页岩气资源评价方法研究进展与发展方向

发表时间:2020/11/20   来源:《城镇建设》2020年8月23期   作者:徐永锋,晁海德,李青,李延庆
[导读]
        徐永锋,晁海德,李青,李延庆
        青海省第四地质勘查院,青海省页岩气资源重点实验室青海西宁 810000
        摘要:页岩储集层属于孔隙-裂缝型双重介质,具有纳米级基质孔隙直径以及渗透率仅为几纳达西的天然裂缝。页岩气藏开发过程中,常采用水力压裂技术增加人工裂缝,从而提高裂缝系统的有效渗透率,进而增大页岩气井产量。本文对页岩气资源评价方法研究进展与发展方向进行分析,以供参考。
关键词:页岩气;资源评价;发展方向
引言
        通过10余年的页岩气勘探开发攻关,我国建成了涪陵、长宁-威远和昭通等国家级页岩气示范区,但页岩气勘查、开发利用工作总体上和国内大部分省市一样处于探索起步阶段。相关单位开展了一系列的前期调查研究工作。为了加速青海省页岩气产业发展,自然资源厅首次针对页岩气矿种开展了《青海省页岩气资源远景调查及勘查部署研究》项目,在项目实施过程中共进行了多次调研、会议交流和资料收集工作,基本掌握了全省页岩气勘查开发利用现状以及全省“十三五”期间的工作安排。
1页岩有机地化特征
        1.1有机质丰度及有机质类型
        疏勒河盆地上石炭统羊虎沟组TOC介于0.61-41.20%之间,柴达木盆地上石炭统克鲁克组TOC在0.50-12.47%之间;祁连盆地、门源盆地、木里盆地、哈拉湖盆地、天峻-刚察盆地、八宝山盆地上三叠统TOC分别介于0.25-73.81%、0.03-22.40%、0.36-36.10%、0.14-1.56%、0.04-32.00%、0.40-50.10%之间; 疏勒河盆地、木里盆地、柴达木盆地、雁石坪盆地中下侏罗统TOC分别介于0.34-4.27%、0.17-27.50%、0.30-34.62%、0.14-4.48%之间,总体来看青海省上石炭统、上三叠统、中下侏罗统暗色泥页岩TOC处于中等-高。
        疏勒河盆地、柴达木盆地上石炭统及祁连盆地、门源盆地、木里盆地、哈拉湖盆地、天峻-刚察盆地、八宝山盆地上三叠统有机质类型均为Ⅱ2、Ⅲ型,疏勒河盆地、木里盆地、柴达木盆地、雁石坪盆地中下侏罗统有机质类型为Ⅱ1、Ⅱ2、Ⅲ型。
        1.2热演化程度
        疏勒河盆地、柴达木盆地上石炭统RO分别介于0.68-4.14%、0.96-2.60%之间,基本处于高成熟阶段;祁连盆地、门源盆地、木里盆地、哈拉湖盆地、天峻-刚察盆地、八宝山盆地上三叠统RO分别介于0.61-1.24%、0.61-1.89%、0.61-9.42%、2.09-4.16%、1.13-4.28%、1.58-3.20%之间,总体处于中等-高成熟阶段; 疏勒河盆地、木里盆地、柴达木盆地、雁石坪盆地中下侏罗统RO分别介于0.86-2.34%、0.76-1.40%、0.29-1.52%、3.4-4.33%之间,总体来看除雁石坪盆地处于高成熟阶段外,其余各盆地均处于中等成熟阶段。
        总体来看,省内烃源岩热演化程度与埋藏深度相关,埋藏深度越大,热演化程度越高,并且从层系上来讲具有一定的继承性。总体来看,青海省内各时代烃源岩基本处于处于成熟-高成熟阶段,产凝析油-干气。
        1.3含气性
        页岩储层的含气量主要由游离气、吸附气及溶解气三部分组成,由于溶解气极低,因此本次研究只考虑游离气和吸附气。根据岩心有机碳含量与吸附气量的关系式,可求取页岩储层的吸附气量。根据测井解释模型对元坝地区部分井进行了测井精细处理解释。测井解释含气量比岩心现场测试含气量高,这可能是由于岩心现场测试过程中部分气量逸散和测试设备误差引起的。
2工程影响因素评价
        2.1裂缝高度影响
        在工程影响因素评价研究中,按照设计方案,分别研究压裂簇数、裂缝高度、水平井长度、裂缝长度和段间距等因素对产量变化规律的影响。设计裂缝高度分别为15m、20m、25m、30m、35m,研究不同裂缝高度时的页岩气井产量变化规律。随裂缝高度的增加,稳产时间和累计产气量增加;当裂缝高度由15m到35m时,累计产气量从3894×104m3增加到9282×104m3,增加幅度为138%。

主要原因在于,储层厚度相同时,裂缝高度越高,页岩储层改造效果越好,相同水平井长度范围内的泄油区域越大,因此能够使页岩气井产能有效提高。当裂缝高度为35m时,累积产气量增加幅度为26.9%,经济效益增加幅度为18.1%,此时经济效益及累计产气量增加幅度仍较好。综上,结果表明裂缝高度为35m时,页岩气藏开采效果较好。
        2.2裂缝长度影响
        设计裂缝长度为60m、80m、100m、120m、150m,研究不同裂缝长度时的页岩气井产量变化规律。随裂缝长度的增加,稳产时间和累计产气量增加;当裂缝长度由60m增加到150m时,累计产气量从3661×104m3增加到7668×104m3,增加幅度为109%;当裂缝长度大于80m时,稳产时间和累计产气量增加幅度放缓。主要原因在于裂缝长度越长,页岩储层改造效果越好,储层中的原油越容易通过人工裂缝进入到井筒中,且裂缝长度越长时,相同水平井长度范围内的泄油面积越大,因此能够使页岩气井产能有效提高。当裂缝长度为120m时,累计产气量增加幅度为16.4%,相对裂缝长度为150m时较低,但其经济效益增加幅度为13.6%,高于裂缝长度为150m时的经济效益增加幅度8.0%,因此综合考虑经济效益及累计产气量增加幅度,结果表明TY页岩气藏最佳裂缝长度应为120m。
3页岩气资评方法适用性及研究进展
        3.1成因法
        成因法最大的优点是通过分析复杂的油气成藏过程来评估油气资源潜力,对资源潜力的宏观把控具有独到的优势;缺点是评价过程复杂,难以准确预测泥页岩在地质历史时期的生-排-滞留烃演化过程。
        3.2动态法
        动态法是基于页岩气的流动及生产规律提出的,用于已进入生产阶段,且有一批长期生产井地区页岩气可采储量的评价。动态法计算页岩气资源量的关键参数是生产井的产层压力和产量数据等,参数取值较为客观,评价结果具有较强的指导性。
        3.3综合法
        综合法原理和评价思路都很简单,主要适用于低勘探程度地区,评价的关键是依靠其他资评方法获得的资评结果和专家的地质认识,优点是在综合给出资评结果时充分考虑了不同资评方法得到的资评结果和专家经验,缺点是评价过程中不同资评结果赋予的权重和专家赋值主观性较强。目前,特尔菲法在油气资源评价中得到了广泛应用;而专家系统法进展缓慢,是未来页岩气资源评价的重要发展方向之一。随着中国页岩气勘探开发进程的不断深入,未来有必要建立不同类型页岩气资评关键参数和资评结果数据库,同时要加强资评专家库的建设,发挥专家经验在资源评价中的作用,保证资评结果更符合地质实际。
4页岩气资评方法发展方向
        页岩气资评刻度区建设和大数据应用技术,随着中国页岩气勘探开发工作的深入,页岩气形成地质条件和富集规律研究取得了突破性进展,也积累了一大批页岩气勘探开发生产数据,为中国页岩气刻度区建设奠定了基础。下一步需尽快建立中国不同类型页岩气资源评价刻度区,分析不同类型刻度区页岩气形成地质条件差异及资源分布、富集和生产特征,建立完善的页岩气资源评价类比参数体系,为统计法、类比法和动态法计算资源量提供客观的评价参数,进一步提高资评结果的可信度。此外,随着人工智能技术的进步,可以将大数据技术应用到统计样本数据分析、刻度区数据库管理和页岩气数值模拟中。大数据技术能够让人们从繁杂的地质大数据中找出规律,优选评价模型,使油气资源评价结果更精确。
结束语
        综上所述,坚持基础研究与技术创新相结合,注重页岩气开发生态环境保护,探索适合全省页岩气勘查开发的新模式、新思路。
参考文献
[1]许方哲.体积法计算页岩气资源量原理及方法说明——以Surfer软件计算LF断陷沙二段资源量为例[J].石化技术,2019,26(07):229-230.
[2]郭秋田.页岩气高温高压吸附模型研究[D].重庆科技学院,2018.
[3]张宝收,塔里木盆地第四次油气资源评价.新疆维吾尔自治区,中国石油天然气股份有限公司塔里木油田分公司,2018-11-07.
[4]韩双彪.鄂尔多斯盆地东南部延长组页岩油气生成与相态预测[D].中国地质大学,2018.
[5]徐秋枫.川东北元坝区块页岩气资源评价及方法探究[D].中国地质大学,2017.
        基金项目:青海省地质矿产勘查开发局地质勘查“青海省清洁能源靶区优选”项目资助。
投稿 打印文章 转寄朋友 留言编辑 收藏文章
  期刊推荐
1/1
转寄给朋友
朋友的昵称:
朋友的邮件地址:
您的昵称:
您的邮件地址:
邮件主题:
推荐理由:

写信给编辑
标题:
内容:
您的昵称:
您的邮件地址: