非常规油气资源评价方法探讨

中国石油中国石油非常规油气资源评价方法探讨●非常规油气资源简介●非常规油气资源评价的技术路线●资源评价的主要技术方法汇报提纲中国石油油气资源金字塔分布示意图油砂、致密气、煤层气：已成为全球非常规油气勘探的重点领域页岩气：成为全球非常规天然气勘探的热点领域致密油：正成为全球非常规石油勘探的亮点领域非常规油气剩余潜力大，已成为全球战略性接替领域美国天然气产量构成图产量/亿立方米010002000300040005000600070001950196019701980199020002010页岩气煤层气致密气常规气1973年达高峰产量2008年突破5001990年突破5002006年突破5002009,总产量再上60001970年总产量突破6000亿方，1973年达高峰6400亿方，之后20年产量持续下降；2009年总产量再上6000亿方，主要是非常规天然气的贡献致密气突破最早、其次是煤层气、页岩气突破最晚，但近期发展最快非常规油气剩余潜力大，已成为全球战略性接替领域●2010年全年石油消费量达到4.55亿吨（原油进口2.39亿吨，国内产量2.03亿吨）；2010年我国石油对外依存度55.2%。首次超越美国(53.5%)。●2010年天然气消费量达1100亿立方米（产量945亿立方米，进口44亿立方米，煤层气36亿立方米），比上年增长20.4%，但仍远远不能满足要求。2000年——2010年我国天然气产量柱状图303326341398500585693775852945020040060080010002001200320052007200905001000150020002500300019971999200120032005200720092015天然气产量（亿方）历史产量及预测预测进口量中国天然气历史产量及需求预测●预测2015中国天然气需求2430亿方，缺口1000亿方-1000001000020000300004000050000197019751980198519901995200020052010原油消耗量原油产量原油进口量19931970年——2010年我国原油消产进数量曲线图中国的能源形势OilOilOilOilOilOilOilOilOilOilOilOilOilOilOilOilOilOilOilOilOilOilOilOilOilOilOilOil致密油：全球非常规石油勘探开发的新热点●通过非常规资源评价，建立非常规油气资源评价和选区评价方法及标准；摸清吐哈、三塘湖盆地非常规油气资源潜力和分布状况，即摸清“家底”，明确非常规油气有利勘探区带，为油田的勘探开发部署提供依据非常重要。●非常规油气资源简介●非常规油气资源评价的技术路线●资源评价的主要技术方法汇报提纲中国石油主要研究思路技术调研方法优选参数研究资源量计算区带评价优选关键技术：1.国内外致密油气、源岩油气油气资源评价技术；2.非常规油气成藏基础理论研究技术；3.非常规油气（如致密砂岩气）藏储层精细描述技术。矿物组成厚度有机质丰度有机质成熟度油气地质资源量渗透率地层压力岩石脆度生产能力页岩油气地质综合评价关键参数●页岩油气是指赋存于烃源岩(页岩、泥灰岩等)中的、连续分布的油气藏。重点评价生烃能力、孔渗条件和可压裂潜力。●非常规油气资源简介●非常规油气资源评价的技术路线●资源评价的主要技术方法汇报提纲中国石油国内、外非常规油气资源评价方法资源类型评价方法国内国外致密砂岩气特尔菲法、地质条件类比法、剩余资源量分析法、聚散平衡计算法、地层流体异常压力恢复法、成藏条件分析预测法、盆地模拟法、深盆气藏“甜点”规模序列模型法、体积法USGS的类比法(FORSPAN)、随机模拟法、单井储量估算法、统计法（发现过程法、资源空间分布预测法）页岩气资源丰度类比法、体积法USGS的类比法、单井储量估算法煤层气体积法体积法、类比法天然气水合物体积法体积法油页岩体积法、热解模拟法体积法、资源空间分布预测法油砂矿体积法体积法特低渗致密砂岩油盆地模拟法、统计法、类比法统计法（发现过程法、资源空间分布预测法）、类比法《非常规油气地质》邹才能页岩气资源量估算方法物质平衡法递减法数值模拟（阿帕拉契亚盆地泥盆系页岩沃斯堡盆地Barnett页岩）物质平衡法Tissot法（沃斯堡盆地Barnett页岩）面积丰度类比法体积丰度类比法特尔菲法（一般用于新区带）蒙特卡罗法FORSPAN模型法（阿帕拉契亚盆地泥盆系页岩气）静态法动态法成因法统计法类比法页岩气资源评价方法ShGIP总)(fggGSShGIPGIPGIP＋＝＋吸游总或S－页岩含气面积，km2；h－有效页岩厚度，km；φg－含气页岩孔隙度，%；Sg－含气饱和度，%；ρ－页岩岩石密度，t/km3；Gf－吸附气含量，108m3/t；ω－含气量，108m3/t。其中孔隙度φg、含气饱和度Sg、吸附气含量Gf是影响该方法结果可靠程度的关键参数美国主要页岩气资源评价方法示意图国内、外致密砂岩气资源量主要计算方法方法国内国外类比法单位面积资源丰度类比法USGS的类比法（FASPUM）统计法体积法、“甜点”规模序列模型法、“甜点”发现过程法、单井储量估算法、资源空间分布预测法体积法、“甜点”规模序列模型法、“甜点”发现过程法、单井储量估算法、资源空间分布预测法成因法盆地模拟法、热解模拟法●采用类比法（FASPUM）、统计法（体积法）和成因法（盆地模拟法）计算吐哈盆地致密砂岩气资源量；再采用特尔菲法对FASPUM法、体积法和盆地模拟法计算出的资源量进行加权平均得到吐哈盆地致密砂岩气资源量。类比法统计法成因法物质平衡法盆地（数值）模拟法有机碳（生烃率）法氯仿沥青A法（有的归入体积法）干酪根热降解法（Tissot法）热压模拟法岩石热解法—已生出的油气聚散平衡计算法地层流体异常压力恢复法热解模拟法（用于油页岩）（资源丰度）类比法面积丰度类比法体积丰度类比法地质条件类比法参数（如含气量）类比法FORSPAN法--国外随机模拟法（MonteCarlo法）—无井成藏条件预测法随机模拟法（MonteCarlo法）—有井蒙特卡罗法（概率统计法、统计模拟法、计算机随机模拟法）体积法（容积法）规模概率法“甜点”规模序列模型法；“甜点”发现过程（模型）法（产量、储量）递减法单井储量估算法；资源空间分布预测法FASPUM法（规模概率法）综合分析法（特尔菲法）类比法的核心是确定平均资源丰度。统计法核心研究资源大小和油藏个数成因法主要是研究烃源岩层和生烃中心,即研究油源资源丰度类比法是勘探开发程度较低地区常用的方法,一种简单快速的评价方法。简要过程是（以页岩气为例）：1.确定评价区页岩系统展布面积、有效页岩厚度等关键评价参数；2.根据评价区页岩吸附气含量、页岩地化特征、储层特征等关键因素，结合页岩沉积、构造演化等地质条件，选出具有相似地质背景的已成功勘探开发的页岩气区，估算评价区资源丰度或单储系数。按如下方式估算评价区页岩气资源量：资源丰度类比法式中:Q：为评价区页岩气资源量,108m3；S：为评价区有效页岩面积,km2;H：为有效页岩厚度,m;K：为页岩气资源丰度,108m3/km2;A：为页岩气单储系数,108m3/(km2.m)。Q=S*k或Q=S*h*a类比法首先确定评价区页岩系统展布面积、有效页岩厚度;其次根据评价区页岩吸附气含量、页岩地化特征、储层特征等关键因素,结合页岩沉积、构造演化等地质条件,已知含气页岩对比,按地质条件相似程度,估算评价区资源丰度或单储系数;最终按如下方式估算评价区页岩气资源量:Q=Sk或Q=Sha式中:Q为评价区页岩气资源量,108m3;S为评价区有效页岩面积,km2;h为有效页岩厚度,m;k为页岩气资源丰度,108m3/km2;a为页岩气单储系数,108m3/(km2.m)。􀀁上述评价方法涉及参数10余项,与常规油气资源评价相比,这些参数既有内涵上的较大差异,又存在获取上的较大难度。尤其突出的是一些关键评价参数,如有效页岩面积、有效页岩厚度、有机碳含量、可采系数等。将筇竹寺组页岩特征与美国五大页岩气含气盆地对比(见表3),确定出四川盆地西南部地区下寒武统筇竹寺组页岩气资源丰度为0.74*108~1.52*108m3/km2。资源丰度类比法川西南下寒武统筇竹寺组页岩气资源量估算类比法参数类比法含气量类比法是以含气量作为主要的类比资源参数进行类比，其资源量基本计算公式为：niiiiGSQ1hQ—预测区的页岩气总资源量（1012m3）；Si—预测区泥页岩有效面积（km2）。h—预测区泥页岩有效厚度（km）。Gi—类比标准区泥页岩含气量（t/m3）。ai—预测区类比单元与标准区的类比相似系数，由下式计算得到：i—预测区子区的个数(i块或i层)；标准区地质类比总分预测区地质类比总分i页岩气资源评价依据选区评价结果确定泥页岩有效面积确定类比参数选择国外刻度区确定含气量确定类比相似系数累计确定页岩气资源量工作流程页岩气资源预测类比参数取值标准参数类型参数名称权值分值1.0～0.750.75～0.50.5～0.250.25～0保存条件盖层厚度0.3500500～250250～100100盖层岩性0.1膏盐岩、泥膏岩厚层泥岩泥岩脆泥岩、砂质泥岩盖层以上的不整合数0.201～23～4≥5断裂破坏程度0.4无破坏破坏弱破坏较强破坏强烈储集条件储层平均厚度(m)0.3100100～7070～2020脆性矿物含量(%)0.16060～4040～2020有机质含量(%)0.244～22～11储层孔隙度(%)0.266～44～22微裂缝发育程度0.2发育较发育发育一般不发育油气源条件累计源岩厚度(m)0.210001000～500500～250250有机碳含量(%)0.344～22～11干酪根类型0.2Ⅰ型ⅡⅠ－Ⅱ型Ⅱ－Ⅲ型Ⅲ型成熟度(Ro)0.2高成熟成熟过成熟未成熟生烃高峰时间0.1第三纪以后白垩纪三叠、侏罗纪古生代配套条件埋藏深度(m)0.41000～15001500～2000或500～10002000～2500或500～2002500或200大型断裂发育程度构造活动与生烃高峰时间的匹配0.6早或同时（1.0～0.5）晚（0.5～0）福斯潘(FORSPAN)法模型----“连续型”油气藏评价—美国页岩气连续型油气藏分为若干个评价单元选取每个评价单元的最终采收量估算值EUR每个评价单元进行评价地质风险评价开发风险评价对未来30年具有潜在可增储量的未测单元的EUR作出预测确定联产品采收量对未来30年具有潜在可增储量的未测单元的数量作出预测预测潜在可增储量分布FORSPAN模型预测流程图福斯潘模型(FORSPAN)法是USGS在1999年为连续型油气藏资源评价而提出的一种评价方法。该方法以连续型油气藏的每一个含油气单元为对象进行资源评价,即假设每个单元都有油气生产能力,但各单元间含油气性(包括经济性)可以相差很大,以概率形式对每个单元的资源潜力作出预测。该方法适合于已开发单元的剩余资源潜力预测。已有的钻井资料主要用于储层参数(如厚度、含水饱和度、孔隙度、渗透率)的综合模拟、权重系数的确定、最终储量和采收率的估算。如果缺乏足够的钻井和生产数据,评价也可依赖各参数的类比取值。福斯潘法涉及参数众多,基本参数有4个方面：1.评价目标特征、2.评价单元特征、3.地质地球化学特征、4.勘探开发历史数据等类比法2003年对沃斯堡盆地Barnett页岩气资源进行了资源估算，国内还未见实例文献。例如：2.评价单元特征参数：体积法—（吐哈致密气、三塘湖页岩油）610/1BKSHSQggQ：天然气资源量，×108m3S：含气面积，km2H：气层厚度，mφ：储层孔隙度，％Kg：天然气压缩因子，无量纲Sg：储气层含气饱和度，％B：体积系数，无量纲体积法是天然气资源评价常用方法之一，通过对致密砂岩气储层及其饱含气范围的界定，可求得饱含致密砂岩气的致密储层体积，进而求得致密砂岩气的资源量。