頁巖氣評價標準與儲層分類探討

姜寶彥

（大慶油田勘探事業部，黑龍江大慶163000）

我國對頁巖氣的勘察力度不斷提升，必須建立新型的頁巖氣評價標準和儲層分類指標，在進行國內外頁巖氣地質特點調查、生產能力評估、儲氣量分析及易開采資料的建立過程中，必須從我國盆地地質情況出發，進行儲層評價參數的最優化選擇，對評價參數的分級標準進行界定，并應用灰色關聯分析方式對不同因子的大小關系進行確定，對頁巖氣儲層質量的綜合因子進行評估，以開展儲層分類劃分。據分析，儲層分類結果與頁巖氣實際生產情況存在較高的相似度，可以利用其進行我國頁巖氣儲層的評估。

1 頁巖氣地質特征

頁巖氣屬于我國規模巨大的天然氣資源之一，主要以游離狀態和吸附狀態存在，在暗色泥頁巖及高炭泥頁巖之中存在較多。頁巖氣具有自生性、自我儲存性和自我保護性質，存在低產量、無自然產能、無水氣邊界等特征，在盆地內厚度較大的頁巖烴源巖之中存儲量較多，必須進行壓裂改造后才可進行工業氣流的轉化。具備較長的生產周期和開采壽命。頁巖氣成藏受到溫度、地層壓力值、孔隙度、有效厚度、埋藏深度、有機質成熟程度、滲透率、含氣水平、有機碳含量、吸附氣體值和礦物成分等因素影響。所以，頁巖氣的存儲評價開展中，必須綜合考量上述因素，對頁巖氣評價進行綜合整理，分析其易開采性能、儲氣能力和生氣能力[1]。

2 頁巖氣儲層評價

開展頁巖氣儲層評價過程中，所采取的方法是多樣化的，本文主要采用灰色關聯分析方式評價和分類頁巖氣儲層，依據北美不同區域及我國四川盆地的儲層質量影響參數進行分析，對頁巖氣儲層進行整體化評價，了解到我國四川盆地的頁巖氣儲層開采潛力，必須保障頁巖氣具有一定的儲量，具備可開采性和經濟性才可集中進行頁巖氣的開采，在進行評價過程中，必須依據如下標準進行開采：第一，確保頁巖氣的滲透率達到0.001×10-3μm2；第二，保障頁巖氣中空隙深度超過1%；第三，確保每升頁巖氣的含氣量超過0.5m3；第四，保障頁巖氣中粘土礦物質含量在30%以上，脆性礦物質含量在45%以上；第五，保障頁巖氣富有機質泥頁巖，有效厚度超過9m以上；第六，保障頁巖氣的埋藏深度在4500m 以下[2]；第七，保障頁巖氣的成熟度在0.4%；第八，保障頁巖氣的有機碳含量在0.3%以上。在進行頁巖氣儲層評價過程中，依照如下形式開展。

2.1 評價方法

灰色關聯分析方式屬于一種重要的預測算法，依據灰色系統的相關理論和方法，對子系統之間的關聯度開展定量分析，其在儲層中應用的評價方式較多，在開展頁巖氣實例應用時必須對母序列順序進行選定，并對子序列順序進行選定，依照計算的關聯系數、權重系數、關聯度，合理對綜合評價因子進行確定。

2.2 評價指標

對頁巖氣的地質特征和影響因素進行分析總結，對有機碳含量、含氣量、埋藏深度、儲層壓力、吸附氣含量、孔隙度、儲量豐度、有效厚度、有機質成熟度等進行頁巖氣儲層評估指標。對國內外頁巖氣指標的取值范圍進行分析，從頁巖氣勘測情況出發，進行頁巖氣候選區參數指標的設計，指標參數需要綜合對多項因子進行考量，在進行頁巖氣區域劃分過程中，需要依據粘土礦物含量、埋藏深度、儲層壓力、吸附氣含量、含氣量、孔隙度、儲量豐度、有效厚度等因素進行，下面就具體因素展開論述。

2.2.1 有機質豐度

其指的是原始有機碳的含量與原始巖石質量之間的比值，有機質豐富的高度與頁巖的含氣量成正相關關系，有機質豐度越高，頁巖氣含量也就越低，分析北美地區頁巖氣儲層評價情況，具有商業開采價值的頁巖氣的氣藏有機質豐度必須保持在2.0%以上，在中國的高鹽化區域，一型的有機質頁巖氣藏其想要成為有效頁巖，參與的有機碳含量必須保持在1.0%以上[3]。

2.2.2 成熟度

成熟度有利于對有機質是否進入熱成熟的生氣階段進行評估，有機質在進入生氣階段以后，其所包含的氣體含量會不斷升高。美國模式最大的頁巖氣田中頁巖氣大都在成熟度超過1.1%的區域進行開井操作，有利于對頁巖氣的勘探風險進行降低。

2.2.3 有機質頁巖厚度

有機質頁巖的厚度是頁巖生成的基本條件，有利于保證充足的儲滲空間，從直井應用情況分析，頁巖的有效厚度必須在30m以上，若是水平井，會采用分段壓裂技術進行干預，巖壓的有效厚度只需要低于30m 即可。此外，泥頁巖的厚度大小也會對壓裂改造及頁巖氣資源量產生一定影響。

2.2.4 頁巖儲層

頁巖儲層大都為特低孔特低滲的儲層，空隙孔徑的大小大都以納米級進行計量，頁巖儲層的脆性較高，存在微裂縫發育和構造裂縫發育的特征，所以，孔隙度與相對滲透率也比較高。分析我國頁巖氣的存儲情況，其氣藏孔隙度大都保持在4%～6%之間，滲透率大都在0.001×10-3nm2以下，必須對其物性參數的難易程度進行考量，將孔隙度作為其物性參數的代表。

2.2.5 儲層壓力和溫度

儲層壓力及溫度會直接對游離氣體和吸附氣體的含量產生影響，壓力值的上升，將導致游離氣體含量和吸附氣體含量的增加，在相同的壓力水平下，地層溫度的上升，會導致游離氣體與吸附氣體含量的降低[4]。

2.2.6 開采性

埋深淺的經濟價值更為顯著，當前，我國開采技術不斷發展，這一參數將在一定程度上對頁巖氣的開采產生影響，我國頁巖氣的開采處于起步階段，缺少良好的頁巖氣開發和保存方式，大都認為埋藏深度在2000m 左右，即可作為頁巖氣富集區域進行開采，在3000m上的區域則被稱之為潛力區域，當前，我國水井技術不斷提升，國外已經可以開采4000～5000m 的頁巖氣，但是我國開采實踐情況分析，資源潛力區的開展深度最多可達4000m。

3 儲層分類標準

進行標準化的單項評價指標確定后，確定單向指標的權重系數，分析各個評價指標的單向權衡分數，將分數相加，即可得到頁巖氣儲層的綜合評價分數，依據地質條件、地球化學標準數據、深度、地球物理、鉆井天然氣、頁巖氣發育規模以及含氣量等內容，聯合頁巖氣的儲集層評價因子Q，明確其分類標準，一類儲層的綜合評價因子在0.60 以上，二類儲層占據單元總數的14%，綜合評價因子在0.15～0.60 之間，三類儲層占據單元總數的43%，綜合評價因子在0.48～0.51 之間，四類儲層占據單元總數的14%，綜合評價因子在0.40～0.48之間。

4 結束語

當前，我國四川盆地蘊含豐富的古生界頁巖，其分布厚度較大，富含豐富的有機物質，具有較高的演化程度，較大的生烴量，且四川盆地的地質特征與美國頁巖氣盆地的特征存在相似性。合理進行頁巖氣的評價標準與儲層分類，有利于優化頁巖氣的開采水平，為優選頁巖氣提供有力的勘察條件。