中石化胜利石油工程有限公司测井公司 山东东营 257096
摘要：为了更好地开发页岩气资源储量，有效缓解油气对外依存度，研究和探索页岩气储层测井解释评价技术是业内企业及从业人员工作的重要内容。本文围绕川渝页岩气储层的测井技术和综合评价技术进行了论述，旨在推动我国页岩气开发技术越来越科学高效。
关键词：页岩气储层；测井技术；参数；综合评价
1、页岩气储层特征和评价要点
我国西南地区的页岩特点整体与美国北部页岩特点相似，具体表现在页岩层厚度相似、含碳量和石英含量较高。川渝地区的页岩气主要储层在龙马溪组、二叠系，为海相沉积。储层中的泥页岩有机质厚度位于100~300m，有机碳总含量在3%~4%，镜质体反射率在3.0%~3.2%，黏土矿物整体含量较低。页岩气储层评价主要围绕页岩岩性的识别、页岩矿物组分含量两个方面展开。页岩矿物组分含量评价又包括孔隙度计算、渗透率计算、黏土矿物含量计算、脆性矿物含量计算、总有机碳含量计算、热成熟度计算、镜质体反射率计算、力学计算等具体内容。与常规的岩层相比，页岩储层自然伽玛能谱整体呈现高数值，局部有低值，自然电位呈现低值，深浅电阻率整体中低值，局部出现高值，深浅电阻率几乎重合，声波时差较高，有周波跳跃现象，中子孔隙度中等，岩性密度中低值。相对于普通的储层，页岩气储层的测井技术更加复杂。本文通过从页岩气储层的特征入手，通过对页岩气储层评价关键参数的计算分析，给出了页岩气储层评价定性的标准，并在页岩气储层分析处理软件基础上对页岩气储层的定性进行了综合评价，供相关人士参考。
2、测井技术所具有的显著特点
近年来，随着页岩气资源开发进程的加快，掌握页岩气储层测井技术对页岩气储层进行科学评价对于有效开发页岩气资源十分重要。由于人们经济水平的提升，其对自身的生活质量也有了更高标准的要求，为了满足国民开展生产及生活活动的需求，企业便引进了多功能特性的工程技术，而测井技术也包含在其中，便持续性的衍生出了很多类型的勘探工艺及测井方法。其中，以成像、声波及电法等多种测井方法最具代表性，且在实际工程进行过程中被应用得最为广泛。在工程开展过程中，相关技术人员采用多种测井方法，对开采区实际的地质状况加以检测，进而促使该区数据值能够被切实可行的被应用于工程的设计方案制定之中，这一系列流程则充分体现出了测井技术所具备的重要应用价值。我国很多大型企业为了促使自身所应用到的测井技术更具可行性，便对引进的技术加以改良，以便其与自身企业实际的施工状况更加贴合。只有这样，才能保障该企业以最低的施工成本获取到更高的开采效益。
3、页岩气储层评价关键参数的计算
矿物含量：最常用的计算方法包括自然伽玛能谱法、三孔隙度法、元素俘获能谱法。自然伽玛能谱法主要对高岭石、蒙脱石、绿泥石、石英、伊利石、长石、韵母等矿物组分含量进行预测，误差可控制在10%以内。三孔隙度法主要对高岭石、蒙脱石、绿泥石、伊利石等矿物组分含量进行预测，误差可控制在13%以内。元素俘获能谱法能够对复杂敏感性储层的矿物组分进行识别分析，测量误差小，精读高。
.png)
图1 不同计算方法下计算结果的差异
地化参数含量：主要包括总有机碳含量、热成熟度、镜质体反射率。总有机碳含量又称为剩余有机碳，是地化参数测量的重要指标。通常的计算方法包括电阻率与孔隙度重叠法、铀元素和总有机碳回归线法、三孔隙度法。三种测量计算方法各有不同，如电阻率与孔隙度重叠法重叠法需要深浅电阻率曲线，该法对于页岩气储层中电阻率较高的情况，对于碳酸盐含量较高的页岩气储层也不适用。铀元素和总有机碳回归线法需要元素俘获能谱以及岩心的测量资料，在实际测井中应用最为广泛，测量方法简单，测量效果好，但是该方法对于页岩气储层中含有其他放射性矿物元素时并不适用。三孔隙度法需要测量声波时差和补偿中子及补偿密度，在实际应用中补偿密度计算计算会受到井眼扩径大小的影响，因此适用性受到限制。三种不同计算方法下的计算结果有一定差异，如图1所示。
测井时，技术人员需要根据页岩气储层的实际特征和具备的测井资料来灵活选择适宜的计算方法。热成熟度是页岩气储层中烃类的重要反映指标，当页岩气储层中的热成熟度达到一定的数值后，可以反映出该页岩气储层中的有机质成熟度高，往往含有页岩气源衍生烃的很大潜力，在一定程度上，页岩气的热成熟度越高，该页岩储层生气量越大。在实际的计算过程中，热成熟度指数通常采用中子、密度、电阻率等参数的计算方法，即HankZhao提出的计算方法。镜质体反射率随储层热演化程度的加深而随之发生明显变化，在计算的过程中，技术人员可以采用干酪根分析数图1不同计算方法下计算结果的差异值与镜质体对应深度建立线性关系，得到回归线方程，然后利用中子-密度重合法检测，从回归线方程中找到镜质体反射率的数值。
物性参数：主要包括孔隙度、渗透率。由于页岩气矿物组分比常规岩层的矿物组分更加复杂，而且孔隙度更小，因此采用传统的测井方法效果不理想。技术人员通过分析岩芯，并将岩芯数据和俘获测井数据结合建立了多项因子关系模型，包括骨架密度值、中子值以及岩层矿物元素含量，得到更加准确的测井结果。将上述关系模型得到的测井结果与核磁共振测井技术得到的结果进行对比，发现页岩气储层孔隙度的大小与岩心得到的数据具有一致性[3]。
页岩气含量：主要包括吸附气含量和游离气含量。吸附气含量的计算可采用等温吸附法。采集页岩样品，进行样品的等温吸附模拟实验，通过模拟吸附过程获取页岩样品最大饱和吸附气。计算方法采用Lewis法，公式如下：
vit=10（-c3（T+cc））（1）
Pit=10（c-（T+cB））（2）
c4=logV1+（c3Ti）（3）
c8=logP1+（-c7Ti）（4）
公式中，Vit代表兰格缪尔体积；Pit代表兰格缪尔压力；T代表储层温度；Ti代表等温吸附温度；Vic代表校正后的兰格缪尔体积；TOClg代表测井得到的总有机质含量百分数；TOCiso代表等温线上总有机质含量百分数；gc代表吸附气量；V1代表兰格缪尔体积，即无限大压力下的体积；P1代表兰格缪尔压力，即0.5倍兰格缪尔体积所对应的压力。游离气属于自由气，其含量与页岩气储层的孔隙度大小、气体饱和度、密度、碳酸盐含量多少、温度以及压力等因素有关。
力学参数：主要包括强度和弹性两类参数，强度参数又包括抗拉强度、抗压强度、抗剪强度，可采用公式计算也可采用试验模拟计算。试验成本更高，因此实际测井工作中多采用公式计算。弹性参数又包括体积模量、杨氏模量、泊松比、剪切模量，可以通过密度值、波时差进行计算。
4、页岩气储层的综合评价技术
对页岩气储层的综合评价主要包括多个方向，具体包括对页岩气储层的定性分析评价、对低阻率页岩气储层的评价、对页岩气储层产能以及压裂性分析。对于一般的页岩气储层，曲线图上出现高伽马特征、高声波时差、高电阻率特征、低密度特征，这些可作为判定页岩气储层为优质储层的重要特征。低阻率页岩气储层高含碳量地层双侧向电阻率低于1Ωm，这一特征反映出岩层的复杂性，造成低阻的因素很多，包括地层压力突变、地层水驱不良、油气位移等，这些因素很容易引起高矿化度地层水的出现，从而表现为页岩气储层低阻率特征。
结语
综上所述，页岩气储层是一种低孔隙度、低渗透率、以吸附态及游离态形式聚集的烃源岩储层。通过对页岩气储层中矿物组分含量的计算、物性参数计算、地化参数计算、含气量计算、力学参数计算，掌握页岩气储层的特征，在此基础上建立页岩气储层分析模型，对页岩气储层测井展开综合评价。
参考文献：
[1]颜磊，周文，樊靖宇，等.川南深层页岩气储层含气量测井计算方法[J].测井技术，2019（02）：149-154.
[2]淮阴超，张铭，谭玉涵，等.西甲盆地泥盆系页岩气储层最优化测井解释[J].特种油气藏，2019（01）：24-29+74.
[3]严伟，刘帅，冯明刚，张冲，等.四川盆地丁山区块页岩气储层关键参数测井评价方法[J].岩性油气藏，2019（3）：95-104.