CN109444334A - 一种陆相页岩气评价方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种陆相页岩气评价方法,该方法包含:(1)采用页岩厚度、埋深、有机质丰度、成熟度和面积的贡献赋值求加权平均值,以考察生气条件;采用页岩物性和含气量的贡献赋值求加权平均值,以考察储集能力;(2)当生气条件和储集能力均满足步骤(1)中的条件时,再考察保存条件、易开采性和工程评价;(3)再根据所述生气条件、储集能力、保存条件、易开采性和工程评价对陆相页岩气是否能够开采进行综合评价。本发明的方法同时考虑到多个指标,对页岩气开采提供了技术依据。
Description
技术领域
本发明涉及一种页岩气评价方法,具体涉及一种陆相页岩气评价方法。
背景技术
页岩气是指赋存于以富有机质页岩为主的储集岩系中的非常规天然气,是连续生成的生物化学成因气、热成因气或二者的混合,可以游离态存在于天然裂缝和孔隙中,以吸附态存在于干酪根、黏土颗粒表面,还有极少量以溶解状态储存于干酪根和沥青质中。页岩气蕴藏于页岩层中,其形成和富集有着自身独特的特点,往往分布在盆地内厚度较大、分布广的页岩烃源岩地层中。
我国陆相页岩气分布范围广、面积大,陆相煤系地层中也有富含有机质暗色泥岩存在,有利于形成页岩,特别是作为页岩气储层的富有机质暗色页岩的环境包括:湖湾、半深湖—深湖。东北地区松辽盆地发育的下白垩统青山口组黑色泥岩、华北地区沁水盆地山西组页岩、渤海湾盆地发育的古近系沙河街组沙三上亚段和沙四下亚段页岩、鄂尔多斯盆地发育的上三叠统延长组页岩、西北地区柴达木盆地三叠纪八宝山组暗色泥砂岩和吐哈盆地吐鲁番坳陷发育的水西沟群地层暗色泥岩和炭质页岩等均以陆相湖盆沉积为主。
随着煤炭资源的消耗以及对清洁能源的日益重视,中国必然会加大天然气等清洁能源的开采和利用。目前,中国页岩气勘探开发整体处在起步阶段,勘探开发程度、研究认识程度都很低,正确评价其资源潜力的难度极大。目前,参考国外有关标准,初步建立了中国海相页岩气资源评价指标,然而指标的系统性、全面性不够。
与海相页岩气对比,陆相页岩气有机质热演化低,以生油(高峰)为主;陆相页岩黏土矿物含量高、页岩成岩作用低、脆性较差;陆相页岩储集空间不发育,且以基质孔隙为主,有机质孔隙、微裂缝等不发育,物性差;生气范围小。
因此,建立陆相页岩气资源评价方法,有助于推动中国页岩气勘探开发顺利发展。
发明内容
本发明的目的是提供一种陆相页岩气评价方法,该方法解决了尚未有针对我国陆相页岩气的评价方法的问题,能够同时考虑到多个指标,对页岩气的开采提供了技术依据。
为了达到上述目的,本发明提供了一种陆相页岩气评价方法,该方法包含:采用页岩厚度、埋深、有机质丰度、成熟度和面积的贡献赋值求加权平均值,以考察生气条件;采用页岩物性和含气量的贡献赋值求加权平均值,以考察储集能力。
其中,对于所述的生气条件,所述页岩厚度在30m以上,所述埋深在3500m以下,所述有机质丰度为1~4%,所述成熟度在1.5%以上,所述面积在50km2以上。
其中,对于所述的储集能力,所述页岩物性通过孔隙度和渗透率考察,所述孔隙度在5%以上,所述渗透率在10×10-3μm2以上;所述含气量通过吸附气和游离气考察,所述吸附气和游离气总体积在2m3/t以上,游离气/吸附气比值在0.1以上。
当生气条件和储集能力均满足步骤(1)中的条件时,再考察保存条件、易开采性和工程评价;当生气条件或储集能力不满足步骤(1)中的条件时,则不具备开采条件。
其中,对于所述的保存条件,采用盖层分析和断层分析的贡献赋值求加权平均值,以考察保存条件。
其中,对于所述的易开采性,采用矿物成分、泊松比、杨氏模量、脆性指数、地层压力系数、水平应力差和微裂缝发育程度的贡献赋值求加权平均值,以考察易开采性;所述矿物成分含量在30~50%,所述泊松比在0.4%以下,所述杨氏模量含量在20~40Gpa,所述脆性指数在30%以上,所述地层压力系数在1.0以上,所述水平应力差在15Mpa以下。
其中,对于所述的工程评价,采用射孔、压裂液、携砂比和支撑剂的贡献赋值求加权平均值,以考察工程评价;所述压裂液的返排液量为30~50%,所述携砂比小于4%。
再根据所述生气条件、储集能力、保存条件、易开采性和工程评价对陆相页岩气是否能够开采进行综合评价:所述生气条件、储集能力和易开采性的加权权重均大于1,对生气条件、储集能力、保存条件、易开采性和工程评价的贡献赋值求加权平均值,当加权平均值大于1,所述陆相页岩气可开采。
优选地,所述生气条件、储集能力、保存条件、易开采性和工程评价的贡献赋值依次为25%、25%、10%、20%和15%。
优选地,对于所述的生气条件,所述页岩厚度、埋深、有机质丰度、成熟度和面积的贡献赋值依次为15%、20%、25%、30%和10%。
优选地,对于所述的储集能力,所述孔隙度、渗透率、吸附气和游离气总体积和游离气/吸附气比值的贡献赋值依次为20%、20%、10%、30%。
优选地,对于所述的保存条件,所述盖层分析和断层分析的贡献赋值分别为60%、40%;通过所述盖层分析判断盖层改造程度,并通过断层分析判断断层构造活动,根据盖层改造程度和断层构造活动判断是否可以开采。
优选地,对于所述的易开采性,所述矿物成分、泊松比、杨氏模量、脆性指数、地层压力系数、水平应力差和微裂缝发育程度的贡献赋值依次为20%、10%、10%、20%、10%、15%、15%。
优选地,对于所述的工程评价,所述射孔、压裂液、携砂比和支撑剂的贡献赋值依次为25%、25%、30%、20%。
优选地,对于所述的生气条件,所述页岩厚度在50m以上,所述埋深在2000m以下,所述有机质丰度为2~4%,所述成熟度在2%以上,所述面积在100km2以上;对于所述的储集能力,所述页岩物性通过孔隙度和渗透率考察,所述孔隙度在10%以上,所述渗透率在100×10-3μm2以上;所述含气量通过吸附气和游离气考察,所述吸附气和游离气总体积在4m3/t以上,游离气/吸附气比值在0.3以上。
优选地,对于所述的易开采性,所述矿物成分含量在40~50%,所述泊松比在0.3%以下,所述杨氏模量含量在30~40Gpa,所述脆性指数在50%以上,所述地层压力系数在1.3以上,所述水平应力差在10Mpa以下,所述微裂缝发育程度为发育。
优选地,对于所述的工程评价,所述压裂液的返排液量为30~40%,所述携砂比小于3。
本发明的陆相页岩气评价方法,解决了尚未有针对我国陆相页岩气的评价方法的问题,具有以下优点:
本发明的方法全面考虑到各因素对陆相页岩气的影响,生气条件是核心、储气能力是基础、保存条件是根本、可以压裂是关键、工程评价是保证,考虑到了我国陆相页岩气构造活动强烈,对陆相页岩气均有不同程度的改造,并结合了工程评价,考核指标全面,为陆相页岩气的开采提供了依据。
附图说明
图1为本发明的陆相页岩气评价方法的示意图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
一种陆相页岩气评价方法,如图1所示,为本发明的陆相页岩气评价方法的示意图,该方法包含:采用页岩厚度、埋深、有机质丰度、成熟度和面积的贡献赋值求加权平均值,以考察生气条件;采用页岩物性和含气量的贡献赋值求加权平均值,以考察储集能力。
其中,对于所述的生气条件,所述页岩厚度在30m以上,所述埋深在3500m以下,所述有机质丰度为1~4%,所述成熟度在1.5%以上,所述面积在50km2以上。
其中,对于所述的储集能力,所述页岩物性通过孔隙度和渗透率考察,所述孔隙度在5%以上,所述渗透率在10×10-3μm2以上;所述含气量通过吸附气和游离气考察,所述吸附气和游离气总体积在2m3/t以上,游离气/吸附气比值在0.1以上。
当生气条件和储集能力均满足步骤(1)中的条件时,再考察保存条件、易开采性和工程评价;当生气条件或储集能力不满足步骤(1)中的条件时,则不具备开采条件。
其中,对于所述的保存条件,采用盖层分析和断层分析的贡献赋值求加权平均值,以考察保存条件。
其中,对于所述的易开采性,采用矿物成分、泊松比、杨氏模量、脆性指数、地层压力系数、水平应力差和微裂缝发育程度的贡献赋值求加权平均值,以考察易开采性;所述矿物成分含量在30~50%,所述泊松比在0.4%以下,所述杨氏模量含量在20~40Gpa,所述脆性指数在30%以上,所述地层压力系数在1.0以上,所述水平应力差在15Mpa以下。
其中,对于所述的工程评价,采用射孔、压裂液、携砂比和支撑剂的贡献赋值求加权平均值,以考察工程评价;所述压裂液的返排液量为30~50%,所述携砂比小于4%。
再根据所述生气条件、储集能力、保存条件、易开采性和工程评价对陆相页岩气是否能够开采进行综合评价:所述生气条件、储集能力和易开采性的加权权重均大于1,对生气条件、储集能力、保存条件、易开采性和工程评价的贡献赋值求加权平均值,当加权平均值大于1,所述陆相页岩气可开采。
根据本发明一实施例,所述生气条件、储集能力、保存条件、易开采性和工程评价的贡献赋值依次为25%、25%、10%、20%和15%。
根据本发明一实施例,对于所述的生气条件,所述页岩厚度、埋深、有机质丰度、成熟度和面积的贡献赋值依次为15%、20%、25%、30%和10%。
根据本发明一实施例,对于所述的储集能力,所述孔隙度、渗透率、吸附气和游离气总体积和游离气/吸附气比值的贡献赋值依次为20%、20%、10%、30%。
根据本发明一实施例,对于所述的保存条件,所述盖层分析和断层分析的贡献赋值分别为60%、40%;通过所述盖层分析判断盖层改造程度,并通过断层分析判断断层构造活动,根据盖层改造程度和断层构造活动判断是否可以开采。
根据本发明一实施例,对于所述的易开采性,所述矿物成分、泊松比、杨氏模量、脆性指数、地层压力系数、水平应力差和微裂缝发育程度的贡献赋值依次为20%、10%、10%、20%、10%、15%、15%。
根据本发明一实施例,对于所述的工程评价,所述射孔、压裂液、携砂比和支撑剂的贡献赋值依次为25%、25%、30%、20%。
根据本发明一实施例,对于所述的生气条件,所述页岩厚度在50m以上,所述埋深在2000m以下,所述有机质丰度为2~4%,所述成熟度在2%以上,所述面积在100km2以上;对于所述的储集能力,所述页岩物性通过孔隙度和渗透率考察,所述孔隙度在10%以上,所述渗透率在100×10-3μm2以上;所述含气量通过吸附气和游离气考察,所述吸附气和游离气总体积在4m3/t以上,游离气/吸附气比值在0.3以上。
根据本发明一实施例,对于所述的易开采性,所述矿物成分含量在40~50%,所述泊松比在0.3%以下,所述杨氏模量含量在30~40Gpa,所述脆性指数在50%以上,所述地层压力系数在1.3以上,所述水平应力差在10Mpa以下,所述微裂缝发育程度为发育。
根据本发明一实施例,对于所述的工程评价,所述压裂液的返排液量为30~40%,所述携砂比小于3。
本发明的储集能力各分指标,即孔隙度、渗透率、吸附气和游离气总体积、游离气/吸附气比值,必须达到上述范围,否则会对压裂和产气产生影响。生气条件是核心,故要求其加权权重要大于1,而易开采性是考察压裂的关键,如压不出就无法开采,故而要求其加权权重要也大于1。
表1本发明的陆相页岩气的评价指标表
注:指标高、中、低,高:>85-100;中:60-85;低:45-60。
在表1中,生气条件、储集能力均有相关规范要求,指标越高,可开采性越佳;盖层条件是定性的,大致的判断,改造越弱,构造活动越弱,气体保存越有利,对开采有利;易开采性、工程评价是可开采性评价的主要指标,是通过实际的开采试验等总结来的,不同的页岩气矿区有不同的指标数据,一般来说脆性矿物含量越高,脆性指数越高,杨氏模量、地层压力系数越大,而泊松比、水平应力差越小,则可开采性条件越有利。微裂缝越发育,可以改变气体结构,游离气越多,越利于开采;射孔位置不受岩性控制,压裂液配方越简单,属于低度压裂液,支撑剂使用越少,携砂比越低,达到产气要求,则越经济。据已知矿区的资料对比,返排液越多,产气量低,返排液少,则产气量较高。
综上所述,本发明的陆相页岩气评价方法能够同时考虑到多个指标,对页岩气的开采提供了技术依据。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍,但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后,对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此,本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。
Claims (10)
1.一种陆相页岩气评价方法,其特征在于,该方法包含:
(1)采用页岩厚度、埋深、有机质丰度、成熟度和面积的贡献赋值求加权平均值,以考察生气条件;采用页岩物性和含气量的贡献赋值求加权平均值,以考察储集能力;
其中,对于所述的生气条件,所述页岩厚度在30m以上,所述埋深在3500m以下,所述有机质丰度为1~4%,所述成熟度在1.5%以上,所述面积在50km2以上;
其中,对于所述的储集能力,所述页岩物性通过孔隙度和渗透率考察,所述孔隙度在5%以上,所述渗透率在10×10-3μm2以上;所述含气量通过吸附气和游离气考察,所述吸附气和游离气总体积在2m3/t以上,游离气/吸附气比值在0.1以上;
(2)当生气条件和储集能力均满足步骤(1)中的条件时,再考察保存条件、易开采性和工程评价;当生气条件或储集能力不满足步骤(1)中的条件时,则不具备开采条件;
其中,对于所述的保存条件,采用盖层分析和断层分析的贡献赋值求加权平均值,以考察保存条件;
其中,对于所述的易开采性,采用矿物成分、泊松比、杨氏模量、脆性指数、地层压力系数、水平应力差和微裂缝发育程度的贡献赋值求加权平均值,以考察易开采性;所述矿物成分含量在30~50%,所述泊松比在0.4%以下,所述杨氏模量含量在20~40Gpa,所述脆性指数在30%以上,所述地层压力系数在1.0以上,所述水平应力差在15Mpa以下;
其中,对于所述的工程评价,采用射孔、压裂液、携砂比和支撑剂的贡献赋值求加权平均值,以考察工程评价;所述压裂液的返排液量为30~50%,所述携砂比小于4%;
(3)再根据所述生气条件、储集能力、保存条件、易开采性和工程评价对陆相页岩气是否能够开采进行综合评价:
所述生气条件、储集能力和易开采性的加权权重均大于1,对生气条件、储集能力、保存条件、易开采性和工程评价的贡献赋值求加权平均值,当加权平均值大于1,所述陆相页岩气可开采。
2.根据权利要求1所述的陆相页岩气评价方法,其特征在于,所述生气条件、储集能力、保存条件、易开采性和工程评价的贡献赋值依次为25%、25%、10%、20%和15%。
3.根据权利要求1所述的陆相页岩气评价方法,其特征在于,对于所述的生气条件,所述页岩厚度、埋深、有机质丰度、成熟度和面积的贡献赋值依次为15%、20%、25%、30%和10%。
4.根据权利要求1所述的陆相页岩气评价方法,其特征在于,对于所述的储集能力,所述孔隙度、渗透率、吸附气和游离气总体积和游离气/吸附气比值的贡献赋值依次为20%、20%、10%、30%。
5.根据权利要求1所述的陆相页岩气评价方法,其特征在于,对于所述的保存条件,所述盖层分析和断层分析的贡献赋值分别为60%、40%;通过所述盖层分析判断盖层改造程度,并通过断层分析判断断层构造活动,根据盖层改造程度和断层构造活动判断是否可以开采。
6.根据权利要求1所述的陆相页岩气评价方法,其特征在于,对于所述的易开采性,所述矿物成分、泊松比、杨氏模量、脆性指数、地层压力系数、水平应力差和微裂缝发育程度的贡献赋值依次为20%、10%、10%、20%、10%、15%、15%。
7.根据权利要求1所述的陆相页岩气评价方法,其特征在于,对于所述的工程评价,所述射孔、压裂液、携砂比和支撑剂的贡献赋值依次为25%、25%、30%、20%。
8.根据权利要求1所述的陆相页岩气评价方法,其特征在于,对于所述的生气条件,所述页岩厚度在50m以上,所述埋深在2000m以下,所述有机质丰度为2~4%,所述成熟度在2%以上,所述面积在100km2以上;
对于所述的储集能力,所述页岩物性通过孔隙度和渗透率考察,所述孔隙度在10%以上,所述渗透率在100×10-3μm2以上;所述含气量通过吸附气和游离气考察,所述吸附气和游离气总体积在4m3/t以上,游离气/吸附气比值在0.3以上。
9.根据权利要求1所述的陆相页岩气评价方法,其特征在于,对于所述的易开采性,所述矿物成分含量在40~50%,所述泊松比在0.3%以下,所述杨氏模量含量在30~40Gpa,所述脆性指数在50%以上,所述地层压力系数在1.3以上,所述水平应力差在10Mpa以下,所述微裂缝发育程度为发育。
10.根据权利要求1所述的陆相页岩气评价方法,其特征在于,对于所述的工程评价,所述压裂液的返排液量为30~40%,所述携砂比小于3。
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