陸相頁巖氣產能影響因素研究進展

王宇

摘要：陸相頁巖氣藏的特殊賦存運移方式、流動規律、特殊的開發方式使陸相頁巖氣藏的產能預測方法研究的難度大大增加，本文以鄂爾多斯盆地延長組長7段陸相頁巖氣儲層為例，系統的介紹了陸相頁巖氣產能主控因素、產層主要特征、產能宏觀影響因素及產能微觀影響因素，對陸相頁巖氣勘探開發具有指導作用。

關鍵詞：陸相頁巖氣;產能

1 ?陸相頁巖氣產層主要特征

研究區長7段泥頁巖單層厚度大，分布面積廣，有機質含量高;富氫顯微組分含量較高，有機質類型以Ⅱ型為主;有機質熱演化程度適中，碳同位素特征顯示為干酪根熱解成因的原油伴生氣陸相頁巖氣具有其特殊性，對于儲層的深入認識是分析影響產能影響的基礎，根據對儲層特征的研究，總結了延長組長7段陸相頁巖儲層的主要特性，并與國內外已經開發的頁巖儲層特征參數進行了對比，通過分析以上參數，發現陸相頁巖儲層的主要特征有：（1）單層的厚度較大，且分布面積廣;（2）有機碳含量相對較高、Ro適中，有利于生油氣;（3）儲層的基質滲透率較低，不利于開發;（4）儲層為陸相沉積環境，其粘土礦物含量高，非均質性強;（5）儲層埋藏淺，具有低地層壓力特征。

2 ?頁巖氣產能控制因素

2.1 頁巖氣產能影響因素概述

頁巖氣是一種典型的低品位資源，國外頁巖氣開發經驗表明，頁巖氣井產能受到頁巖地質地化特征、含氣性、儲層性質、壓裂改造措施、生產措施等諸多因素的影響，包括頁巖埋深、頁巖厚度、有機質豐度、有機質成熟度、頁巖含氣性、頁巖力學性質、頁巖物性、頁巖礦物成分等多方面的因素。

延長石油陸相頁巖和美國海相頁巖具有較大的差異，因此不能簡單的套用國外的開發經驗，需要結合陸相頁巖的實際儲層特征，全面系統的分析氣產能影響因素，因此，以下將結合深入的儲層特征分析，分別從宏觀和微觀兩方面，深入的分析控制延長石油陸相頁巖產能的主要因素，分析氣控制機理，為陸相頁巖的產能建設打下良好的基礎。

2.2 頁巖氣產能的宏觀影響因素

通過對比發現，研究區的有機質含量豐富，有利于生氣，研究表明其計算資源量豐度變化在（0.45～3.58）×108m3/km2，資源豐度相對較大，陸相頁巖氣井產能的建立具有一定的物質基礎。為頁巖氣井的產能建立物質基礎。延長組長7段陸相頁巖儲層屬于淺層頁巖氣藏，此類儲層的典型特征是吸附氣所占的儲量要高于游離氣，模擬研究表明，研究區的吸附氣儲量占總儲量的大約吸附氣對于產量的貢獻約為50～65%，提高解吸效率，可以提高頁巖氣井的產能。根據國外頁巖氣藏的開發數據表明，隨著頁巖的脆性降低，壓裂液中流體的體積徐降低，支撐劑的數量需增加。高粘土礦物帶來的另外一個影響產能的因素是儲層敏感行，研究區頁巖儲層中粘土礦物中主要是伊蒙混層，易吸水膨脹，因此需對研究區儲層巖石開展系統的液體敏感性分析，提高壓裂液與地層的配伍性，降低壓裂液傷害。高粘土礦物含量，增強了頁巖儲層的蠕變特性，壓裂改造后裂縫的存在將使儲層蠕變速率大幅度提高，并對裂縫導流能力具有不可忽視的影響，裂縫蠕變將降低氣井產能，頁巖儲層地應力計算、支撐劑類型與鋪設方式優選中也應考慮蠕變的影響，而保持流體壓力有利于維持裂縫導流能力，提高氣井產能和采收率。通過對比國外Barnett海相沉積頁巖與延長石油頁巖的橫向非均質性，研究區頁巖儲層為陸相沉積，長7儲層滲透率平面非均質性評價結果表明，其滲透率變異系數為2.118，滲透率突進系數為5.322，滲透率級差為71.086，非均質性強。研究區的地層壓力較低，壓力系數也比較低，這就使地層壓裂液的返排更為困難，不利用建立氣井產能。

2.3 頁巖氣產能的微觀影響因素

（1） 孔隙度與滲透率

頁巖氣儲層納米級孔隙以有機質內孔、顆粒內孔及自生礦物晶間孔為主，一般認為頁巖內孔隙度來自納米孔隙的貢獻，納米級孔隙是頁巖的主要組成部分，是頁巖的主要儲氣空間。頁巖儲層的巖石物性，如孔隙度、流體（氣、水）飽和度、和在原位條件下的滲透率，對于理解頁巖氣產出和頁巖氣井產能至關重要。其中滲透率是表征氣體運移能力一個重要的物理量，是影響氣井高效開發極為重要的因素。基質中的微納米孔隙是頁巖氣藏重要的儲集和運移空間，基質滲透率是控制頁巖氣產能的關鍵因素，受控于有機質豐度和有機質孔隙度、熱演化成熟度、粘土礦物和微觀孔隙結構類型等多種地質地化因素。

（2）水鎖傷害

由于致密儲層的超低孔滲特點，其氣水相對滲透率隨含水飽和度的變化與常規儲層有很大不同，油氣在孔隙中的流動受到含水飽和度的強烈影響，壓裂液等外來流體的侵入和滯留使氣體流動阻力大大增加，成為致密儲層壓裂液傷害的重要機理之一。

3 ?產能變化規律

陸相頁巖氣藏單井產量具有低產、遞減快和生產周期長的特點。頁巖氣藏壓后產量偏低，初期產量較高，而后產量迅速降低，，同時產量趨于穩定，低產階段穩產時間較長。與常規氣藏相比，陸相頁巖氣藏具有特殊的地質地化特征，其有機質豐度、有機質成熟度、有機質類型等因素將會影響頁巖的含氣性，進而影響到頁巖氣藏的產能。頁巖氣儲層由于納米級孔隙的存在，其滑脫效應更加的顯著，隨著開發的進行，由于壓力的不斷降低，滑脫效應所產生的附加通量能夠有效的增加頁巖氣井的產能;頁巖由于本身物性差，因此應力敏感較常規儲層更加的顯著，隨著地層壓力的降低，儲層的滲透率下將，將會降低頁巖氣井的產能。

4 ?結論

鄂爾多斯盆地有豐富的陸相頁巖氣資源量，但是，雖然采用了在美國取得很好效果的以大型的滑溜水壓裂為代表的體積壓裂技術，氣井產能卻低于預期。陸相頁巖氣產能的宏觀影響因素是高粘土含量、低地層壓力、強儲層非均質性;主要微觀影響因素是有機質的連續性和粘土礦物與有機質之間的復雜空間分布關系。在系統的儲層分析和產能主控因素的評價基礎上，認為提高陸相頁巖氣產能需要精確預測到甜點有利區，優選有利儲層、提高井控改造體積、降低儲層粘土水化膨脹傷害。

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