海陆过渡相页岩气资源评价

海陆过渡相页岩气资源评价页岩气讲座张庆辉山西省煤炭地质勘查研究院山西省煤炭地质勘查研究院山西省煤炭地质勘查研究院2341海陆过渡相页岩气勘探开发技术概述海陆过渡相页岩气储层评价方法主要内容海陆过渡相页岩气资源综合评价海陆过渡相页岩气勘探开发方向5山西省煤炭地质勘查研究院生烃过程排烃过程运移过程原油裂解天然气保存（据Jarvieetal.,2003）页岩气含油气系统简单的自生自储含油气系统页岩气藏的生烃、排烃、运移、聚集和保存全部在烃源岩内部完成。其勘探、开发、研究对象为单一的页岩。页岩气藏具有生气的唯一性、储气的多样性、富气的变化性以及供气的改造性，通过上述四种特性的深入思考与研究，评价页岩的四种能力即生气能力、储气能力、富集气能力及供气能力是页岩气藏勘探开发的关键。页岩气是指以吸附和（或）游离状态存于低孔、低渗、富有机质页岩层中的天然气。（据Jarvieetal.,2003）页岩气含油气系统简单的自生自储含油气系统页岩气基本特征概述页岩气：主体以吸附和游离状态赋存与泥、页岩地层中，吸附气含量占页岩气总含量的20%-85%，溶解态仅少量存在，与构造保存条件有关。Barnett页岩微裂缝微孔隙吸附气游离气有机质页岩气赋存方式游离态存在于裂缝、孔隙及其他储集空间；吸附态存在于干酪根、粘土颗粒及空隙表面；溶解态储存于干酪根、沥青质及含油层中。概述山西省煤炭地质勘查研究院气源成因有三：生物成因、热成因和二者混合成因，以热成因为主热成因气的形成有三个途径干酪根分解直接成气体和沥青沥青分解成油和气体（初次裂解）原油分解成气体和高含碳量的焦炭或者沥青残余物（二次裂解）混合成因气有机质生物成因气气源：干酪根沥青裂解油裂解生物成因干酪根热成因气热成因气生物降解生物作用二次裂解有机质干酪根沥青焦沥青原油页岩气成因概述山西省煤炭地质勘查研究院概述世界页岩气分布特征山西省煤炭地质勘查研究院我国页岩分布盆地有四川盆地、鄂尔多斯及其周缘盆地、渤海湾盆地、松辽盆地、塔里木盆地、以及准噶尔盆地等。2012年3月1日，国土资源部公布了全国页岩气资源评价结果：我国陆域页岩气地质资源潜力134.42万亿立方米、技术可采资源潜力25.08万亿立方米（不含青藏区），优选出页岩气有利区180个，划分页岩气勘探开发规划区36个。概述我国页岩气分布特征山西省煤炭地质勘查研究院81、国外研究情况2、国内研究情况美国页岩气勘探开发技术已相当成熟；加拿大、德国、荷兰等一些国家也在开展页岩气研究工作。我国页岩气资源战略调查工作虽处于起步阶段，但也取得初步进展。研究和划分了页岩气资源有利远景区，启动和实施了页岩气资源战略调查项目，初步摸清了我国部分有利区富有机质页岩分布，确定了主力层系，初步掌握了页岩气基本参数，建立了页岩气有利目标区优选标准，优选出一批页岩气富集有利区。（但主要成果集中在南方海相页岩和西北陆相页岩）概述页岩气研究现状山西省煤炭地质勘查研究院四川盆地南部威筇竹寺与龙马溪页岩压裂获气证实筇竹寺和龙马溪页岩确实存在页岩气，解决了页岩气的有无问题证明前期地质认识基本正确，为页岩气勘探开发提供了地质依据但从产量上看，四川盆地页岩气的开发还有许多复杂的地质和工程问题需要解决4、四川盆地下古生界海相页岩气获得突破威201：∈1q-S1l：0.26-1.08万方/日阳101：S1l：5-6万方/日威201：∈1q-S1l：0.26-1.08万方/日阳101：S1l：5-6万方/日资料来源：西南油气田公司，2010华南区域海相：四川盆地我国第一口页岩气井产气概述页岩气研究现状山西省煤炭地质勘查研究院西北区域陆相：颚尔多斯盆地延长组页岩见工业气流长7、长9段泥页岩属于陆相盆地三角洲及湖岸沼泽相、浅湖、半深湖相沉积。概述页岩气研究现状山西省煤炭地质勘查研究院11随着海相和陆相页岩气成功开发，目前，我国开始加大对海陆过渡相页岩气的研究力度。其中由中国地质调查局油气中心组织开展的《华北地区页岩气(油气)基础地质调查综合研究与潜力评价》项目以华北陆块石炭二叠系为主要目的层，大致查明页岩气（油气）主要含气（油气）层段的沉积特征、分布主要区域及其有机地球化学特征，分析页岩气形成富集条件，研究页岩的储集性和含气性，评价页岩气资源潜力。另外，山西、山东、河南等省份也在省内组织开展了针对海陆过渡相页岩气资源的调查和评价工作。概述海陆过渡相页岩气研究现状山西省煤炭地质勘查研究院华北区域海陆过渡相：沁水盆地页岩气井见气显示12沁水盆地及其外围，通过研究掌握了沁水盆地海陆交互相富有机质暗色泥页岩的发育层位、厚度与分布及赋存状况初步优选了沁水盆地页岩气有利远景区概述海陆过渡相页岩气研究现状山西省煤炭地质勘查研究院海陆过渡相页岩气研究面临的问题概述海陆交互相页岩气赋存特征与海相、陆相页岩气的差异性海陆交互相页岩气评价体系海相页岩海陆交互相页岩陆相页岩发育规模和分布范围相对大相对小相对小岩石组成（互层）白云岩、石英砂岩、黑色页岩泥质岩、粉砂质泥页岩、煤层泥质岩、粉砂质泥页岩、煤层控制因素海平面、陆源物质供给海平面、陆源物质供给、构造、气候构造、气候、物源供给可比性好较差差在我国的分布扬子地区、塔里木盆地等下古生界至下三叠统地层华北、西北晚中生界至早新生界地层华北、西北中生界至新生界地层厚度单层厚度大单层厚度小，互层明显单层薄，互层明显年代范围古生界-中生界晚中生界至早新生界中生界-新生界沉积相深海相深湖相、沼泽相深湖相沉积环境特殊部位较深水体较深水体干酪根类型Ⅰ、Ⅱ型为主Ⅱ、Ⅲ型为主Ⅲ型为主热演化程度成熟-过成熟低-高成熟低-高成熟天然气类型热解、裂解、次生生物气生物成因气、热解成因气生物成因气、热解成因气山西省煤炭地质勘查研究院当务之急加强海陆过渡相页岩气地质特征研究，摸清资源赋存情况，建立合适的评价体系；开展好海陆过渡相页岩气开发先导试验区（产业化示范区）；形成适合海陆过渡相页岩气赋存地区地质条件、环境条件、体制政策等方面的页岩气勘探、开发体系及配套技术。概述山西省煤炭地质勘查研究院2341海陆过渡相页岩气勘探开发技术概述海陆过渡相页岩气储层评价方法主要内容海陆过渡相页岩气资源综合评价海陆过渡相页岩气勘探开发方向5山西省煤炭地质勘查研究院页岩气藏属自生自储式气藏，储层有别于常规油气储层，孔隙结构的特殊性决定了评价方法、测试手段等与常规油气储层的研究不同，气体在储层的存在方式也受到很大影响，因此页岩气储层的研究需要从多方面综合考虑（Curtisetal,2002；Chalmersetal,2008；Rossetal,2009；Clarksonetal,2013）。从有机质丰度、热成熟度、含气性、空间展布、矿物组成、脆性、孔裂隙特征、力学性质等方面来研究（蒋裕强等，2010；刘树根等，2011；聂海宽等，2011；梁超等，2012；马文辛等，2012；于炳松，2012）利用野外观察、显微薄片、扫描电镜、X衍射、压汞、液氮、低温CO2、等温吸附模拟、岩石应力实验等工作手段来研究（Rossetal,2009；张金川等，2010；邹才能等，2010；陈尚斌等，2011；Bernardetal.,2012a；Curtisetal,2012）从研究内容来说从研究方法来说32评价总体思路储层评价方法山西省煤炭地质勘查研究院页岩储层评价流程1•关键井精细岩心物性分析、地化基本参数分析、岩石矿物组成分析。2•等温吸附能力研究及现场含气量解吸，了解地层条件下吸附能力，评价储层实际含气量大小。3•利用岩心及测井曲线，通过岩心-测井对比，建立解释模型，获取孔隙度等参数的空间变化特征。4•结合沉积相、岩石组合特征以及测井解释结果确定含气页岩边界，初步预测研究区的资源储量。5•结合地震资料和经济指标权衡各类参数，例如原始地质储量、含气丰度、吸游比等，以优选勘探目标。32评价流程储层评价方法山西省煤炭地质勘查研究院32技术路线储层评价方法页岩气储层评价技术路线图通过岩石三轴应力实验、渗透率测试来分析储层岩石物理性质；通过有机碳含量测定、有机质类型测定、镜质组反射率测定及岩石热解实验来分析页岩生烃能力，与国内外成功开发页岩参数对比，分析页岩气潜力；利用矿物成分分析测试来确定页岩所含矿物成分及其含量，并在显微镜下观察相关矿物特征；由压汞、液氮及扫描电镜实验分析孔隙分布情况及孔隙形态特征；利用等温吸附实验来模拟地层条件下页岩的气体吸附量。山西省煤炭地质勘查研究院泥页岩有机地化特征不但影响着岩石的生气能力，而且对岩石的储集能力（尤其是吸附能力）具有重要的控制作用。富含有机质页岩中生成天然气的数量主要取决于三个因素岩石中原始沉积的有机物质的数量，即岩石中的有机碳含量不同类型有机物质成因的联系和原始生成天然气的能力，即有机质类型有机物质转化成烃类天然气的程度，有机质热演化程度32地球化学特征储层评价方法山西省煤炭地质勘查研究院独立的孔隙由于泥页岩是一种多孔性介质，基质具有孔隙和裂缝双重结构，且基质孔径在＜1nm到数百个nm之间变化，且微孔隙的表面对页岩气具有非常强的吸附能力。孔隙微观形态、大小、孔隙结构及孔隙数量对页岩气体的赋存和运移有着非常重要的影响。在常规油气藏勘探研究中，页岩一般被视为烃源岩和盖层。而在显微镜和扫描电镜下观察可以发现，页岩中存在由不同大小的孔隙、喉道、晶洞和裂缝组成的复杂多孔系统，并具有网状连通的特征。这些孔隙网络是页岩气的主要储集空间，而且孔隙度对页岩中游离态天然气的含量有直接的控制作用。32孔裂隙特征3.2储层评价方法山西省煤炭地质勘查研究院一系列机理探讨正在进行（不同类型及成因的孔隙对储集物性的影响不同；页岩基质的微观结构（孔隙的发育程度、形态大小）与储层微裂缝网络系统（及连通性）是影响产出的重要因素；页岩成熟度与孔隙结构间存在着一定的联系……）。孔裂隙检测手段不断进步（氩离子抛光、电子扫描电镜SEM、场发射高分辨率扫描电镜FESEM、聚焦离子束FIB及背散射电子成像BSE等）。孔隙的微观特征及其描述分类逐渐加深（有机质孔、黄铁矿粒间孔、生物化石中矿物微裂缝；多孔絮状体、有机质孔、粪球粒、化石碎片、不同矿物的粒内孔隙、基岩的微孔道、微裂缝等纳米孔）。32孔裂隙特征储层评价方法山西省煤炭地质勘查研究院2341海陆过渡相页岩气勘探开发技术概述海陆过渡相页岩气储层评价方法主要内容海陆过渡相页岩气资源综合评价海陆过渡相页岩气勘探开发方向5山西省煤炭地质勘查研究院几个概念页岩系统：页岩及页岩中夹层状的粉砂岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、甚至砂岩。页岩气系统：是由烃源岩连续生成的生物化学成因气、热成因气或两者的混合，在泥页岩及粉砂岩夹层、砂岩夹层中以吸附、游离或溶解方式赋存的天然气。页岩气资源评价主要包括了资源量计算和有利区优选两部分，是基于目前已掌握资料并根据页岩气形成和聚集的地质原理，对具体评价单元中页岩气聚集数量和分布特点所进行的考量。页岩气资源是泥、页岩层系中赋存的天然气总量，是发现与未发现资源量的总和。页岩气地质资源量是根据一定的地质依据计算、当前可开采利用或可能具有潜在利用价值的页岩气数量。资源综合评价山西省煤炭地质勘查研究院页岩气地质评价是在勘探过程中对页岩气储层的关键参数、储层特征、资源储量进行评价，以确定页岩的可开发特征。页岩气地质评价需对控制页岩气赋存的地质因素和储层进行系统地描述。常规油气藏的地质评价：一般总结为：“生、储、盖、运、聚、保”六大成藏要素。页岩气地质综合评价：页岩气属自生自储式成藏，运移距离短，不需要圈闭条件，页岩既是烃源岩，又是储层，还是页岩气藏的盖层。2气藏评价4.2资源综合评价山西省煤炭地质勘查研究院3页岩气藏的综合地质评价较常规油气藏的评价简单，可以从基础地质条件和储层条件两方面着手。鉴于页岩成藏机理的特殊性，页岩地质评价要素较多，大致包括：地层和构造特征；岩石和矿物成分；储层厚度和埋深；储集空间类型和储集物性；泥岩储层的非均质性；岩石力学参数；有机地