CN107818189B - 一种计算页岩气可采资源量的方法 - Google Patents

一种计算页岩气可采资源量的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种计算页岩气可采资源量的方法，根据页岩气可采资源量＝页岩气地质资源量×页岩气地质资源量可采系数计算所述页岩气可采资源量，其中：确定与可采系数关联的备选计算参数，所有的备选计算参数均从属于客观地质参数；通过主因素法分析各个备选计算参数，从所述备选计算参数中确定用于计算所述可采系数的计算参数；以所述计算参数为因子构造可采系数的计算公式。根据本发明的方法，不需要实际动态生产数据，而是利用常规的地质静态特征及数据计算获得可采资源量，从而实现低勘探程度区的可采资源量计算。与现有技术相比，本发明的方法适用性更广、简单方便、精度相对较高。

Description

一种计算页岩气可采资源量的方法
技术领域
本发明涉及地质开发领域，具体说涉及一种计算页岩气可采资源量的方法。
背景技术
在页岩气勘探开发过程中，为了评价页岩气区域，往往需要获取页岩气区域的可采资源量。
在现有技术中，计算天然气可采资源量的方法有很多，主要有物质平衡法、产量递减法、数值模拟法等。其中：物质平衡法以物质平衡为基础，通过采出量随压力下降的变化关系求得与废弃压力相对应的可采储量；产量递减法以产量最高年为基准，利用后期每年的产量占最高年产量的百分比关系，作出综合产量/时间递减曲线图，适用于产量处于递减阶段的页岩气评价区；数值模拟法：根据气藏特征及开发概念设计等，建立气藏模型，并经历史拟合证实模型有效后，进行模拟计算，可求得可采储量。
但是，上述方法一般适用于高勘探程度区，需要具备一定的实际生产数据。在低勘探程度区(或者是处于勘探进行过程中的区域)，尤其是针对页岩气勘探阶段的评价区，由于没有大规模的进行开采页岩气或已开采的页岩气探井周期相对较短，缺乏大量的实际动态生产数据，因此，无法运用物质平衡法、产量递减法、数值模拟法等对页岩气可采资源量进行定量计算。
发明内容
本发明提供了一种计算页岩气可采资源量的方法，根据
页岩气可采资源量＝页岩气地质资源量×页岩气地质资源量可采系数
计算所述页岩气可采资源量，其中：
确定与可采系数关联的备选计算参数，所有的备选计算参数均从属于客观地质参数；
通过主因素法分析各个备选计算参数，从所述备选计算参数中确定用于计算所述可采系数的计算参数；
以所述计算参数为因子构造可采系数的计算公式。
在一实施例中，以所述计算参数为因子构造可采系数的计算公式，
Figure BDA0001114298800000021
其中：K为可采系数；
K0为可采系数基准值；
M为所述计算参数，M的不同下标用于区别不同的计算参数，n的数值为计算参数的个数。
在一实施例中，基于历史数据确定可采系数基准值，其中，以历史数据中达到页岩气地质条件可采标准的区域的可采系数值作为可采系数基准值。
在一实施例中，所述可采系数基准值取30％。
在一实施例中：
从所述备选计算参数中确定用于计算所述可采系数的计算参数，其中，每个所述计算参数包含多个影响因子；
以所述计算参数为因子构造可采系数的计算公式，其中，获取所述影响因子针对所述计算参数的权重参数以及所述影响因子的量化模型，基于所述影响因子以及所述权重参数构造所述计算参数的计算公式。
在一实施例中，基于所述影响因子以及所述权重参数构造所述计算参数的计算公式，
Figure BDA0001114298800000022
其中：A为所述影响因子，A的不同下标用于区别不同的影响因子，m的数值为影响因子的个数；
D为所述权重参数，D的下标对应所述权重参数所归属的所述影响因子。
在一实施例中，从所述备选计算参数中确定用于计算所述可采系数的计算参数，其中，所述计算参数包含有机地球化学参数、储集物性参数以及保存条件参数。
在一实施例中，所述有机地球化学参数包括总有机碳含量以及镜质体反射率。
在一实施例中，所述储集物性参数包括脆性矿物含量以及孔渗条件。
在一实施例中，所述保存条件参数包括构造及顶底板条件以及压力系数。
根据本发明的方法，不需要实际动态生产数据，而是利用常规的地质静态特征及数据计算获得可采资源量，从而实现低勘探程度区(或者是处于勘探进行过程中的区域，尤其是页岩气勘探阶段的评价区)的可采资源量计算。
与现有技术相比，本发明的方法适用性更广、简单方便、精度相对较高。
本发明的其它特征或优点将在随后的说明书中阐述。并且，本发明的部分特征或优点将通过说明书而变得显而易见，或者通过实施本发明而被了解。本发明的目的和部分优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的步骤来实现或获得。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例共同用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是根据本发明一实施例的方法流程图。
具体实施方式
以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此本发明的实施人员可以充分理解本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程并依据上述实现过程具体实施本发明。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。
在现有技术中，计算天然气可采资源量的方法有很多，主要有物质平衡法、产量递减法、数值模拟法等。但是，上述方法一般适用于高勘探程度区，需要具备一定的实际生产数据。在低勘探程度区(或者是处于勘探进行过程中的区域)，尤其是针对页岩气勘探阶段的评价区，由于没有大规模的进行开采页岩气或已开采的页岩气探井周期相对较短，缺乏大量的实际动态生产数据，因此，无法运用物质平衡法、产量递减法、数值模拟法等对页岩气可采资源量进行定量计算。
因此，本发明提出了一种计算页岩气可采资源量的方法。本发明的基本思路是基于页岩气地质资源量可采系数计算获取页岩气可采资源量。页岩气地质资源量可采系数是页岩气地质资源量向可采资源量转化的桥梁，其研究与应用是页岩气资源评价的重要组成部分。具体的，
页岩气可采资源量＝页岩气地质资源量×页岩气地质资源量可采系数。(式1)
本发明的方法的实现关键是获取页岩气地质资源量可采系数，在本发明一实施例中，基于特尔斐专家打分方式，运用地质风险分析法、类比法及权值因子法，采用经验公式，实现页岩气资源量可采系数的计算，从而达到获得可采资源量的目的。
具体的，在一实施例中，首先确定与可采系数关联的参数(备选计算参数)。影响页岩气可采系数的因素很多，主要有客观地质参数和人为开发因素。其中，人为开发因素主要包括水平井的密度与技术；水平井的压裂及增产技术等。在页岩气资源评价阶段，很少涉及开发部分(此时，开发工作往往尚未进行)，因此，只考虑客观地质参数条件下的可采系数。即，所有的备选计算参数均从属于客观地质参数。
备选计算参数(客观地质参数)包含多种不同的参数，但是，并不是每种参数都会对可采系数产生足够的影响。为了简化计算流程，在本发明一实施例中，通过主因素法分析各个参数，从中确定用于计算可采系数的计算参数；然后以计算参数为因子构造可采系数的计算公式。
具体的，在本发明一实施例中，可采系数的计算公式为
Figure BDA0001114298800000041
其中：K为可采系数；
K0为可采系数基准值；
M为计算参数，M的不同下标用于区别不同的计算参数，n的数值为计算参数的个数。
在式2中，可采系数基准值为通常情况下满足地质开采条件(地质条件相对较好)的区域的可采系数值。在本发明一实施例中，基于历史数据确定可采系数基准值，其中，以历史数据中达到页岩气地质条件可采标准的区域的可采系数值作为可采系数基准值。具体的，在一具体实施例中，可采系数基准值取30％。
为了提高可采系数的准确度，需要尽可能保证计算参数的取值符合实际情况。为了获取计算参数的准确值，在本发明一实施例中，在确定计算参数时并不是直接将具体的客观地质参数作为计算参数，而是先分析影响可采系数的客观地质参数的大类，将影响可采系数的每一类客观地质参量作为一个计算参数，每个计算参数包含多个影响因子，每个影响因子为一个客观地质参数。
然后，在构造计算公式的过程中，针对相应的计算参数，获取每一个影响因子的权重参数(依据各参数对可采系数的影响程度，给各个参数赋予不同的权值)；基于影响因子以及权重参数构造计算参数的计算公式。
具体的，在一实施例中，计算参数的计算公式为：
Figure BDA0001114298800000051
其中：A为影响因子，A的不同下标用于区别不同的影响因子，m的数值为影响因子的个数；
D为权重参数，D的下标对应权重参数所归属的影响因子。
同时，基于对影响因子的分析(针对历史数据以及当前客观情况进行分析)获取影响因子的量化模型。
结合式2以及式3即可以获得利用客观地质参数计算获取可采系数的计算公式。利用量化模型对计算公式中的影响因子进行赋值，就可以计算可采系数的具体值。
接下来结合附图详细描述本发明的一实施例的方法的实施过程。附图的流程图中示出的步骤可以在包含诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行。虽然在流程图中示出了各步骤的逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
如图1所示，在一实施例中，首先确定与可采系数关联的备选计算参数(客观地质参数)(步骤S110)。具体的，备选计算参数主要包括总有机碳的含量、镜质体反射率、储层的厚度、水文地质情况；裂缝和有机质孔隙发育情况，孔隙度、渗透率的大小和脆性矿物含量；含气量及吸附气和游离气的比例；埋藏深度、构造条件、顶底板致密程度及压力系数的影响；地形地貌条件等。
接下来，对各个备选计算参数进行分析，确定计算参数以及影响因子(步骤S120)。具体的，在本发明一实施例中，步骤S120确定了三类计算参数，其分别为包含有机地球化学参数、储集物性参数以及保存条件参数。其中：
有机地球化学参数包括总有机碳含量以及镜质体反射率；
储集物性参数包括脆性矿物含量以及孔渗条件；
保存条件参数包括构造及顶底板条件以及压力系数。
上述参数的分析如下：
总有机碳含量：不但决定页岩气的生成量，也影响吸附气含量的多少，从而影响页岩气的开采年限，进而影响了它的可采系数。
镜质体反射率：研究表明，镜质体反射率高低影响了页岩生气量的多少，进而影响了它的可采系数。
脆性矿物含量：它是页岩层可压性的一项重要的评价指标，是采用水平分段压裂技术进行大规模的商业性开发的一个重要因素，是影响页岩气开采的一个重要参数。
孔渗条件：页岩孔渗条件的好坏不但影响了页岩含气量的多少，同时影响了页岩气的开采，为页岩气的运移、开采提供通道。
构造及顶底板：页岩发育的构造复杂程度及页岩的顶底板致密程度影响了页岩气的富集、开发。断裂不发育且褶皱比较宽缓，顶底板条件好的页岩有利于页岩气的富集与开发。
压力系数：研究表明，异常高压有利于页岩气的形成、保存及高效开发，可采系数与地层压力具有正相关关系。
接下来，基于对参数的分析，获取各个参数的量化模型(步骤S130)并依据各参数对可采系数的影响程度，获取各个参数的权重(权值)(步骤S140)。
具体的，在本发明一实施例中，参数的量化模型以及权值如表1、表2、表3所示。
Figure BDA0001114298800000061
表1
赋值区间 B1—脆性矿物含量 B2—孔渗条件
权值(D) 60％ 40％
[0.75，1.0] ≥60％ 基质孔隙度≥5.0％，基质渗透率≥1000 nD
[0.5，0.75) [45％，60％) 基质孔隙度[4.0％，5.0％)，基质渗透率[100 nD，1000 nD)
[0.25，0.5) [30％，45％) 基质孔隙度[3.0％，4.0％)，基质渗透率[10 nD，100 nD)
[0.0，0.25) ＜30％ 基质孔隙度＜3.0％，基质渗透率＜10 nD
表2
赋值区间 C1—构造及顶底板 C2—压力系数
权值(D) 40％ 60％
[0.75，1.0] 产状平缓、断裂不发育，顶底板条件好 ≥1.4
[0.5，0.75) 宽缓褶皱构造、少量断裂，顶底板条件较好 [1.2，1.4)
[0.25，0.5) 紧闭褶皱、断裂较发育，顶底板条件一般 [1.0，1.2)
[0.0，0.25) 紧闭褶皱、断裂发育，顶底板条件差 ＜1.0
表3
最后基于特尔斐法专家打分方式，运用地质风险分析法、类比法及权值因子法，建立可采系数的计算公式(步骤S150)。计算公式为：
Figure BDA0001114298800000071
式中：
K：可采系数，用百分数表示；
A1：总有机碳含量的赋值，0-1之间；
A2：镜质体反射率的赋值，0-1之间；
B1：脆性矿物含量的赋值，0-1之间；
B2：孔渗条件的赋值，0-1之间；
C1：构造及顶底板条件的赋值，0-1之间；
C2：压力系数的赋值，0-1之间；
D：各个参数的权值，用百分数表示。
其中：DA1+DA2＝100％；DB1+DB2＝100％；DC1+DC2＝100％。
接下来，就可以基于式4进行赋值计算(基于量化模型进行赋值)，计算可采系数并进一步计算可采资源量(步骤S160)。
具体到一应用实例中，按照现有方法的流程，某区域内一段页岩气藏新增页岩气探明含气面积106.45平方公里，地质探明储量1067.50亿方，技术可采储量266.88亿方，探明未开发经济可采储量134.74亿方。在这种情况下，经计算可采系数为25.00％。即K＝266.88亿方/1067.50亿方*100％＝25.00％。
根据本发明的方法，首先分析该区域页岩气地质特征，对客观地质参数赋值，根据式3进行计算
Figure BDA0001114298800000081
最终计算的可采系数取值25％，其与按照现有方法获取到的可采系数一致，从而证明了本发明的方法的有效性与正确性。
本发明的方法突破了页岩气勘探阶段资源评价中只能定性给出可采系数的限制，实现了定量计算页岩气可采系数的目标。
本发明的方法运用地质风险分析法、类比法及权值因子法，采用经验公式计算页岩气可采系数。运用经验公式计算页岩气可采系数适于各种勘探阶段的页岩气评价区，一般来说勘探程度越高，评价资料越丰富，专家打分及赋值就越精确，页岩气可采系数的计算结果就越准确。
在页岩气资源评价实际工作中，只需了解评价区的静态地质特征，对客观地质参数进行赋值就能实现可采系数的计算，操作流程简单方便。
进一步的，相对通过地质特征定性直接给出页岩气可采系数而言，运用经验公式计算页岩气可采系数，考虑地质特征更全面、更客观、能体现各评价区块细微差别，故计算结果精度相对较高。
综上，与现有技术相比，本发明的方法适用性更广、简单方便、精度相对较高。
虽然本发明所公开的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。本发明所述的方法还可有其他多种实施例。在不背离本发明实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变或变形，但这些相应的改变或变形都应属于本发明的权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种计算页岩气可采资源量的方法，其特征在于，根据
页岩气可采资源量＝页岩气地质资源量×页岩气地质资源量可采系数
计算所述页岩气可采资源量，其中：
确定与可采系数关联的备选计算参数，所有的备选计算参数均从属于客观地质参数；
通过主因素法分析各个备选计算参数，从所述备选计算参数中确定用于计算所述可采系数的计算参数；
以所述计算参数为因子构造可采系数的计算公式；
其中，以所述计算参数为因子构造可采系数的计算公式，
Figure FDA0002654124600000011
其中：K为可采系数；
K0为可采系数基准值；
M为所述计算参数，M的不同下标用于区别不同的计算参数，n的数值为计算参数的个数；
其中，基于影响因子以及权重参数构造所述计算参数的计算公式，
Figure FDA0002654124600000012
其中：A为影响因子，A的不同下标用于区别不同的影响因子，m的数值为影响因子的个数；
D为权重参数，D的下标对应权重参数所归属的所述影响因子。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于历史数据确定可采系数基准值，其中，以历史数据中达到页岩气地质条件可采标准的区域的可采系数值作为可采系数基准值。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述可采系数基准值取30％。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
从所述备选计算参数中确定用于计算所述可采系数的计算参数，其中，每个所述计算参数包含多个影响因子；
以所述计算参数为因子构造可采系数的计算公式，其中，获取所述影响因子针对所述计算参数的权重参数以及所述影响因子的量化模型，基于所述影响因子以及所述权重参数构造所述计算参数的计算公式。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，从所述备选计算参数中确定用于计算所述可采系数的计算参数，其中，所述计算参数包含有机地球化学参数、储集物性参数以及保存条件参数。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述有机地球化学参数包括总有机碳含量以及镜质体反射率。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述储集物性参数包括脆性矿物含量以及孔渗条件。
8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述保存条件参数包括构造及顶底板条件以及压力系数。
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