快速评价泥页岩含气性及游离气含量的方法

郭少斌 王义刚

随着我国国民经济快速发展，对能源、尤其是清洁能源的需求持续增加。目前在我国一次性能源消费结构中天然气所占比例远低于世界平均水平。为进一步缓解我国油气的供需矛盾，积极寻找新的接替能源势在必行。

从全球不可再生能源勘探开发的现状分析发现，页岩气是最现实的常规油气资源的重要接替资源之一。页岩气是指以吸附和游离状态赋存于富有机质页岩地层中，具有商业价值的生物成因和热成因的非常规天然气。

世界页岩气资源丰富，其中北美地区已成功规模开发利用，并步入快速发展阶段。2000年以来，国内页岩气的研究工作逐步展开，页岩气研究已有一定的基础积累，我国不仅海相页岩分布广泛，陆相也很发育，并且存在海陆交互相页岩，根据我国和美国页岩气成藏地质条件的相似性对比研究，认为我国许多盆地均具备页岩气成藏的地质条件，页岩气资源潜力十分巨大。所以大力加快页岩气的发展，可以有效减缓天然气需求过快增长给我国能源安全造成的巨大压力。

在页岩气资源评价过程中，如何快速评价泥页岩的含气性，尤其是在没有针对泥页岩取心，无法开展现场气体解吸的情况下，作者认为不能仅靠等温吸附来决定地下泥页岩的含气性，因为任何一块泥页岩石在一定的温度和压力条件下都能吸附一定量的气体，并不能说明地下泥页岩的含气性和商业价值，可采取两种方法来确定：一是通过老井或新井的气测，有气测显示证明泥页岩具有含气性，气测显示越高的层越具有商业勘探价值，是有利的页岩气储层，也是下一步勘探的重点层位；二是通过野外露头挖浅探槽的方式取样进行直接解吸或热模拟，然后对热模拟结果进行解吸，如果有气体被解吸出来，尽管量很少，但意义重大，证明该层位泥页岩具有含气性，纵向系统的解吸可发现解吸气量越高所对应的层位是进一步研究的重点层位，图1是鄂尔多斯盆地东缘露头山西组采样热模拟后解吸的结果，充分证明了该组的含气性。

由于页岩中所含的溶解气量极少，故页岩气总资源量可近似分解为吸附气总量与游离气总量之和。Q总≈Q吸+Q游

Q总：页岩气资源量；Q吸：吸附气资源量；Q游：游离气资源量。

关于游离气含量的获取也是页岩气资源评价中面临的问题，该参数的获取可通过以下几个途径解决：一是利用现场解吸实验获得总的含气量，然后对同一块样品进行等温吸附实验，再用解吸气量减去吸附气量就等于游离气量；二是利用阿尔奇公式计算含水饱和度，再计算含气饱和度，与孔隙体积相乘就得到游离气量；三是通过气测含量确定游离气量，或者利用已知含气饱和度和储集物性建立回归关系，计算未知井的含气饱和度，与孔隙体积相乘就得到游离气量。