
頁(yè)巖氣評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)
據(jù)張金川教授
頁(yè)巖氣有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的開發(fā)必備條件:
(1)巖石組成一般為30-50%的粘土礦物、15-25%的粉砂質(zhì)(石英顆粒);
(2)泥地比不小于50%;
(3)有機(jī)碳含量一般小于30%;
(4)TOC:底限0.3%,一般不小于2%;
(5)Ro:0.4%-2.2%,高可至4.0%;
(6)凈厚度:不小于6m;一般在30m以上。
(7)巖石物性:Ф≤10%,Ф含氣= 1-5%,K取決于裂縫發(fā)育程度;
(8)吸附氣含量:吸附態(tài) 20% -90%之間,一般50%±;
(9)含氣量:1-10m3/t;
(10)經(jīng)濟(jì)開發(fā)深度:不大于3800(4000)m
頁(yè)巖氣成藏并具有工業(yè)價(jià)值的基本條件是:氣藏埋藏較淺且泥頁(yè)巖厚度較大, 母質(zhì)豐富且生氣強(qiáng)度較大以及裂縫發(fā)育等。
據(jù)侯讀杰教授
TOC:一般>4%,有機(jī)碳含量大于3%;( 據(jù)Burnaman (2009) TOC一般不小于2% )
Ro:一般在1.1%以上,Ro為1.1%~3.0%
厚度:高有機(jī)質(zhì)豐度泥巖(Corg>3.0%)連續(xù)厚度15m以上,如有機(jī)質(zhì)豐度低,則須提高其厚度值;
礦物含量:石英、方解石、長(zhǎng)石等礦物含量大于25%
巖石物性:Ф≤10%,Ф含氣= 1-5%,K取決于裂縫發(fā)育程度;
地層含氣:廣泛的飽含氣性,吸附態(tài)一般>40%;
深度:<4000M
TOC含量、富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖厚度與有機(jī)質(zhì)成熟度被認(rèn)為是決定頁(yè)巖氣區(qū)帶經(jīng)濟(jì)可行性的關(guān)鍵因素(Rokosh et al,2009)。
聶海寬_ _
內(nèi)部控制因素:
TOC:具有工業(yè)價(jià)值的頁(yè)巖氣藏TOC>1% ,隨著開采技術(shù)的進(jìn)步,有機(jī)碳下限值可能會(huì)降低至0.3%;(Schmoker 認(rèn)為產(chǎn)氣頁(yè)巖的有機(jī)碳含量(平均)下限值大約為2%;Bowker 則認(rèn)為獲得一個(gè)有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的勘探目標(biāo)有機(jī)碳下限值為2._5% ~ 3%。)
成熟度:變化范圍較大,一般>0.4%
厚_ 度:具有良好頁(yè)巖氣開發(fā)商業(yè)價(jià)值的頁(yè)巖厚度下限為9 m;
據(jù)李延鈞教授等
頁(yè)巖埋深:小于3000m,深于3000m 作為資源潛力區(qū)
頁(yè)巖單層厚度:大于30 m
有機(jī)碳含量(TOC):2.0% 以上
硅質(zhì)含量: >35%,易于形成微裂縫;
儲(chǔ)層物性:K≥_10-3mD、 Ф≥4%
有機(jī)質(zhì)成熟度(Ro):1.4%-3.0%
李教授根據(jù)以上六項(xiàng)頁(yè)巖氣評(píng)價(jià)指標(biāo)提出了頁(yè)巖氣分級(jí)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)如下圖所示:
據(jù) Rimrock Energy, 2008 頁(yè)巖氣優(yōu)選標(biāo)準(zhǔn)
How we look for in a gas shale? (Rimrock Energy, 2008)
Burnaman(2009)認(rèn)為:
對(duì)于頁(yè)巖氣的形成而言,擁有高TOC的頁(yè)巖的連續(xù)厚度至少為45m (150ft)。但這一數(shù)值并不是絕對(duì)的,厚度的下限標(biāo)準(zhǔn)還取決于其它TOC等指標(biāo),高TOC值頁(yè)巖的厚度下限可以低于上述界限。如Haynesville頁(yè)巖中一些井的頁(yè)巖厚度就小于150ft,但由于擁有較高的TOC,因而產(chǎn)量很高。
據(jù)李新景(勘探院)
高產(chǎn)且有經(jīng)濟(jì)效益好的頁(yè)巖氣儲(chǔ)層往往分布面積廣、埋深適中、厚度大(大于30m)、有機(jī)質(zhì)豐度高(TOC > 2%)、成熟程度適中( Ro介于1. 1% ~ 2. 5%)、含氣量較高( 3~ 10 m3/ t )、產(chǎn)水量較少、黏土含量中等(小于40%)和脆性較高(即低泊松比、高楊氏彈性模量)以及圍巖條件有利于水力壓裂控制。
據(jù)國(guó)外主要頁(yè)巖氣開采盆地相關(guān)文獻(xiàn)調(diào)研:
美國(guó)大規(guī)模商業(yè)開發(fā)的五大含氣頁(yè)巖系統(tǒng)厚度為31-579m(頁(yè)巖凈厚度為 9-91m),目前頁(yè)巖氣單井產(chǎn)量和年產(chǎn)量較高的Barnett頁(yè)巖系統(tǒng)厚度為61-300 m(頁(yè)巖凈厚度為15-60 m);
加拿大核心開采區(qū)的頁(yè)巖厚度為 100-1000 ft(30-300 m)。富含有機(jī)質(zhì)的泥頁(yè)巖厚度越大,就越能保證頁(yè)巖氣資源量和壓裂改造的條件。
國(guó)外已進(jìn)行商業(yè)開采的頁(yè)巖氣厚度特征
總體分析:泥頁(yè)巖作為頁(yè)巖氣生成和賦存的主體,一定的含氣泥頁(yè)巖厚度是形成頁(yè)巖氣富集區(qū)的基本條件,也是影響頁(yè)巖氣資源豐度高低的重要因素,控制著頁(yè)巖氣藏的經(jīng)濟(jì)效益, 根據(jù)頁(yè)巖厚度及展布范圍可以判斷頁(yè)巖氣藏的邊界。到目前為止,具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值頁(yè)巖氣
藏的頁(yè)巖厚度下限還沒(méi)有被明確提出來(lái)。但是美國(guó)密執(zhí)安盆地Antrim頁(yè)巖氣藏頁(yè)巖的最小厚度大約為9.1m, 福特沃斯盆地的Barnett頁(yè)巖氣藏30.5 m 的頁(yè)巖厚度已被證明具有商業(yè)開采價(jià)值。頁(yè)巖厚度可由有機(jī)碳含量的增大和成熟度的提高而適當(dāng)降低。
目前國(guó)內(nèi)外普遍提出的頁(yè)巖氣藏的頁(yè)巖厚度標(biāo)準(zhǔn)有:>6m 、>9m、>15m、>30 m、>45m
但是在頁(yè)巖氣成藏條件中,盡管某一項(xiàng)地質(zhì)要素條件很低,但其他地質(zhì)條件的補(bǔ)償將會(huì)使頁(yè)巖氣仍然具有很好的產(chǎn)能,對(duì)比分析美國(guó)不同盆地的頁(yè)巖氣成藏地質(zhì)條件發(fā)現(xiàn),各影響因素之問(wèn)具有不同程度的相互彌補(bǔ)性(張金川,2008)。同時(shí),隨著開采技術(shù)的進(jìn)步(水平壓裂技術(shù)的應(yīng)用),頁(yè)巖氣評(píng)價(jià)的各個(gè)標(biāo)準(zhǔn)也隨之有所降低,在有機(jī)碳含量0.3%、有機(jī)質(zhì)成熟度0.4%、巖石總孔隙度3%、凈頁(yè)巖厚度6m等條件下亦可分別形成頁(yè)巖氣藏。
目前國(guó)內(nèi)以張金川老師及國(guó)土資源部李玉喜等專家普遍擬用的經(jīng)濟(jì)開采標(biāo)準(zhǔn)為>=30m。
(據(jù)Curtis , 2002)