CN106168685A

CN106168685A - 一种页岩气单井地质综合评价方法

Info

Publication number: CN106168685A
Application number: CN201510567734.2A
Authority: CN
Inventors: 林丹; 张廷山; 廖纪佳; 祝海华; 谢磊; 舒兵; 何益; 张志诚; 何映颉
Original assignee: Southwest Petroleum University
Current assignee: Sichuan Keyuan Engineering Technology Test Center Co ltd; Southwest Petroleum University
Priority date: 2015-09-08
Filing date: 2015-09-08
Publication date: 2016-11-30
Anticipated expiration: 2035-09-08
Also published as: CN106168685B

Abstract

本发明公开一种页岩气单井地质综合评价方法，包括以下步骤：地层划分对比及沉积相分析；页岩气成藏条件、主控因素分析；页岩脆性分析；按照适合研究区勘探开发的页岩气选区评价参数表进行评价分级，最后优选出有利层段、有利区域。采用本发明的技术方案，可以客观全面地评价页岩气单井地质情况，为后期该井开采、邻近页岩气单井以及页岩气区域地质评价提供详实的参考资料，打破现有评价方法的局限，明确页岩气单井地质综合情况，避免不必要的浪费。

Description

一种页岩气单井地质综合评价方法

技术领域

本发明属于页岩气勘探的技术领域，尤其涉及一种页岩气单井地质综合评价方法。

背景技术

美国是全球页岩气勘探开发最早最成功的国家。近10年来，页岩气地质理论与勘探开发技术的重大突破与规模推广应用，促使美国及整个北美地区页岩气储量、产量快速攀升，改变了美国天然气供应来源，影响了全球能源供给格局。2009年美国页岩气产量接近1000亿m³，超过我国常规天然气的年产量。2011年美国页岩气年产量约1720亿m³，为美国天然气总产量的34％，加拿大页岩气年产量约190亿m³，为加拿大天然气总产量的10％。

在北美页岩气发展形势的影响下，全球各地区纷纷开展了页岩气的勘探开发。2009年欧洲的德国、法国、英国、波兰、奥地利、瑞典都启动了页岩气勘探开发计划，40余家跨国公司在欧洲从事页岩气开发工作。英国2011年宣布在英格兰西北部发现了页岩气田，预测页岩气储量约5.7万亿m³。

与北美相比，中国页岩气勘探起步较晚，但与全球其他地区相比，中国页岩气勘探处于领先地位，为北美以外地区率先实现页岩气突破和工业化先性试验的国家。国内的三大石油公司积极调整结构和重点，将页岩气勘探开发列为非常规油气资源的首位。

近年来，中国针对页岩气资源进行的一系列基础研究表明，中国页岩气资源潜力巨大。由于页岩本身具有低孔和极低渗的特征，以往研究中通常将其作为油气藏的封盖层。因而页岩气不同于常规天然气，页岩气的主要赋存形式归纳为三种，即以游离态赋存于孔隙和裂缝中，以吸附态赋存于有机质和粘土矿物颗粒表面，以溶解态赋存于干酪根和沥青中。但页岩以游离气和吸附气为主，吸附气的含量一般介于20％～85％之间，通常可达50％以上，因此传统的研究常规油气的方法不适用于非常规页岩气的勘探开发。由于研究内容以及关注重点不一致，极有可能导致对页岩气单井地质综合评价不准确，使得页岩气的勘探目标不明确，浪费人力和物力。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种页岩气单井地质综合评价方法，可以客观全面地评价页岩气单井地质情况，为后期该井开采、邻近页岩气单井以及页岩气区域地质评价提供详实的参考资料，打破现有评价方法的局限，明确页岩气单井地质综合情况，避免不必要的浪费。

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案：

一种页岩气单井地质综合评价方法，包括以下步骤：

步骤S1：地层划分对比及沉积相分析，包括以下步骤：

步骤S1.1、收集油田所处区域的基础地质资料与石油地质资料，所述区域基础地质资料与石油地质资料包括：区域地质资料、古生物资料、野外露头资料、钻井资料、录井资料、测井资料、地震资料以及样品分析测试资料，

步骤S1.2、地层层序特征及分布规律分析：通过区域地质资料、古生物资料、测井资料以及野外露头资料进行地层划分与对比而划分地层低频层序，

步骤S1.3、沉积相分析：利用样品分析测试资料进行古环境分析，根据野外露头资料、区域沉积背景资料、岩心分析资料确定沉积相类型，根据野外露头资料岩心分析资料、测井资料以及微相类型，建立岩电关系模板，根据沉积相类型、岩电关系模板、测井资料及地震资料进行测井相分析和地震相分析建立页岩气单井地层沉积相综合柱状图，

步骤S1.4、绘制沉积相平面展布图：在单井沉积相分析基础上，进行沉积相连井对比，建立沉积相模式，同时指出有利于的沉积微相以及区域；

步骤S2：页岩气成藏条件、主控因素分析，体包括以下步骤：

步骤S2.1、烃源岩特征分析：根据钻录井资料、区域资料、野外露头资料以及地震资料分析页岩分布区域、厚度、埋深；根据样品分析测试资料分析页岩的有机碳(TOC)含量、干酪根类型、热演化程度(Ro)，

步骤S2.2、储层特征分析：根据样品分析测试资料进行矿物类型及含量分析、储集空间分析、孔隙结构分析以及孔渗分析，

步骤S2.3、盖层与保存条件分析：包括突破压力测试分析页岩的渗透率、突破压力以及突破时间，构造保存条件、水文地质条件，

步骤S3、页岩脆性分析：根据样品测试分析资料进行页岩脆性分析；

步骤S4、按照适合研究区勘探开发的页岩气选区评价参数表进行评价分级，最后优选出有利层段、有利区域。

作为优选，步骤S3中的页岩脆性分析包括定性分析和定量分析两个方面，

定性分析如下：

I_RBI＝(f_Q+f_Ca)/(f_Q+f_Ca+f_Cl+f_K)

其中，I_RBI为相对脆性指数；f_Q、f_Ca、f_Cl、f_K为石英，碳酸盐矿物、总黏土含量、干酪根含量。

定量分析如下:

B I = \frac{Y M + P R}{2}

Y M = \frac{Y M S - 1}{8 - 1} \times 100 %

P R = \frac{P R S - 0.4}{0.15 - 0.4} \times 100 %

其中，YMS为静态杨氏模量；PRS为静态泊松比；YM为归一化的杨氏模量；PR为归一化的泊松比；BI为脆性指。

作为优选，步骤S1.1中的所述样品分析测试资料包括岩石学分析资料、地球化学分析资料及压裂实验分析资料。

综上所述，本发明的有益效果是：详细描述了页岩气单井地质综合评价的流程以及内容，完整地运用该方法可以客观全面地评价页岩气单井地质情况，为后期该井开采、邻近页岩气单井以及页岩气区域地质评价提供详实的参考资料，打破现有评价方法的局限，明确页岩气单井地质综合情况，避免不必要的浪费。

附图说明

图1为页岩气单井地质综合评价方法流程图；

图2为地层划分对比及沉积相分析的流程图；

图3为某页岩气单井地层划分的示意图；

图4为某地区五峰组地层对比图；

图5为某地区龙马溪组古环境分析的示意图；

图6为某地区龙马溪组单井沉积相综合柱状图；

图7为某地区龙马溪组沉积相连井对比图；

图8为某地区龙马溪组沉积(微)相平面展布图；

图9为成藏条件、主控因素分析的流程图；

图10为某地区龙马溪组泥页岩TOC纵向分布图；

图11为某地区页岩气储集空间示意图；

图12为某地区龙马溪组页岩气孔隙结构特征示意图；

图13为某地区龙马溪组孔隙度—渗透率相关图；

图14为某地区龙马溪组页岩厚度平面分布图；

图15为某地区龙马溪组TOC含量平面分布图；

图16为某地区龙马溪组热成熟度平面分布图；

图17为某地区龙马溪组含气量平面分布图；

图18为某地区龙马溪组页岩气有利区块分布图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的说明。

本发明实施例提供一种页岩气单井地质综合评价方法，可以客观全面地评价页岩气单井地质情况，为后期该井开采、邻近页岩气单井以及页岩气区域地质评价提供详实的参考资料，打破现有评价方法的局限，明确页岩气单井地质综合情况，避免不必要的浪费；在进行页岩气单井地质评价的过程中，需重点考虑以下问题：

(1)页岩气是自生自储的非常规气，干酪根类型、热成熟度、TOC含量、页岩厚度、埋深是页岩气单井地质综合评价的基本内容。不同类型的干酪根由于不同的化学组成和结构，生烃潜力和生成的产物亦不相同；热成熟度(Ro)和总有机碳(TOC)含量是决定页岩产能的重要因素；页岩的厚度和埋深是控制页岩气成藏的关键因素，泥页岩须达到一定的厚度并具有大片的连续分布，才能够提供足够气源和储集空间，这样才能够形成有效烃源岩层及储集层，页岩厚度越大，对气藏形成越有利；较大的埋藏深度，能够保证合适的温度和压力使有机质向油气转化。

(2)呈游离态的页岩气主要储集在具有较大孔隙度的基质孔隙和天然裂缝中，而呈吸附态的页岩气则主要吸附在孔隙度较小(包括纳米级孔隙)的页岩层中的有机质和粘土颗粒表面。有研究表明吸附气的含量一般介于20％～85％之间，通常可达50％以上。故而对页岩气的赋存形式以及储集空间的研究是页岩气单井地质综合评价的重要内容。

(3)具有低孔和极低渗的特征页岩本身不具任何产能，需要借助人工造缝技术进行开发，页岩的脆性是人工造缝所必须考虑的重要岩石力学特征参数之一，也是评价页岩储层的重要参数。

如图1所示，本发明提供一种页岩气单井地质综合评价方法，包括以下步骤：

步骤S1：地层划分对比及沉积相分析，如图2所示，具体包括以下步骤：

步骤S1.1、收集油田所处区域的基础地质资料与石油地质资料。所述的区域基础地质资料与石油地质资料包括：区域地质资料(区域构造特征、区域地层发育特征、区域沉积背景)、古生物资料、野外露头资料、钻井资料(井别、井位坐标)、录井资料、测井资料、地震资料以及样品分析测试资料，所述样品分析测试资料包括岩石学分析资料、地球化学分析资料及压裂实验分析资料。

步骤S1.2、地层层序特征及分布规律分析。所述地层层序特征及分布规律分析包括通过区域地质资料、古生物资料、测井资料以及野外露头资料进行地层划分与对比，如图3、图4所示，进而划分地层低频层序。

步骤S1.3、沉积相分析。所述的沉积相模式建立包括利用样品分析测试资料进行古环境分析，如图5所示；综合野外露头资料、区域沉积背景资料、岩心分析资料确定沉积相(微相)类型；结合野外露头资料岩心分析资料、测井资料以及微相类型，建立岩电关系模板；综合沉积相类型、岩电关系模板、测井资料及地震资料进行测井相分析和地震相分析，进而建立页岩气单井地层沉积相综合柱状图，如图6所示。

步骤S1.3、建立沉积相模式，绘制沉积相(微相)平面展布图。在单井沉积相分析基础上，进行沉积相连井对比，如图7所示，建立沉积相模式，指出有利于的沉积微相以及区域，如图8所示。

步骤S2、页岩气成藏条件、主控因素分析，如图9所示，具体包括以下步骤：

步骤S2.1、烃源岩特征分析。所述烃源岩特征分析包括根据钻录井资料、区域资料(邻井资料)、野外露头资料以及地震资料分析页岩分布区域、厚度、埋深；结合样品分析测试资料分析页岩的有机碳(TOC)含量(如图10所示)、干酪根类型、热演化程度(Ro)。

步骤S2.2、储层特征分析。所述储层特征分析包括根据样品分析测试资料的数据进行矿物类型及含量分析、储集空间分析(如图11所示)、孔隙结构分析(如图12所示)以及孔渗分析(如图13所示)。

步骤S2.3、盖层与保存条件分析。所述盖层与保存条件分析包括突破压力测试分析页岩的渗透率、突破压力以及突破时间，构造保存条件、水文地质条件。

步骤S3、页岩脆性分析。所述页岩脆性分析根据样品测试分析资料进行页岩脆性分析。包括定性分析和定量分析两个方面。

定性(半定量)分析：I_RBI＝(f_Q+f_Ca)/(f_Q+f_Ca+f_Cl+f_K)

定量分析:

B I = \frac{Y M + P R}{2}

Y M = \frac{Y M S - 1}{8 - 1} \times 100 %

P R = \frac{P R S - 0.4}{0.15 - 0.4} \times 100 %

步骤S4、有利层段、有利区域优选，提出勘探建议。所述有利层段、有利区域优选是按照适合研究区勘探开发的页岩气选区评价参数表(表1)进行评价分级，最后优选出有利层段(纵向上)、有利区域(平面上)，最终提出勘探建议。

表1

目前纳入评价指标的有：泥页岩总厚度、优质页岩厚度、TOC含量、Ro、含气量、埋深、大断裂发育程度以及地形条件8个参数。收集露头资料、钻录测井资料、地震资料以及样品分析测试资料，进行整理、统计和可靠性分析；绘制相应图件：泥页岩总厚度如图13所示、优质页岩厚度、TOC含量如图10、15所示、Ro如图16所示、含气量如图17所示；叠合各单因素图，结合深、大断裂发育程度以及地形条件等单因素，对研究区单井以及平面上进行评级图18所示，优选出有利的勘探开发层段及区域，最终提出下步勘探建议。

以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。

Claims

1.一种页岩气单井地质综合评价方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：地层划分对比及沉积相分析，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的页岩气单井地质综合评价方法，其特征在于，步骤S3中的页岩脆性分析包括定性分析和定量分析两个方面，

定性分析如下：

I_RBI＝(f_Q+f_Ca)/(f_Q+f_Ca+f_Cl+f_K)

定量分析如下:

B I = \frac{Y M + P R}{2}

Y M = \frac{Y M S - 1}{8 - 1} \times 100 %

P R = \frac{P R S - 0.4}{0.15 - 0.4} \times 100 %

3.如权利要求1或2所述的页岩气单井地质综合评价方法，其特征在于，步骤S1.1中的所述样品分析测试资料包括岩石学分析资料、地球化学分析资料及压裂实验分析资料。