页岩气评价标准与储层分类探讨

2021-04-01姜宝彦

西部探矿工程 2021年5期

姜宝彦

（大庆油田勘探事业部，黑龙江大庆163000）

我国对页岩气的勘察力度不断提升，必须建立新型的页岩气评价标准和储层分类指标，在进行国内外页岩气地质特点调查、生产能力评估、储气量分析及易开采资料的建立过程中，必须从我国盆地地质情况出发，进行储层评价参数的最优化选择，对评价参数的分级标准进行界定，并应用灰色关联分析方式对不同因子的大小关系进行确定，对页岩气储层质量的综合因子进行评估，以开展储层分类划分。据分析，储层分类结果与页岩气实际生产情况存在较高的相似度，可以利用其进行我国页岩气储层的评估。

1 页岩气地质特征

页岩气属于我国规模巨大的天然气资源之一，主要以游离状态和吸附状态存在，在暗色泥页岩及高炭泥页岩之中存在较多。页岩气具有自生性、自我储存性和自我保护性质，存在低产量、无自然产能、无水气边界等特征，在盆地内厚度较大的页岩烃源岩之中存储量较多，必须进行压裂改造后才可进行工业气流的转化。具备较长的生产周期和开采寿命。页岩气成藏受到温度、地层压力值、孔隙度、有效厚度、埋藏深度、有机质成熟程度、渗透率、含气水平、有机碳含量、吸附气体值和矿物成分等因素影响。所以，页岩气的存储评价开展中，必须综合考量上述因素，对页岩气评价进行综合整理，分析其易开采性能、储气能力和生气能力[1]。

2 页岩气储层评价

开展页岩气储层评价过程中，所采取的方法是多样化的，本文主要采用灰色关联分析方式评价和分类页岩气储层，依据北美不同区域及我国四川盆地的储层质量影响参数进行分析，对页岩气储层进行整体化评价，了解到我国四川盆地的页岩气储层开采潜力，必须保障页岩气具有一定的储量，具备可开采性和经济性才可集中进行页岩气的开采，在进行评价过程中，必须依据如下标准进行开采：第一，确保页岩气的渗透率达到0.001×10-3μm2；第二，保障页岩气中空隙深度超过1%；第三，确保每升页岩气的含气量超过0.5m3；第四，保障页岩气中粘土矿物质含量在30%以上，脆性矿物质含量在45%以上；第五，保障页岩气富有机质泥页岩，有效厚度超过9m以上；第六，保障页岩气的埋藏深度在4500m 以下[2]；第七，保障页岩气的成熟度在0.4%；第八，保障页岩气的有机碳含量在0.3%以上。在进行页岩气储层评价过程中，依照如下形式开展。

2.1 评价方法

灰色关联分析方式属于一种重要的预测算法，依据灰色系统的相关理论和方法，对子系统之间的关联度开展定量分析，其在储层中应用的评价方式较多，在开展页岩气实例应用时必须对母序列顺序进行选定，并对子序列顺序进行选定，依照计算的关联系数、权重系数、关联度，合理对综合评价因子进行确定。

2.2 评价指标

对页岩气的地质特征和影响因素进行分析总结，对有机碳含量、含气量、埋藏深度、储层压力、吸附气含量、孔隙度、储量丰度、有效厚度、有机质成熟度等进行页岩气储层评估指标。对国内外页岩气指标的取值范围进行分析，从页岩气勘测情况出发，进行页岩气候选区参数指标的设计，指标参数需要综合对多项因子进行考量，在进行页岩气区域划分过程中，需要依据粘土矿物含量、埋藏深度、储层压力、吸附气含量、含气量、孔隙度、储量丰度、有效厚度等因素进行，下面就具体因素展开论述。

2.2.1 有机质丰度

其指的是原始有机碳的含量与原始岩石质量之间的比值，有机质丰富的高度与页岩的含气量成正相关关系，有机质丰度越高，页岩气含量也就越低，分析北美地区页岩气储层评价情况，具有商业开采价值的页岩气的气藏有机质丰度必须保持在2.0%以上，在中国的高盐化区域，一型的有机质页岩气藏其想要成为有效页岩，参与的有机碳含量必须保持在1.0%以上[3]。

2.2.2 成熟度

成熟度有利于对有机质是否进入热成熟的生气阶段进行评估，有机质在进入生气阶段以后，其所包含的气体含量会不断升高。美国模式最大的页岩气田中页岩气大都在成熟度超过1.1%的区域进行开井操作，有利于对页岩气的勘探风险进行降低。

2.2.3 有机质页岩厚度

有机质页岩的厚度是页岩生成的基本条件，有利于保证充足的储渗空间，从直井应用情况分析，页岩的有效厚度必须在30m以上，若是水平井，会采用分段压裂技术进行干预，岩压的有效厚度只需要低于30m 即可。此外，泥页岩的厚度大小也会对压裂改造及页岩气资源量产生一定影响。

2.2.4 页岩储层

页岩储层大都为特低孔特低渗的储层，空隙孔径的大小大都以纳米级进行计量，页岩储层的脆性较高，存在微裂缝发育和构造裂缝发育的特征，所以，孔隙度与相对渗透率也比较高。分析我国页岩气的存储情况，其气藏孔隙度大都保持在4%～6%之间，渗透率大都在0.001×10-3nm2以下，必须对其物性参数的难易程度进行考量，将孔隙度作为其物性参数的代表。

2.2.5 储层压力和温度

储层压力及温度会直接对游离气体和吸附气体的含量产生影响，压力值的上升，将导致游离气体含量和吸附气体含量的增加，在相同的压力水平下，地层温度的上升，会导致游离气体与吸附气体含量的降低[4]。

2.2.6 开采性

埋深浅的经济价值更为显著，当前，我国开采技术不断发展，这一参数将在一定程度上对页岩气的开采产生影响，我国页岩气的开采处于起步阶段，缺少良好的页岩气开发和保存方式，大都认为埋藏深度在2000m 左右，即可作为页岩气富集区域进行开采，在3000m上的区域则被称之为潜力区域，当前，我国水井技术不断提升，国外已经可以开采4000～5000m 的页岩气，但是我国开采实践情况分析，资源潜力区的开展深度最多可达4000m。

3 储层分类标准

进行标准化的单项评价指标确定后，确定单向指标的权重系数，分析各个评价指标的单向权衡分数，将分数相加，即可得到页岩气储层的综合评价分数，依据地质条件、地球化学标准数据、深度、地球物理、钻井天然气、页岩气发育规模以及含气量等内容，联合页岩气的储集层评价因子Q，明确其分类标准，一类储层的综合评价因子在0.60 以上，二类储层占据单元总数的14%，综合评价因子在0.15～0.60 之间，三类储层占据单元总数的43%，综合评价因子在0.48～0.51 之间，四类储层占据单元总数的14%，综合评价因子在0.40～0.48之间。