頁(yè)巖氣儲(chǔ)層測(cè)井技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)方法研究

秦夢(mèng)

摘要：隨著社會(huì)對(duì)能源需求量的不斷增加，同時(shí)，隨著我國(guó)大多數(shù)油氣田進(jìn)入開(kāi)發(fā)的后期階段，對(duì)新型的頁(yè)巖氣能源進(jìn)行開(kāi)發(fā)成為了一項(xiàng)重大課題，其中，頁(yè)巖氣能源的勘探與開(kāi)采，十分有利于我國(guó)社會(huì)的進(jìn)一步發(fā)展。但是在進(jìn)行頁(yè)巖氣勘探開(kāi)采的過(guò)程中，必須對(duì)其測(cè)井資料進(jìn)行解釋和評(píng)價(jià)工作，以便為下一步的頁(yè)巖氣開(kāi)采奠定基礎(chǔ)。由于頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)技術(shù)剛剛起步，因此，在測(cè)井資料解釋評(píng)價(jià)方面仍存在一定的問(wèn)題，很多油氣田單位都采用常規(guī)油氣的測(cè)井資料解釋方法對(duì)頁(yè)巖氣的測(cè)井資料進(jìn)行解釋?zhuān)捎陧?yè)巖氣與常規(guī)油氣資源不同，所以在應(yīng)用常規(guī)測(cè)井解釋方法的過(guò)程中也容易出現(xiàn)各種問(wèn)題。針對(duì)頁(yè)巖氣測(cè)井資料解釋與評(píng)價(jià)過(guò)程中面臨的眾多問(wèn)題，本次研究將從儲(chǔ)層特征以及評(píng)價(jià)要點(diǎn)出發(fā)，對(duì)其解釋評(píng)價(jià)方法進(jìn)行深入研究，為頁(yè)巖氣的開(kāi)采奠定基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：頁(yè)巖氣;測(cè)井技術(shù);儲(chǔ)層特征;解釋技術(shù);評(píng)價(jià)方法

針對(duì)頁(yè)巖氣儲(chǔ)層測(cè)井解釋評(píng)價(jià)問(wèn)題，首先對(duì)頁(yè)巖氣儲(chǔ)層的基本特征和解釋評(píng)價(jià)的要點(diǎn)分別進(jìn)行介紹，然后從礦物含量計(jì)算、地化參數(shù)計(jì)算、物性參數(shù)評(píng)價(jià)、頁(yè)巖含氣量計(jì)算以及巖石參數(shù)計(jì)算五方面入手，對(duì)測(cè)井解釋評(píng)價(jià)方法進(jìn)行深入研究，為頁(yè)巖氣的開(kāi)采奠定基礎(chǔ)。研究表明：儲(chǔ)層測(cè)井解釋主要可以分為五個(gè)方面，分別是巖石性質(zhì)識(shí)別、儲(chǔ)層物性參數(shù)計(jì)算、儲(chǔ)層地化參數(shù)計(jì)算、儲(chǔ)層含氣量計(jì)算以及對(duì)地層中的巖石性質(zhì)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算評(píng)價(jià)，在進(jìn)行實(shí)際的測(cè)井解釋評(píng)價(jià)時(shí)，每個(gè)方面都需要選擇最合理的方法。

1.頁(yè)巖氣儲(chǔ)層特征和評(píng)價(jià)要點(diǎn)

我國(guó)頁(yè)巖氣的儲(chǔ)層特征與美國(guó)北部區(qū)域頁(yè)巖氣的儲(chǔ)層特征十分相似，其頁(yè)巖氣的儲(chǔ)層相對(duì)較厚，且含碳量相對(duì)較高，儲(chǔ)層中的石英相對(duì)較多。目前的研究成果已經(jīng)表明，在我國(guó)的四川、鄂爾多斯等區(qū)域具有良好的頁(yè)巖氣成藏條件，而對(duì)于遼河區(qū)域和柴達(dá)木區(qū)域而言，其成藏條件相對(duì)較差。對(duì)于四川區(qū)域而言，其頁(yè)巖氣儲(chǔ)層的厚度約為90～304m，屬于海相沉積，儲(chǔ)層中的碳含量可以達(dá)到3.0%～4.0%，儲(chǔ)層中的礦物質(zhì)含量相對(duì)較低。對(duì)于揚(yáng)子區(qū)域而言，其頁(yè)巖氣也屬于海相沉積，頁(yè)巖氣儲(chǔ)層的厚度約為152m～304m，儲(chǔ)層中的碳含量可以達(dá)到3.0%～3.2%，儲(chǔ)層中的礦物質(zhì)含量相對(duì)較低。對(duì)于準(zhǔn)格爾區(qū)域而言，其頁(yè)巖氣也屬于海相沉積，頁(yè)巖氣儲(chǔ)層的厚度約為250m左右，儲(chǔ)層中的碳含量可以達(dá)到4.0%～5.0%，儲(chǔ)層中的礦物質(zhì)含量屬于中等層次。

對(duì)頁(yè)巖氣的儲(chǔ)層進(jìn)行評(píng)價(jià)的過(guò)程中，其主要的工作就是對(duì)儲(chǔ)層中的巖石性質(zhì)進(jìn)行識(shí)別、對(duì)儲(chǔ)層的物性參數(shù)進(jìn)行計(jì)算、對(duì)儲(chǔ)層的地化參數(shù)進(jìn)行計(jì)算、對(duì)儲(chǔ)層中的頁(yè)巖含氣量進(jìn)行計(jì)算以及對(duì)地層中的巖石性質(zhì)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算評(píng)價(jià)。

2.頁(yè)巖氣儲(chǔ)層測(cè)井評(píng)價(jià)方法

2.1礦物含量計(jì)算

目前，在對(duì)礦物含量進(jìn)行計(jì)算的過(guò)程中，常見(jiàn)的方法主要可以分為3種，分別是三孔隙度方法、伽馬射線方法以及元素能譜方法，這3種方法在應(yīng)用的過(guò)程中各有優(yōu)缺點(diǎn)，相關(guān)單位可以根據(jù)自身的情況選擇最合理的礦物含量計(jì)算方法。

2.2地化參數(shù)計(jì)算

地化參數(shù)主要可以分為三方面，分別是碳含量、鏡質(zhì)體反射率以及熱成熟度。首先，對(duì)于頁(yè)巖氣的儲(chǔ)層而言，在對(duì)儲(chǔ)層的碳含量進(jìn)行計(jì)算的過(guò)程中，常見(jiàn)的方法主要有電阻率方法以及放射性元素方法，在應(yīng)用這些方法的過(guò)程中也需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇。對(duì)于鏡質(zhì)體反射率（Ro）問(wèn)題，隨著地層中熱演化能力的不斷加深，Ro會(huì)出現(xiàn)十分明顯的變化，同時(shí)，如果頁(yè)巖氣所處的儲(chǔ)層深度相對(duì)較深，則Ro也相對(duì)較大，通過(guò)不斷進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的方法，可以得到Ro與儲(chǔ)層深度之間的關(guān)系方程，另一方面，通過(guò)中子的方法也可以得到Ro的準(zhǔn)確數(shù)值。對(duì)于熱成熟度而言，這是評(píng)價(jià)頁(yè)巖氣潛力的一項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo)，一般情況下，如果儲(chǔ)層的熱成熟度相對(duì)較高，則證明儲(chǔ)層中的頁(yè)巖氣含量相對(duì)較高，目前，國(guó)內(nèi)外學(xué)者曾使用一系列的測(cè)井資料數(shù)據(jù)，通過(guò)擬合數(shù)據(jù)的方式得到了熱成熟度的計(jì)算方程，該方程已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用與推廣。

2.3物性參數(shù)評(píng)價(jià)

物性參數(shù)主要可以分為兩方面，分別是孔隙度以及滲透率。對(duì)于孔隙度而言，這是儲(chǔ)層中儲(chǔ)存頁(yè)巖氣的主要區(qū)域，眾所周知，儲(chǔ)層中含有大量的有機(jī)質(zhì)，這部分有機(jī)質(zhì)的相關(guān)性質(zhì)與流體十分相近，因此，相關(guān)工作人員可以使用三孔隙度的方法對(duì)地層中的孔隙度進(jìn)行計(jì)算，另一方面，由于頁(yè)巖氣的性質(zhì)相對(duì)較為復(fù)雜，其孔隙度也相對(duì)較小，準(zhǔn)確的得到孔隙度信息十分困難，因此，可以通過(guò)使用三孔隙度以及電阻率相互結(jié)合的方法提高孔隙度的計(jì)算結(jié)果，國(guó)外學(xué)者曾使用巖心的分析結(jié)果以及測(cè)井資料，對(duì)孔隙度和巖心進(jìn)行了對(duì)比，對(duì)比結(jié)果顯示，兩項(xiàng)參數(shù)的相關(guān)數(shù)據(jù)十分接近。對(duì)于滲透率而言，國(guó)外學(xué)者曾使用加拿大區(qū)域的相關(guān)數(shù)據(jù)，得到了孔隙度以及滲透率之間存在的相關(guān)聯(lián)系，該項(xiàng)成果對(duì)于滲透率的計(jì)算十分關(guān)鍵，在另一方面，相關(guān)學(xué)者也曾指出，頁(yè)巖氣儲(chǔ)層可以看作是由大量的致密介質(zhì)所組成的，因此，其滲透率可以通過(guò)使用泊肅葉公式進(jìn)行計(jì)算，同時(shí)，由于頁(yè)巖氣儲(chǔ)層中的孔隙度相對(duì)較低，因此，其滲透率也相對(duì)較小，因此，使用傳統(tǒng)的測(cè)井方法難以得到其滲透率信息，國(guó)內(nèi)學(xué)者張晉言等人曾使用專(zhuān)業(yè)的軟件進(jìn)行模擬，進(jìn)而提出了一種滲透率計(jì)算的簡(jiǎn)單方法，該種方法已經(jīng)在我國(guó)的氣田單位得到了廣泛的應(yīng)用。

2.4頁(yè)巖含氣量計(jì)算

含氣量的計(jì)算主要可以分為吸附氣的計(jì)算以及游離氣的計(jì)算。對(duì)于吸附氣的計(jì)算而言，主要可以通過(guò)解析法、測(cè)井解釋等方法得到相關(guān)計(jì)算結(jié)果，國(guó)外學(xué)者也曾經(jīng)對(duì)地層中的溫度和壓力進(jìn)行了測(cè)量，然后對(duì)這兩項(xiàng)數(shù)據(jù)以及吸附氣含量進(jìn)行擬合，進(jìn)而得到了吸附氣計(jì)算的相關(guān)公式。對(duì)于游離氣而言，這屬于對(duì)儲(chǔ)層進(jìn)行評(píng)價(jià)的重要參數(shù)，游離氣的含量與儲(chǔ)層的壓力、溫度、密度、孔隙度等參數(shù)都具有一定的聯(lián)系，因此，可以通過(guò)使用數(shù)據(jù)擬合的方法得到相關(guān)的數(shù)據(jù)信息。

2.5巖石參數(shù)計(jì)算

地層中巖石的參數(shù)主要可以分為兩方面，分別是彈性參數(shù)以及地層的強(qiáng)度參數(shù)。彈性參數(shù)主要包括四方面，分別是地層巖石的泊松比、巖石的楊氏模量、體積模量以及巖石的剪切模量;強(qiáng)度參數(shù)主要包括3個(gè)方面，分別是巖石的抗壓、抗拉強(qiáng)度以及巖石的抗剪切能力。一般情況下，相關(guān)工作人員主要可以通過(guò)密度、橫縱波時(shí)差等方法得到巖石的彈性參數(shù)數(shù)據(jù)，可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)的方法得到巖石的強(qiáng)度參數(shù)數(shù)據(jù)，但是由于實(shí)驗(yàn)的成本相對(duì)較高，花費(fèi)的時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，因此，相關(guān)專(zhuān)家也提出了經(jīng)驗(yàn)公式對(duì)巖石的強(qiáng)度系數(shù)進(jìn)行計(jì)算。

3.結(jié)語(yǔ)

綜上所述，要想實(shí)現(xiàn)頁(yè)巖氣的高效開(kāi)發(fā)，對(duì)測(cè)井資料進(jìn)行解釋評(píng)價(jià)十分重要，可以提前掌握儲(chǔ)層的相關(guān)信息，為頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)奠定基礎(chǔ)。通過(guò)研究可以發(fā)現(xiàn)，測(cè)井解釋評(píng)價(jià)主要可以分為五個(gè)方面，分別是巖石性質(zhì)識(shí)別、儲(chǔ)層物性參數(shù)計(jì)算、儲(chǔ)層地化參數(shù)計(jì)算、頁(yè)巖含氣量計(jì)算以及對(duì)地層中的巖石性質(zhì)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算評(píng)價(jià)，這五方面的數(shù)據(jù)都十分重要，因此，相關(guān)單位需要選擇最合理的方法，得到這五方面數(shù)據(jù)的相關(guān)參數(shù)，為頁(yè)巖氣的開(kāi)采奠定基礎(chǔ)。