頁巖氣儲層測井技術經濟評價方法研究

秦夢

摘要：隨著社會對能源需求量的不斷增加，同時，隨著我國大多數油氣田進入開發的后期階段，對新型的頁巖氣能源進行開發成為了一項重大課題，其中，頁巖氣能源的勘探與開采，十分有利于我國社會的進一步發展。但是在進行頁巖氣勘探開采的過程中，必須對其測井資料進行解釋和評價工作，以便為下一步的頁巖氣開采奠定基礎。由于頁巖氣開發技術剛剛起步，因此，在測井資料解釋評價方面仍存在一定的問題，很多油氣田單位都采用常規油氣的測井資料解釋方法對頁巖氣的測井資料進行解釋，由于頁巖氣與常規油氣資源不同，所以在應用常規測井解釋方法的過程中也容易出現各種問題。針對頁巖氣測井資料解釋與評價過程中面臨的眾多問題，本次研究將從儲層特征以及評價要點出發，對其解釋評價方法進行深入研究，為頁巖氣的開采奠定基礎。

關鍵詞：頁巖氣;測井技術;儲層特征;解釋技術;評價方法

針對頁巖氣儲層測井解釋評價問題，首先對頁巖氣儲層的基本特征和解釋評價的要點分別進行介紹，然后從礦物含量計算、地化參數計算、物性參數評價、頁巖含氣量計算以及巖石參數計算五方面入手，對測井解釋評價方法進行深入研究，為頁巖氣的開采奠定基礎。研究表明：儲層測井解釋主要可以分為五個方面，分別是巖石性質識別、儲層物性參數計算、儲層地化參數計算、儲層含氣量計算以及對地層中的巖石性質參數進行計算評價，在進行實際的測井解釋評價時，每個方面都需要選擇最合理的方法。

1.頁巖氣儲層特征和評價要點

我國頁巖氣的儲層特征與美國北部區域頁巖氣的儲層特征十分相似，其頁巖氣的儲層相對較厚，且含碳量相對較高，儲層中的石英相對較多。目前的研究成果已經表明，在我國的四川、鄂爾多斯等區域具有良好的頁巖氣成藏條件，而對于遼河區域和柴達木區域而言，其成藏條件相對較差。對于四川區域而言，其頁巖氣儲層的厚度約為90～304m，屬于海相沉積，儲層中的碳含量可以達到3.0%～4.0%，儲層中的礦物質含量相對較低。對于揚子區域而言，其頁巖氣也屬于海相沉積，頁巖氣儲層的厚度約為152m～304m，儲層中的碳含量可以達到3.0%～3.2%，儲層中的礦物質含量相對較低。對于準格爾區域而言，其頁巖氣也屬于海相沉積，頁巖氣儲層的厚度約為250m左右，儲層中的碳含量可以達到4.0%～5.0%，儲層中的礦物質含量屬于中等層次。

對頁巖氣的儲層進行評價的過程中，其主要的工作就是對儲層中的巖石性質進行識別、對儲層的物性參數進行計算、對儲層的地化參數進行計算、對儲層中的頁巖含氣量進行計算以及對地層中的巖石性質參數進行計算評價。

2.頁巖氣儲層測井評價方法

2.1礦物含量計算

目前，在對礦物含量進行計算的過程中，常見的方法主要可以分為3種，分別是三孔隙度方法、伽馬射線方法以及元素能譜方法，這3種方法在應用的過程中各有優缺點，相關單位可以根據自身的情況選擇最合理的礦物含量計算方法。

2.2地化參數計算

地化參數主要可以分為三方面，分別是碳含量、鏡質體反射率以及熱成熟度。首先，對于頁巖氣的儲層而言，在對儲層的碳含量進行計算的過程中，常見的方法主要有電阻率方法以及放射性元素方法，在應用這些方法的過程中也需要根據實際情況進行選擇。對于鏡質體反射率（Ro）問題，隨著地層中熱演化能力的不斷加深，Ro會出現十分明顯的變化，同時，如果頁巖氣所處的儲層深度相對較深，則Ro也相對較大，通過不斷進行實驗的方法，可以得到Ro與儲層深度之間的關系方程，另一方面，通過中子的方法也可以得到Ro的準確數值。對于熱成熟度而言，這是評價頁巖氣潛力的一項關鍵指標，一般情況下，如果儲層的熱成熟度相對較高，則證明儲層中的頁巖氣含量相對較高，目前，國內外學者曾使用一系列的測井資料數據，通過擬合數據的方式得到了熱成熟度的計算方程，該方程已經得到了廣泛的應用與推廣。

2.3物性參數評價

物性參數主要可以分為兩方面，分別是孔隙度以及滲透率。對于孔隙度而言，這是儲層中儲存頁巖氣的主要區域，眾所周知，儲層中含有大量的有機質，這部分有機質的相關性質與流體十分相近，因此，相關工作人員可以使用三孔隙度的方法對地層中的孔隙度進行計算，另一方面，由于頁巖氣的性質相對較為復雜，其孔隙度也相對較小，準確的得到孔隙度信息十分困難，因此，可以通過使用三孔隙度以及電阻率相互結合的方法提高孔隙度的計算結果，國外學者曾使用巖心的分析結果以及測井資料，對孔隙度和巖心進行了對比，對比結果顯示，兩項參數的相關數據十分接近。對于滲透率而言，國外學者曾使用加拿大區域的相關數據，得到了孔隙度以及滲透率之間存在的相關聯系，該項成果對于滲透率的計算十分關鍵，在另一方面，相關學者也曾指出，頁巖氣儲層可以看作是由大量的致密介質所組成的，因此，其滲透率可以通過使用泊肅葉公式進行計算，同時，由于頁巖氣儲層中的孔隙度相對較低，因此，其滲透率也相對較小，因此，使用傳統的測井方法難以得到其滲透率信息，國內學者張晉言等人曾使用專業的軟件進行模擬，進而提出了一種滲透率計算的簡單方法，該種方法已經在我國的氣田單位得到了廣泛的應用。

2.4頁巖含氣量計算

含氣量的計算主要可以分為吸附氣的計算以及游離氣的計算。對于吸附氣的計算而言，主要可以通過解析法、測井解釋等方法得到相關計算結果，國外學者也曾經對地層中的溫度和壓力進行了測量，然后對這兩項數據以及吸附氣含量進行擬合，進而得到了吸附氣計算的相關公式。對于游離氣而言，這屬于對儲層進行評價的重要參數，游離氣的含量與儲層的壓力、溫度、密度、孔隙度等參數都具有一定的聯系，因此，可以通過使用數據擬合的方法得到相關的數據信息。

2.5巖石參數計算

地層中巖石的參數主要可以分為兩方面，分別是彈性參數以及地層的強度參數。彈性參數主要包括四方面，分別是地層巖石的泊松比、巖石的楊氏模量、體積模量以及巖石的剪切模量;強度參數主要包括3個方面，分別是巖石的抗壓、抗拉強度以及巖石的抗剪切能力。一般情況下，相關工作人員主要可以通過密度、橫縱波時差等方法得到巖石的彈性參數數據，可以通過實驗的方法得到巖石的強度參數數據，但是由于實驗的成本相對較高，花費的時間相對較長，因此，相關專家也提出了經驗公式對巖石的強度系數進行計算。

3.結語

綜上所述，要想實現頁巖氣的高效開發，對測井資料進行解釋評價十分重要，可以提前掌握儲層的相關信息，為頁巖氣開發奠定基礎。通過研究可以發現，測井解釋評價主要可以分為五個方面，分別是巖石性質識別、儲層物性參數計算、儲層地化參數計算、頁巖含氣量計算以及對地層中的巖石性質參數進行計算評價，這五方面的數據都十分重要，因此，相關單位需要選擇最合理的方法，得到這五方面數據的相關參數，為頁巖氣的開采奠定基礎。