这增加了有机质内部的孔隙空间,从而增加了页岩气的产量。建议在进行页岩气选取评价时,增加地温梯度的权重系数,并应当将其作为有利区优选的关键参数。5断层发育密度严重影响页岩气藏的规模和产能,Woodford页岩气区带中,平均估算最终开采量随着远离断层发育区而增大便很好说明了这一点,因此在选区评价时,充分利用3D地震资料精细刻画断层,避免在断层发育密集区及其邻区进行页岩气勘探。

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