頁巖A區(qū)儲量計算方法

索 蘇

（東北石油大學(xué)， 黑龍江 大慶 163318）

頁巖A區(qū)儲量計算方法

索 蘇

（東北石油大學(xué)， 黑龍江 大慶 163318）

頁巖氣作為一種新型的非常規(guī)油氣資源，因其儲量大，開采周期長等特點(diǎn)，已成為當(dāng)前能源研究的重點(diǎn)，精確的資源評價對區(qū)塊的開發(fā)和發(fā)展尤為重要。對勘探區(qū)塊精確的資源評價，有利于進(jìn)一步了解評估該區(qū)塊，對下一步的開發(fā)具有一定的指導(dǎo)意義。利用體積法對頁巖A區(qū)的吸附氣進(jìn)行評估計算，利用容積法對該區(qū)塊溶解氣進(jìn)行評估計算，這對該區(qū)塊的認(rèn)識及開發(fā)具有重要意義

頁巖氣；資源評價；地質(zhì)儲量；采收率；可采儲量

據(jù)不完全統(tǒng)計，目前國內(nèi)外已有的油氣資源定量評價方法多達(dá)近百種，方法雖然眾多，但每種方法都有其適用的特定條件，因此，需要針對自己的需要而選擇恰當(dāng)?shù)姆椒ā?/p>

頁巖氣以吸附氣、游離氣和溶解氣三種狀態(tài)儲藏在頁巖層段中，頁巖氣總地質(zhì)儲量為游離氣、吸附氣和溶解氣的地質(zhì)儲量之和；當(dāng)頁巖層段中部含原油時則無溶解氣地質(zhì)儲量。

根據(jù)含氣頁巖層段儲層情況確定頁巖氣地質(zhì)儲量計算方法。計算主要采用靜態(tài)法了根據(jù)氣藏情況或資料情況也可采用動態(tài)法；可采用確定性方法，也可采用概率法[1-7]。

根據(jù)《頁巖氣資源儲量計算與評價技術(shù)規(guī)范》，采用體積法對頁巖A區(qū)儲量進(jìn)行計算[8]。

本次研究目標(biāo)區(qū)塊為頁巖A區(qū)塊，地形圖如圖1.1所示。該區(qū)塊總體為我國南方丘陵山地，受到來自北西方向擠壓應(yīng)力作用，以正向構(gòu)造為主，各背斜帶之間以寬緩向斜帶為界。海拔最高675 m，最低250 m，多在400～600 m之間，目標(biāo)區(qū)塊在圖中以紅色區(qū)域標(biāo)出。

圖1 區(qū)塊地形圖Fig.1 Block topographic map

1 頁巖A區(qū)儲量計算

頁巖氣主要游離于頁巖的基質(zhì)孔隙、微裂縫內(nèi)或吸附在粘土和有機(jī)質(zhì)的顆粒表面。本區(qū)塊中的頁巖氣以游離氣和吸附氣兩種狀態(tài)存在，根據(jù)附錄對該區(qū)塊進(jìn)行儲量計算[9-11]。

1.1 吸附氣地質(zhì)儲量計算

計算頁巖層段中吸附在泥頁巖粘土礦物和有機(jī)質(zhì)表明的吸附氣地質(zhì)儲量時，采用體積法，見式（1）。

式中：GX—吸附氣地質(zhì)儲量（×108m3）；

Ag—頁巖含氣面積,km2；

h—有效頁巖厚度,m；

ρy—頁巖密度,t/m3；

CX—吸附氣含量,m3/t；

Zi—頁巖氣偏差系數(shù)。

根據(jù)區(qū)塊拐點(diǎn)坐標(biāo)，其拐點(diǎn)坐標(biāo)見表 1。計算該區(qū)塊面積，Ag=41.5 km2。

基礎(chǔ)數(shù)據(jù)中給出了各單井的巖心測試數(shù)據(jù)，根據(jù)加權(quán)平均，計算頁巖密度ρy。

計算吸附氣地質(zhì)儲量所需各參數(shù)見表2。

表1 區(qū)塊拐點(diǎn)坐標(biāo)Table 1 Coordinate of the break point

表2 頁巖A區(qū)吸附氣地質(zhì)儲量計算基本參數(shù)表Table 2 Basic parameters for calculating geologic reserve of adsorbed gas in shale gas block A

帶入數(shù)據(jù)至式（1），得Gx=233.56×108m3。即該區(qū)塊吸附氣的地質(zhì)儲量為233.56億m3。

1.2 游離氣地質(zhì)儲量計算

計算頁巖層段中儲集在頁巖基質(zhì)孔隙和夾層孔隙中的游離氣地質(zhì)儲量時，采用容積法，見式（3）。

式中：Gy—游離氣地質(zhì)儲量（×108m3）；

Ag—頁巖含氣面積,km2；

h—有效頁巖厚度,m；

φ—含氣頁巖孔隙度；

Sgi—含氣飽和度；

Bgi—原始頁巖氣體積系數(shù)。

通過加權(quán)平均，計算平均孔隙度φ。

原始含氣飽和度Sgi=1-Swi=65.9%。

Bgi為體積壓縮系數(shù)，無因次。

式中：Psc—地面標(biāo)準(zhǔn)壓力，0.1 MPa；

T—地層溫度，單位K，358.92 K；

Pi—原始地層壓力，MPa，Pi=h×Kp；

Tsc—地面標(biāo)準(zhǔn)溫度，單位K，289 K；

Kp—壓力梯度，MPa/100m，通過加權(quán)平均。

計算得：Kp=1.426 , Pi=35.359。

由式（5）計算得體積壓縮系數(shù)Bgi=0.003 73。

表3 頁巖A區(qū)游離氣地質(zhì)儲量計算基本參數(shù)表Table 3 Basic parameters for calculating geologic reserve of free gas in shale gas block A

帶入式（3）計算得到頁巖A區(qū)的游離氣地質(zhì)儲量為310.65×108m3，即該區(qū)塊游離氣地質(zhì)儲量為310.65億m3。

1.3 地質(zhì)儲量計算

當(dāng)頁巖層段不含油時，不計算溶解氣地質(zhì)儲量，將式（1）和式（3）計算的吸附氣和游離氣地質(zhì)儲量相加，即為頁巖氣總地質(zhì)儲量，見式（7）。

式中：Gz—頁巖氣總量（×108m3）；

Gx—吸附氣總量（×108m3）；

Gy—游離氣總量（×108m3）。

帶入計算得，頁巖氣總地質(zhì)儲量為544.21×108m3，即該區(qū)塊頁巖氣地質(zhì)儲量為544.21億m3。

2 可采儲量的計算

2.1 采收率計算

氣田投入開發(fā)生產(chǎn)一段時間后，按照頁巖氣儲量計算技術(shù)規(guī)范，可采儲量的評價可采用物質(zhì)平衡法、產(chǎn)量遞減法、類比法和采收率計算法等方法進(jìn)行計算。由于中國尚無開發(fā)成熟的頁巖氣藏，區(qū)塊剛剛進(jìn)入生產(chǎn)期，遞減規(guī)律無法掌握，方案只選擇物質(zhì)平衡法和采收率計算法進(jìn)行計算。采收率計算法中用類比法和等溫吸附法進(jìn)行采收率的確定。本區(qū)塊采用采收率計算進(jìn)行可采儲量評價。

（1）類比法

類比法確定頁巖氣采收率，是根據(jù)與已開發(fā)氣田或鄰近氣田的地質(zhì)參數(shù)和工程參數(shù)進(jìn)行類比得出。該方法依據(jù)氣藏類型、儲層特性和開發(fā)方式、廢棄壓力等情況，應(yīng)用水平井（組）動態(tài)生產(chǎn)資料和儲層資料與開發(fā)成熟地區(qū)相似條件頁巖氣田類比。不該方法強(qiáng)調(diào)局限于對比氣區(qū)與研究氣區(qū)地質(zhì)條件相近的頁巖氣田，而與兩者之間的地理位置無太大關(guān)系。

（2）公式法

對該區(qū)塊的廢棄壓力進(jìn)行計算，根據(jù)經(jīng)濟(jì)—產(chǎn)能方程法

式中：Pa—頁巖氣廢棄壓力，MPa；

D—深度，m。

頁巖氣進(jìn)行修正，加上40%。

頁巖氣藏吸附氣的采收率的計算式分別為

式中：ERa—吸附氣采收率（%）；

Pa—頁巖氣廢棄壓力，MPa；

PL—蘭氏壓力，MPa，6.5 MPa；

Pi—原始地層壓力，MPa。

頁巖氣藏自由氣的采收率的計算式分別為

式中：ERf—吸附氣采收率,%；

Pa—頁巖氣廢棄壓力，MPa；

Pi—原始地層壓力，MPa；

Zi—頁巖氣偏差系數(shù)；

Za—廢棄壓力下的偏差系數(shù)。

將數(shù)據(jù)帶入公式得：Za=0.332 8；ERa=45.76%；ERf=50.06%。

式中：E—綜合采收率,%；

ERf—吸附氣采收率,%；

ERa—游離氣采收率,%；

Gz—頁巖氣總量（×108m3）；

Gx—吸附氣總量（×108m3）；

Gy—游離氣總量（×108m3）。

通過式2.7計算得，該區(qū)塊的采收率為48.37%。

2.2 可采儲量計算

頁巖A區(qū)的地質(zhì)儲量為544.21億m3，根據(jù)公式法求取采收率，得到該區(qū)的采收率為48.37%，進(jìn)而計算得到可采儲量為263.23×108m3。

3 結(jié) 論

（1）利用體積法計算頁巖A區(qū)吸附氣的地質(zhì)儲量為233.56億m3，利用容積法計算游離氣地質(zhì)儲量為310.65億m3，頁巖A區(qū)總地質(zhì)儲量為544.21億m3。

（2）利用公式法計算得頁巖 A區(qū)采收率為48.37%，可采儲量為263.23億m3。

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Calculation Methods of Reserves in Shale Gas Block A

SUO Su
（Northeast Petroleum University, Heilongjiang Daqing 163318，China）

Shale gas as a new type of unconventional oil and gas resources with large reserves and long production cycle has become the focus of the current energy research. At the same time, accurate resource evaluation is particularly important to exploration and development of the blocks. Accurate prospecting for resources evaluation is beneficial to further understand the block, so it has a certain guiding significance to evaluate the blocks for the next step development. In this paper, adsorbed gas and dissolved gas in the shale block A were evaluated. The evaluation calculation of the block is important to understand and develop this block.

Shale gas; Resources evaluation; Geological reserves; Recovery; Recoverable reserves

TE 122.1

A

1671-0460（2015）08-1984-03

2015-07-06

索蘇（1987-），女，遼寧盤錦人，碩士研究生，東北石油大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院。E-mail：suosu123@126.com。