論頁巖氣選區(qū)評價影響因素及分布特征研究

張晉偉

摘要：區(qū)塊的資源條件是影響勘探開發(fā)效果的最基本因素，因此，資源條件評價要放在所有工作的首位。分析了各學(xué)者的資源評價指標(biāo)研究成果，本文從各區(qū)塊的勘探程度及評價的尺度出發(fā)，選擇有機(jī)質(zhì)豐度、有機(jī)質(zhì)成熟度、含氣量、頁巖厚度四個指標(biāo)作為頁巖氣區(qū)塊優(yōu)選評價的資源條件指標(biāo)。

關(guān)鍵詞：頁巖氣;有機(jī)質(zhì)豐度;龍馬溪組

1 頁巖氣選區(qū)評價影響因素

關(guān)于頁巖氣勘探開發(fā)有利區(qū)評價的影響因素及評價標(biāo)準(zhǔn)，雖然相關(guān)科研單位制定了一定的標(biāo)準(zhǔn)，但是由于頁巖氣勘探開發(fā)是一個系統(tǒng)工程，其成藏聚集機(jī)理復(fù)雜，要實(shí)現(xiàn)商業(yè)開發(fā)還涉及到后期的天然氣處理和運(yùn)輸，因此，關(guān)于有利區(qū)的影響因素及標(biāo)準(zhǔn)尚未形成完整的認(rèn)識，目前考慮的比較多的主要有三個方向，一種是單純的考慮成藏地質(zhì)條件;一種是以成藏地質(zhì)條件為基礎(chǔ)，并且考慮到開發(fā)利用條件，但是關(guān)于利用條件只是提及，鮮有用指標(biāo)去定量評價;還一種是綜合考慮成藏地質(zhì)條件、開發(fā)利用條件、經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境等因素。在頁巖氣勘探開發(fā)的初期，配套的天然氣處理設(shè)備、管道運(yùn)輸設(shè)備不完善的條件下，為了進(jìn)一步降低開發(fā)利用成本，頁巖氣應(yīng)以本地消費(fèi)為主，因此，其區(qū)塊所在地的市場條件也很重要。本文從頁巖氣的勘探開發(fā)利用全產(chǎn)業(yè)鏈的角度出發(fā)，參考前人的研究成果，提出了頁巖氣有利區(qū)塊優(yōu)選方法，該方法的評價體系中包含了資源條件、開發(fā)條件和市場條件指標(biāo)。其中資源條件指標(biāo)又包括有機(jī)質(zhì)豐度、有機(jī)質(zhì)成熟度、頁巖厚度、含氣量;開發(fā)條件指標(biāo)包括目的層埋深、頁巖氣開發(fā)用水占總用水的比例、頁巖氣開發(fā)用水占可用水的比例、地形條件、地層傾角;市場條件包括人均GDP、城市化率。

2 資源條件指標(biāo)

2.1 有機(jī)質(zhì)豐度特征

根據(jù)渝東南地區(qū)7口參數(shù)井和露頭剖面樣品實(shí)測的有機(jī)碳含量數(shù)值可以得出，渝東南地區(qū)上奧陶統(tǒng)五峰組一下志留統(tǒng)龍馬溪組頁巖有機(jī)碳含量變化范圍較大，分布在0.228.49%，平均1.61%。其中，有機(jī)碳含量小于1%的樣品接近一半，大于1%的樣品有205個，占總數(shù)的51%;25%的樣品有機(jī)碳大于2%;有機(jī)碳大于3%的樣品占總數(shù)的15%，表明渝東南地區(qū)該套頁巖有機(jī)碳含量總體一般。平面上，渝東南不同地區(qū)有機(jī)碳含量變化較大，有機(jī)碳值從0.22%-8.49%不等，大部分地區(qū)有機(jī)碳含量大于2%。平面上，渝東南龍馬溪組頁巖有機(jī)碳高值區(qū)主要分布在武隆一彭水一線，有機(jī)碳含量普遍大于2.4%;往南至酉陽地區(qū)有機(jī)碳含量明顯降低，酉陽丁市一甘溪一海洋一線頁巖有機(jī)碳含量都小于1.6%，為研究區(qū)有機(jī)碳含量低值區(qū);在該線以南的秀山大田壩等地區(qū)有機(jī)碳含量有所增高，具備較好的生烴潛力。

2.2 有機(jī)質(zhì)成熟度特征

四川盆地及其周緣經(jīng)歷有機(jī)質(zhì)熱演化史表明，下古生界頁巖在沉積后經(jīng)歷了多期次的構(gòu)造運(yùn)動，特別是在侏羅紀(jì)經(jīng)歷快速沉降，五峰組一龍馬溪組有機(jī)質(zhì)熱演化程度普遍偏高。研究區(qū)幾口參數(shù)井巖心樣品實(shí)測的成熟度數(shù)據(jù)表明，該區(qū)上奧陶統(tǒng)五峰組一下志留統(tǒng)龍馬溪組黑色頁巖演化程度總體較高，成熟度一般為1.8%-3.38%，平均為2.56%，表明該套頁巖熱演化程度基本處于高成熟一過成熟演化階段，頁巖己達(dá)到生氣高峰期，有利于頁巖氣的充分生成，但頁巖現(xiàn)今生烴能力有限。渝東南地區(qū)五峰組一龍馬溪組泥頁巖熱演化程度與泥巖的沉積中心相對應(yīng)，Ro整體變化不大，主要分布在1.6%-3.2%之間?？拷┓迳皆焐綆Ш颓新∑鸬挠详枛|一秀山地區(qū)，龍馬溪組沉積較薄，泥頁巖的成熟度較低，Ro普遍低于2.0%;武隆一彭水地區(qū)龍馬溪組沉積較厚，為龍馬溪期的一個沉積沉降中心，泥頁巖的成熟度較高，Ro值普遍大于2.5%，處于過成熟晚期。

2.3 頁巖厚度分布特征

渝東南地區(qū)晚奧陶世一早志留世整體處于陸棚一盆地相沉積，在五峰組一龍馬溪組發(fā)育了一套厚度較大的泥頁巖，該套地層在渝東南部分地區(qū)被剝蝕，殘余地層在整個渝東南地區(qū)主體呈北東向的帶狀分布。區(qū)域上，五峰組一龍馬溪組頁巖由北西往南東逐漸減薄，表明沉積環(huán)境對泥頁巖分布有重要的控制作用。研究區(qū)內(nèi)地層厚度主要分布在18-120m之間，北部靠近沉積中心，地層沉積厚度大最厚可達(dá)120m;酉陽東一秀山一線以南靠近黔中古隆起區(qū)和雪峰造山帶，五峰組一龍馬溪組沉積厚度明顯變小，秀山南部靠近貴州地區(qū)目的層僅有十幾米。五峰組一龍馬溪組富有機(jī)質(zhì)泥巖在區(qū)域上也有北西向南東向南明顯減薄的趨勢，其中，地層厚度高值區(qū)武隆一彭水地區(qū)，富有機(jī)質(zhì)頁巖分布在目的層上部和下部，其累積富有機(jī)質(zhì)頁巖段累計(jì)最厚可達(dá)60余米，具較好的勘探潛力。

2.4 含氣量特征

含氣量評價是有利區(qū)優(yōu)選及資源潛力評價的重要指標(biāo)，它是生氣條件、儲集條件、保存條件等的綜合反映。含氣量的影響因素眾多，這些影響因素總體上可以分為兩類，一類是通過影響其生氣量來影響含氣量;另一類是通過影響其儲氣性能而影響含氣量。這些因素主要包括有機(jī)質(zhì)豐度及成熟度、礦物組成和含量、裂縫發(fā)育程度、地層壓力和溫度、孔隙度、孔隙結(jié)構(gòu)、孔隙水飽和度。目前，頁巖含氣量的測試方法主要有解吸法、測井解釋法和等溫吸附法。解吸法是頁巖含氣量測試的直接方法，也是最常用的方法;測井解釋法和等溫吸附法是頁巖含氣量測試的間接方法，該方法計(jì)算的是頁巖的理論含氣量。無論是等溫吸附法、還是解吸法及測井解釋法都是以鉆井為前提。因此，本文以各區(qū)塊中所鉆頁巖氣井的含氣量來表示該區(qū)塊頁巖的含氣性。

參考文獻(xiàn)：

[1]滕吉文，劉有山.中國頁巖氣成藏和潛在產(chǎn)能與對環(huán)境的污染分析[J].中國地質(zhì)，2013，40（1）：1-30.