煤心损失气量计算方法在页岩气中应用的适用性分析

煤心损失气量计算方法在工程条件、煤心性质等方面均有约束条件和适用范围,探讨该方法在页岩气中应用的适用性尤为重要。分析认为,该方法约束条件和适用范围的提出,主要是基于煤层气赋存状态的多样性以及不同煤心损失气、解吸气和残余气占比的差异性。煤层气赋存受控于煤层演化程度及结构,损失气、解吸气和残余气占比与工程条件密切相关。页岩与煤相比,在岩石性质、组成、孔隙结构、比表面特征等方面存在较大差异,加之页岩岩心与煤心钻取条件的不同,决定了煤心损失气量计算方法应用于页岩气的适用条件是:页岩中微孔占有明显优势;比表面积大、具有很强的气体吸附能力;页岩气赋存状态以吸附态为主;提心过程中逸散气量小。     

页岩气解析规律及赋存方式探讨

以四川盆地南部(川南地区)三口页岩气井自然解析数据为基础,对页岩气的解析规律及其赋存方式进行了系统的分析。结果表明,页岩气以微雨状、串珠状及线状从页岩层理、孔裂缝及岩性变化处持续稳定解析;解析曲线出现了急剧升高后缓慢降低的趋势,即出现了所谓的拐点;页岩气甲烷组分及碳同位素的变化亦表现了类似的规律。分析认为,第一拐点与页岩本身的岩性结构有关,是气体状态变化的界线,在该点之前,页岩气的解析气量大,解析速率曲线波动剧烈,页岩解析以游离气为主,此点之后,解析稳定而持久,吸附气占据主要部分。含气量相关性程度分析、理论推导及页岩气井实际产能曲线均印证了该规律的存在。最后,对海、陆相页岩吸附气所占比重进行了计算,其含量在26.55%~87.47%,平均46.29%,沉积构造及保存条件是决定页岩气赋存状态的主要因素。     

辽西金羊盆地下侏罗统北票组页岩气地球化学特征及其成因

金岭寺-羊山盆地(金羊盆地)是中国北方侏罗系发育最完备的地区之一,盆地内充填的下侏罗统北票组为一套湖相泥岩,具有良好的油气潜力。在金羊盆地章吉营子凹陷西缘布置实施的4口地质调查井中,有3口井见油气显示。通过对SZK2及SZK3钻井岩心进行现场解析,北票组泥页岩在浅层测试到可观的页岩气含量,且随着深度的变化,总含气量及甲烷含量有所增加。另外,其总含气量与有机碳含量呈良好的正相关关系,是影响页岩含气量的关键因素。对比金羊盆地北票组泥页岩吸附气C同位素特征,其气体成因主要存在生物成因气和煤型气2种类型,表明下侏罗统北票组页岩气具有混合多成因的特征。通过X衍射分析综合评价,金羊盆地下侏罗统北票组泥页岩压裂条件好、天然气吸附能力强,具备一定的页岩气勘探前景,是有利的页岩气勘探开发新层系。     

黔铜地1井钻井技术及页岩气含气性分析

黔铜地1井是部署在黔东北铜仁地区铜仁向斜的一口页岩气地质调查井。本文简要阐述了该井的钻探、测井、气测录井施工技术,并通过钻探取心、地质编录、气测录井、测井、现场解析等工作手段,验证了铜仁地区区域岩石地层单位,获取了黔东北铜仁地区牛蹄塘组黑色页岩发育特征、含气性特征等第一手地质参数。分析认为牛蹄塘组海相页岩在黔东北铜仁地区分布广泛,沉积稳定,是黔铜地1井的主要含气层,整体上含气量随深度的增大而增加,气测全烃最高4%、现场解析在岩心破碎段出气量＞2600 mL、现场含气量最高达1.97 m3/t,显示了良好的保存条件和含气性,证实了铜仁地区页岩气勘探开发具有良好的前景。     

利用SVM方法计算中国南方X盆地页岩气含气量

主要研究了一种新的计算页岩气层含气量的计算方法,虽然这方面的研究已有很多,如统计计算方法,饱和度模型计算方法等,但精度难以保证,参数很难确定。本文利用支持向量机(SVM)方法对中国南方地区X盆地页岩气层含气量进行评价。把含气量分成两部分求取,即通过SVM方法计算吸附气含气量,并与岩芯数据进行对比;再利用常规方法计算游离气含气量,二者相加得到总含气量。这种方法弥补了前两类方法的不足,较为准确地计算出页岩气层的含气量。     

一种改进的页岩气损失气含量估算方法

页岩气损失气含量的准确估算对于页岩气总气量的确定、页岩气资源潜力评价和有利区预测有着重要的意义。在厘定页岩气现场解析过程中岩心压力史和温度 史的基础上,利用损失气逸散地质模型修正了损失时间的计算方法,利用ANSYS软件瞬态热分析模块确定了损失气量恢复时的初始时刻,进而提出了改进的USBM法,通过实例分析验证了该方法的可靠性。 研究认为：对固定的解析样品,损失气量与损失时间呈正相关关系,损失时间受地层水密度、钻井泥浆的密度和地层压力系数的综合影响;对固定的解析样品进行损失气量恢复时,损失气量与初始时刻 也呈正相关关系,利用ANSYS软件确定的初始时刻可以有效地减少最初不稳定数据点舍去的人为性;改进的USBM法具有较强的可行性,损失时间偏小和初始时刻偏低是造成对鄂尔多斯盆地东南部长7段页 岩样品利用USBM法估算的损失气量偏小的主要原因。     

常规取心过程中页岩含气量解吸测定分析及建议

我国页岩气储层埋深大,普遍采用常规取心方式。根据页岩储层条件及孔隙结构分析,解吸法可以更为准确的测定页岩含气量。统计发现,页岩气与煤层气在累计解吸气量与解吸时间的关系中比较一致,在解吸速率和解吸时间的关系中存在较大差距,因此,采用回归法计算损失气的方法不能在页岩气解吸中盲目使用,需谨慎选择稳定解吸点计算损失气。分析认为,通过三阶温度解吸分步骤计算损失气能够完善整个测定过程;同时,针对不同压力条件地层,损失时间的计算要根据实际储层压力、泥浆压力、大气压力进行计算,保障常规取心过程中损失气及页岩含气量的准确性。      

页岩气含气量和页岩气地质评价综述

页岩气为源岩区油气聚集,属于源岩滞留气,以游离和吸附状态为主存在。富有机质页岩含气量是页岩气资源评价和有利区优选的关键参数。页岩有机质含量和地层的压力、温度、湿度等因素影响页岩的含气量。含气量的确定方法主要有解吸和测井方法。开展页岩气地质评价,除含气量参数外,还要研究地层和构造特征、岩石和矿物成分、储层厚度和埋深、储集空间类型、储集物性、岩石力学参数、有机地球化学参数、区域现今应力场特征、流体压力、储层温度、流体饱和度、流体性质等其它参数。发展有效的系统集成方法,综合分析、评价页岩气资源潜力和预测有利区,目前也在不断探索之中。     

涪陵地区页岩含气量计算模型及应用

目前页岩含气量的预测获取方法主要包括现场解吸法、测井解释法、等温吸附法、线性拟合法以及地震反演法等,但每种方法都存在不足,因此研制了涪陵地区页岩含气量计算模型,为页岩资源量评价奠定基础.以岩心实验为基础,筛选并分析了研究区页岩游离气含量和吸附气含量的主控参数,分别建立了游离气含量和吸附气含量的计算模型,最终利用该模型得到了研究区页岩含气量与孔隙度、OC和深度的演化图版以及单井页岩含气量分布特征.当孔隙度和OC一定时,页岩含气量随深度的增加而增加,但是增加幅度逐渐降低;当深度一定时,页岩含气量随孔隙度和OC的增大而增加.A井五峰组-龙马溪组页岩气储层含气量呈现上低下高且随深度的增加而明显增加的特征;其中下部Ⅰ段储层段,总含气量高达7.76m3/t,游离气含量占60.7%,为优质层段.      

页岩气赋存动态演化模式及含气性定量评价

与常规天然气相比,页岩气具有特殊的赋存形式,并且吸附、游离和溶解三种赋存形式的含量差别较大。为评价不同沉积环境、不同成熟度下页岩气赋存形式及其含气能力的差异性,选取了鄂尔多斯盆地延长组低成熟页岩和四川盆地龙马溪组高成熟页岩样品进行对比研究。通过对这些样品开展镜质体反射率测定、TOC含量分析、场发射扫描电镜观察、低温氮气吸附、甲烷等温吸附等实验,定性分析了页岩气在孔隙空间中的赋存状态及赋存机理,定量计算了不同赋存状态页岩气的含量,并结合不同页岩的热演化程度、孔隙空间变化特征和含气量变化规律,建立了页岩气赋存形式动态演化模型。研究结果表明,不同热演化阶段,页岩气的赋存形式差异较大。对低成熟的延长组页岩而言,吸附气含量约占58%,游离气占32%,溶解气占10%,具有"吸附气为主,游离气次之,溶解气不可忽略"的特征;而对高过成熟的龙马溪组页岩而言,游离气含量约占51%,吸附气含量占48%,溶解气仅占1%,具有"游离气和吸附气共同主导"的特征。随着热成熟度的增加,生成的页岩气首先满足页岩表面的饱和吸附和部分溶解,再以游离态的形式存在于孔隙之中,最后吸附气和游离气处于动态平衡,该过程分别对应吸附、孔隙充填、裂缝充填和聚集成藏四个赋存演化阶段。结合页岩气藏的生产特征认为,延长组页岩气是吸附气占主导的气藏,总体产气量较低,初始产能较低,随着成熟度增加,稳产时间相对较长;而龙马溪组页岩气是吸附气和游离气共同主导的气藏,总体产气量较高,初始产能大,稳产期相对较长,气藏潜力较大。     

页岩气高压吸附特征及其对储采规律的影响

针对目前页岩吸附等温线测试温度、压力通常未达到储层温压条件这一问题,设计了页岩高温高压吸附等温线测试方法,研究了储层温度、压力条件下页岩吸附等温线特征,以实际页岩岩心为例计算了游离气和吸附气随压力的变化规律,并采用全直径页岩氦气和甲烷控压生产实验研究了吸附气对产气特征的影响。结果表明：视吸附量先随压力增大而增大,到达峰值之后视吸附量随压力的增大而减小;在低压条件下,采用Langmuir外推计算的吸附气量与高压实验计算的吸附气量相差不大;而在高压条件下,采用低压Langmuir理论推算总含气量高估9.2%;低于临界解吸压力时,吸附气解吸附使得单位压差产气量增加;高于临界解吸压力时,吸附气对单位压差产气量几乎没有影响;开发初期,低于临界解吸压力范围较小,吸附气对产气量贡献较小,尽可能动用游离气是高效开发的关键。     

四川盆地长宁地区海相页岩吸附气含量演化特征 ——以N201井五峰组—龙马溪组一段为例

吸附气是页岩气的重要赋存形式和组成部分.为了明确四川盆地长宁地区五峰组—龙马溪组一段页岩在埋藏过程中吸附气含量的演化规律,利用页岩等温吸附实验、钻井现场解吸和测井综合解释资料,建立了页岩吸附气含量与地层温度、地层压力、页岩TOC等主要影响参数的多元回归数学公式,结合典型评价井(N201井)的埋藏史、热史,对不同地质时期...     

页岩气地质综合评价和目标优选

页岩气为烃源岩层系的油气聚集,属于源岩滞留气,以游离和吸附状态为主存在。中国页岩气资源调查和勘探开发刚刚起步,工作基础差别较大。在含油气盆地,由于有以往油气勘探开发资料,对含气页岩发育层系、有机质热演化程度、气显示等基本资料,具有一定的工作基础;在含油气盆地外以及油气勘探程度很低的沉积区,以上基础资料缺乏,仅有地表和部分固体矿产探井资料可供参照,工作基础薄弱。在不同工作基础的地区,页岩气地质综合评价所处阶段不同,主要评价指标也不同;随着工作程度的提高,资料的不断丰富,评价指标也逐步增加。页岩气地质评价以区域地质演化分析为基础,主要涉及以下几方面内容：（1）含气页岩评价。主要研究划定含气页岩层段,页岩的TOC、Ro、岩石和矿物成分,页岩分布、厚度、埋深、纵向和横向变化规律等,优选页岩气富集远景区。（2）页岩含气性和资源潜力评价。主要研究页岩的含气量、吸附能力、储集空间类型、储层物性、储层裂缝及其变化规律,预测页岩气资源潜力等。（3）页岩气开发条件和开发经济性评价。研究储层温度、流体压力、流体饱和度及流体性质,研究页岩的敏感性,页岩的岩石力学参数、区域现今应力场特征,地表条件和开发保障条件,通过试验井产量数据分析开发经济条件。综合各方面因素,优选有利开发区。     

低解吸气量页岩气组分校正方法探讨

通过现场解吸试验,采用气相色谱等测试方法,对低解吸气量页岩气组分测定结果校正方法进行了研究。在常规现场解吸试验操作基础上增加校正实验,结合理想气体状态方程,总结归纳出校正参数及适用性研究。结果显示,当解析气量较少时,解吸罐内残留空气对组分测定结果的影响较大,排除解吸罐中空气的影响后,解吸气组分甲烷体积分数普遍增加12.23%~54.44%。研究表明,对低解吸气量页岩气组分结果进行校正十分必要。     

川西拗陷须五段非常规气形成条件分析

随着对非常规气蔵的研究方法和开采手段的升级,使页岩气得以开发。川西拗陷须五段常规的思维是把它作为烃源岩来认识的,运用非常规页岩气的研究理念和方法,针对川西拗陷两条野外剖面(莲花剖面、万家坪剖面)及6口取心井(XYHF-1井,XYHF-2井,X503井,FG5井,GH2井,MY1井)的岩心观察、取样分析测试,以分析川西拗陷须五段具有形成非常规气蔵的条件,并用3种不同的表征方法(激光共聚焦法、高压压汞法、氮气吸附法)对须五段内不同类型的岩石进行孔隙度、渗透率及其连通性时行表征,结果表明:细砂岩中不同类型孔隙的孔隙度为0.41%～6.65%,平均总孔隙度为2.14%;泥(页)岩的孔隙度为1.51%～5.99%,总孔隙度为2.70%。微米CT扫描发现须五段上亚段细砂岩的连通性好于下亚段,中亚段以粉砂岩为主,孔隙连通性差,有机质含量低;泥(页)岩的孔隙连通性也差,孔隙发育依附于有机质的发育,泥(页)岩样品的有机碳含量主要分布在0.5%～3%之间。综合评价认为马井-邡、崇州-郫县、新场-丰谷等地区成蔵条件较好,为I类地区,是川西坳陷须五段页岩气的目标区域。     

页岩气储层的特殊性及其评价思路和内容

为了有效地开展页岩气储层的评价,文中首先总结了页岩气储层相对于常规油气储层的特殊性。指出这些特殊性体现在富含有机质、富含粘土矿物、细小的矿物粒度、极低的孔隙度和渗透率、纳米级孔喉结构、巨大的矿物表面积、复杂的成岩改造、大比例的天然气吸附赋存。在此基础上,从页岩储层性质的特殊性入手,梳理了页岩储层的评价思路和方法。强调了评价过程应遵循评价参数的直接测定与间接计算相结合、分析测试的常规手段与特殊方法相结合、评价对象的孔隙特征与吸附能力相结合。最后,探讨了页岩气储层的评价内容,认为其除了与常规储层相同的储层岩石学特征和物性特征外,还应考虑其吸附天然气的能力及其压裂改造的难易程度,即应包括储层岩石组成特征与空间分布、储层孔渗特征、储集空间特征、储层含气性和储层岩石力学性质等。     

辽河东部地区页岩气成藏地质条件

页岩气主要是以吸附相和游离相同时赋存于泥岩及其夹层中的天然气。辽河东部地区包括东部凹陷和东部凸起,历经基底和陆块形成阶段、地台发育阶段、裂谷发育阶段和坳陷发育阶段,是一个典型的改造型的叠合盆地。辽东地区发育多套烃源岩,它们各自具有独立性。这些烃源岩不仅为常规油气藏提供物质基础,也是页岩气成藏及勘探的主要对象。综合分析可知,东部地区有3 套页岩具备页岩气成藏条件,生烃条件优越,页岩厚度大,有机质丰度高。泥岩储集性能良好,微孔、微裂缝发育,脆性矿物含量较高,利于后期压裂改造。对储层含气性进行测试可知,古近系中的页岩气以游离态为主,东部凸起则以吸附态为主;因此东部凸起古生界页岩气对构造保存条件要求相对低。东部凹陷古近系热演化程度低,页岩气以游离态为主,且页岩油气共生,保存条件较好。对东部地区进行优选可知： 中生界3井区,东部凹陷青龙台地区、桃园、黄于热地区是页岩气勘探有利区;东部凸起佟3井区、王参1井南部井区是近期页岩气勘探的首选地区。     

页岩油气储层纵向多重非均质性及其对开发的影响

页岩油气作为烃源岩层系内自生自储的油气资源,其可开发性受页岩储层特征的控制明显。由于不同类型富有机质页岩形成环境的差异性,页岩油气储层在纵向上具有多重非均质性,包括岩性的纵向非均质性、储层物性的纵向非均质性、岩石力学参数的纵向非均质性、地应力的纵向非均质性以及含气性特征的纵向非均质性等,这造成了页岩油气储层的纵向非均质性明显强于横向非均质性,有机质丰度、孔隙度、渗透率、储层的可压裂性、地应力、含气性及吸游比等参数在纵向上的变化均较大,且直接影响了后期页岩油气开发方案的设计与实施。优质开发目的层段的选择首先要考虑单段页岩油气储层的连续厚度在30~50 m左右、有机碳含量均值达到2.0%以上、有效孔隙度大于2.0%、岩石泊松比小于0.25、脆性较大、最小主应力相对上下邻层较小、含气性较高的层段。页岩油气开发井型的选择,水平井段的部署,压裂分段的长短、射孔簇的设计等均要充分考虑这种非均质性的影响。