淺談頁巖氣資源評(píng)價(jià)中含氣量計(jì)算方法

　　節(jié)能：頁巖氣是21世紀(jì)一種新型非常規(guī)天然氣資源。美國(guó)頁巖氣資源量不斷增長(zhǎng)，產(chǎn)量不斷飆升，預(yù)示著頁巖氣的大量開發(fā)將可能會(huì)改變世界能源格局。與常規(guī)天然氣相比，頁巖氣開發(fā)具有生產(chǎn)周期長(zhǎng)、開采壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)，大部分產(chǎn)氣區(qū)頁巖厚度大、分布范圍廣，使得大部分頁巖氣井能夠長(zhǎng)期以穩(wěn)定速率產(chǎn)氣。

　　隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速穩(wěn)定發(fā)展，我國(guó)對(duì)油氣資源的需求也越來越高。因而加強(qiáng)非常規(guī)地質(zhì)研究，加大勘探開發(fā)力度，實(shí)現(xiàn)中國(guó)非常規(guī)油氣資源的突破和發(fā)展，對(duì)于不斷滿足中國(guó)日益增長(zhǎng)的能源需求，同時(shí)保證國(guó)家能源供給安全有著重大的戰(zhàn)略意義。

　　我國(guó)對(duì)頁巖氣的勘探研究尚處于起步階段，在頁巖氣的研究中還存在諸多問題，不同的專家學(xué)者估算的資源量也有很大的差異，因此，有必要對(duì)頁巖氣資源評(píng)價(jià)技術(shù)和方法進(jìn)行深入討論。本文的目的是初步討論頁巖中游離氣量，吸附氣量的計(jì)算方法(溶解氣含量一般較小，本文不做分析)，為頁巖氣資源評(píng)價(jià)提供參考。

　　1、泥頁巖中的天然氣

　　1.1 泥頁巖系統(tǒng)的定義

　　在鉆井剖面中，由上下致密層封擋下的同一壓力系統(tǒng)內(nèi)的巖性組合，主要由富有機(jī)碳的泥頁巖及呈夾層狀的粉砂巖、砂巖、碳酸鹽巖組成，或與之可對(duì)應(yīng)的地震剖面及野外地質(zhì)剖面，在地層中同一壓力系統(tǒng)內(nèi)的巖性組合(中石化內(nèi)部資料)。主要依據(jù)測(cè)井響應(yīng)特征、巖性組合特征、有機(jī)碳含量、氣測(cè)顯示等資料進(jìn)行劃分，以富有機(jī)碳的泥頁巖作為含氣頁巖層段頂、底的界限，層段內(nèi)不含明顯的水層，連續(xù)厚度一般不超過100m(水平井+分段壓裂工藝決定。該定義是進(jìn)行頁巖氣資源評(píng)價(jià)工作的前提。

　　1.2 吸附氣與游離氣的含量

　　頁巖氣的賦存形式具有多樣性，包括游離態(tài)(大量存在于巖石空隙與裂隙)、吸附態(tài)(大量吸附于有機(jī)質(zhì)顆粒、黏土礦物顆粒、干酪根顆粒以及孔隙表面之上)及溶解態(tài)(少量溶解于干酪根、瀝青質(zhì)以及液體原油中)，但以游離態(tài)和吸附態(tài)為主，溶解態(tài)僅少量存在。據(jù)Curtis統(tǒng)計(jì)，吸附態(tài)頁巖氣含量占頁巖氣總含量的20 9／6～85 。其中，F(xiàn)ort Worth盆地密西西比亞系Barnett組頁巖的吸附態(tài)頁巖氣占原始頁巖氣總量的20 ，是所占比例最少的，但是，隨著實(shí)驗(yàn)研究和開發(fā)的深入，發(fā)現(xiàn)20 的評(píng)估值明顯偏低。通過總結(jié)Mavor、李新景、聶海寬等對(duì)Barnett頁巖中吸附態(tài)頁巖氣的研究，得出吸附態(tài)頁巖氣含量至少占頁巖氣總含量的40%。

　　游離態(tài)頁巖氣主要儲(chǔ)存于巖石孔隙與裂隙中，其含量的高低與構(gòu)造保存條件密切相關(guān)。Martini等認(rèn)為Michigan盆地的Antrim頁巖以吸附態(tài)頁巖氣為主，游離態(tài)頁巖氣僅占頁巖氣總含量的25 ～30 g。但是，Bowker、Kinley和Montgamery等根據(jù)Barnett頁巖氣特征認(rèn)為存儲(chǔ)在基質(zhì)孔隙中的頁巖氣占天然氣總含量的50 以上。

　　1.3 評(píng)價(jià)方法簡(jiǎn)介

　　現(xiàn)在主要流行的頁巖氣資源潛力評(píng)價(jià)的方法有很多，主要包括容積法與類比：分析法 。可以根據(jù)研究區(qū)勘探程度的高低來選擇不同的方法進(jìn)行研究。容積法估算的是頁巖孔隙、裂隙空間內(nèi)的游離態(tài)頁巖氣與有機(jī)質(zhì)、黏土礦物和干酪根顆粒表面的吸附態(tài)頁巖氣體積總和。類比分析法包括含氣量類比法和資源面積豐度類比法兩種，是對(duì)含氣泥頁巖層段大的厚度和面積有較高把握的評(píng)價(jià)區(qū)，選取地質(zhì)、工程條件相似的類比標(biāo)準(zhǔn)I 或評(píng)價(jià)示范區(qū)(含氣量的概率分布)，采用類比法，得到評(píng)價(jià)區(qū)的含氣量或資源面積豐度等的概率分布，然后進(jìn)行評(píng)價(jià)區(qū)的資源量計(jì)算口 。本文中所介紹的游離氣與吸附氣的計(jì)算方法都是容積法。