新型裂缝性页岩气藏物质平衡方程

前人推导的物质平衡方程往往忽略了吸附相所占的孔隙体积,因而多低估了页岩气藏的单井控制储量。文中在考虑吸附相所占体积的基础上,调研了国内外学者研究的吸附相密度值,运用质量守恒方法考虑了吸附相体积随地层压力的变化,又根据Langmuir吸附定律及体积守恒原理建立了裂缝性页岩气藏物质平衡方程。通过实例计算得知,发育裂缝的页岩气藏,裂缝中的自由气储量占总储量的24.28%~33.29%,同时基质中的储量主要由吸附相提供。由此可知,利用考虑了双重孔隙和吸附相体积2个因素的裂缝性页岩气藏物质平衡方程,能够得到气藏基质、裂缝、吸附相的地质储量;同时随着吸附相密度的增加,基质中的自由气、吸附气储量以及总储量逐渐增加,裂缝中的自由气储量逐渐减少。     

新型页岩气藏物质平衡方程

页岩气主要以吸附气的形式吸附在基质微孔隙表面,以游离气的形式存在于基质孔隙和裂缝孔隙中,不考虑基质、裂缝双重孔隙介质的页岩气藏物质平衡方程不能准确地计算储量。文中从质量守恒的角度建立了同时考虑吸附相密度、吸附相视孔隙度、吸附气解吸对固相变形的影响,以及基质和裂缝孔隙体积随压力变化的新型物质平衡方程。通过实例计算可知:游离气主要存在于裂缝孔隙中,吸附气储量占据总储量的52.15%,基质中游离气储量、裂缝中游离气储量、基质中吸附气的储量的计算结果与基质孔隙度、裂缝压缩系数和吸附相密度密切相关。因此,在进行储量计算时需要考虑基质和裂缝双重孔隙介质,并应加强对基质孔隙度、裂缝压缩系数和吸附相密度的研究,以获取更加准确的参数。     

有限水侵页岩气藏物质平衡方程及储量计算

页岩气主要以吸附状态和游离状态两种形式赋存于发育大量微裂缝的页岩中,仅少量以溶解状态存在。为此,分别考虑基质和裂缝系统的流体性质、储层性质并全面考虑天然气膨胀、裂缝和基质收缩、流体膨胀、水侵、吸附气解吸以及吸附相体积变化等各种驱动形式的影响,建立了有限水侵页岩气藏物质平衡方程。实例计算表明,该方程可有效计算页岩气藏储量,驱动形式的忽略会导致储量计算结果不准确,忽略吸附相体积变化所得储量结果偏小;忽略基质孔隙以及水的膨胀性会使基质系统游离气储量偏小,裂缝系统游离气储量偏大,总储量偏小。     

考虑多因素的页岩气藏物质平衡方程

页岩气由游离气、吸附气及溶解气构成,吸附气中不只存在着甲烷,乙烷和丙烷等其他气体也是吸附气的一部分,因此在计算吸附气储量时,要考虑多组分吸附;同时干酪根中也溶解了大量的页岩气,在评价页岩气储量时不可忽略。考虑了裂缝游离气、吸附相孔隙度、吸附相体积、吸附气临界解吸压力及吸附气解吸导致的岩石基质收缩变形,修正了岩石压缩系数,并同时考虑了多组分吸附及溶解气,建立了一种新的页岩气藏物质平衡方程。通过实例分析发现,考虑多组分吸附计算的游离气储量基本不变,吸附气储量增加了0.308 1×108 m3,总储量增加了0.259 5×108 m3（相当于总储量的10.97%）,溶解气占据总储量的6.58%,考虑溶解气会使得游离气储量和吸附气储量占总储量的比例下降,但对页岩气藏总储量影响较小。为了能更准确地掌握页岩气藏动态储量,需同时考虑多组分吸附及溶解气。     

火山岩凝析气藏物质平衡方程及应用

运用物质平衡方法准确计算火山岩凝析气藏的动态储量,有助于编制气藏开发方案.采用理论研究结合实验数据检验的方法,从物质守恒原理入手,考虑底水侵入、基质和裂缝双孔隙储集结构等因素的影响,推导了具有火山岩凝析气藏储层特征的物质平衡方程.采用全直径岩心进行了凝析气藏衰竭模拟实验,运用实验数据对推导的火山岩凝析气藏物质平衡方程进行了检验计算,结果表明运用该方程计算的岩心储气量与实验开始前岩心饱和的凝析气量偏差极小,能够准确计算火山岩凝析气藏的动态储量.应用该方程计算新疆滴西气田滴西44区块的凝析气储量为215.424×108 m3.     

考虑吸附相视孔隙度的页岩气藏物质平衡方程

页岩气藏储量是确定气藏开发规模和开发设计的必要参数,对于合理有效开发页岩气藏具有重要意义。在前人研究的基础上,建立了综合考虑吸附相视孔隙度、基质和裂缝孔隙体积随压力变化以及吸附相密度等因素的物质平衡方程。通过实例计算可知:考虑吸附相视孔隙度后,计算得到的基质中自由气储量大幅度减少,吸附气储量大幅度增加,总储量增加;而且吸附相密度、基质孔隙度和裂缝压缩系数对于储量的计算结果也有较大影响。     

物质平衡法计算缝洞型凝析气藏动态储量

摘要：与一般砂岩凝析气藏不同,缝洞型碳酸盐岩凝析气藏以裂缝－孔洞和基质孔隙作为储集空间,地下缝洞尺寸差异很大,渗流规律复杂。从摩尔质量守恒角度出发,引入缝洞孔隙度概念来描述缝洞空间体积占储层表观总体积的比例,建立并推导适合无边底水缝洞型凝析气藏衰竭式开发的物质平衡方程,应用该方程可分别求取基质系统与缝洞系统的储量。实例计算证明,该方程可在有效计算气井储量的同时计算缝洞体系的储量,对于评估缝洞型凝析气藏的稳产能力具有重要意义。     

页岩气藏地质储量优化计算方法

精确评价地质储量是页岩气藏开发规划的重要一步,虽然理论方法不断完善,但仍存在不足。在页岩气藏中,吸附气不仅包含甲烷,还存在一定比例的乙烷等其他烃类气体,应采用多组分吸附模型计算吸附气储量。同时,天然裂缝中大量存在的天然气也不能忽略。此外,干酪根中也溶解了一定的气体,忽略会导致较大误差。采用多组分吸附模型,考虑了吸附相占据的孔隙度、裂缝游离气及干酪根中的溶解气,建立了一种优化的页岩气藏地质储量计算模型。实例分析发现,裂缝游离气和溶解气占总储量的比例分别为10.41%和7.05%,传统方法计算得到的吸附气储量偏小,基质游离气储量偏大,总储量偏小。为了合理评价页岩气藏地质储量,应采用多组分吸附模型,考虑吸附相孔隙度且不能忽略裂缝游离气及干酪根中的溶解气。     

储层温度和压力对页岩气赋存形态影响

本文以四川盆地南方海相龙马溪组页岩为研究对象,考虑页岩中吸附相所占孔隙度,分析了不同储层温度和压力下对页岩储层赋存形态的影响,得出了页岩埋藏深度与吸附气、游离气和总页岩气。分析结果表明:页岩储层压力增大,页岩的吸附能力逐渐减弱,吸附气量增加趋势减小,吸附气占页岩气总储量的百分数降低;页岩游离气含量与储层压力之间存在正相关关系;在低储层压力阶段,岩气总储量随储层压力增加迅速增大,在高储层压力阶段,页岩气总储量随储层压力增加而增大;吸附是放热过程,储层温度越高,页岩储层对甲烷的吸附能力降低。随着储层温度增大,气体分子热运动加快,页岩的吸附能力减弱,吸附量降低;页岩埋深增加,储层压力和温度增大,吸附气量先增加而后降低,游离气线性增加,页岩气总储量先迅速增大而后逐渐趋于平缓。     

欠饱和页岩气藏物质平衡方程及储量计算方法

针对页岩气藏特殊的储层特征及赋存状态,基于吸附气解吸原理,运用物质平衡理论、Ｂａｎｇｈａｍ 变形理论及Ｌａｎｇｍｕｉｒ 吸附模型,推导了欠饱和页岩气藏的物质平衡方程,并对物质平衡方程线性化,从而获得基于物质平衡方程的页岩气动态储量计算方法。研究表明：临界解吸压力对页岩气动态储量预测影响较大,考虑临界解吸压力页岩气动态储量比不考虑解吸压力动态储量低２％左右;临界解吸压力越小,储层欠饱和程度越高,吸附气含量越低,气藏动态储量越低;溶解气对动态储量影响相对较小,约占总储量的０. ０６％。     

考虑到吸附气所占空间的页岩气资源/储量计算方法

页岩气资源落实是中国未来天然气产量增长的最现实领域,页岩气资源/储量作为页岩气开发的基础,是页岩气开发方案编制、规划战略制定等的重要依据之一。现行页岩气资源/储量计算方法中普遍采用体积法计算吸附气储量和容积法计算游离气储量,但2种方法都没有考虑到吸附气和游离气共同储集在页岩微观孔隙中的情景,因此在游离气计算过程中应该扣除吸附气所占的孔隙体积。在页岩储层孔隙结构与页岩气赋存状态分析的基础上,建立了新的页岩孔隙与页岩气赋存状态模型和页岩气储层岩石物理模型,并进一步据此建立了符合页岩气储集特征的资源/储量计算的新方法。以四川盆地南部泸州海相和鄂尔多斯盆地东缘海陆过渡相页岩气评价井为例,对比了新方法与现行常规方法计算结果的差异性,现行方法高估了页岩气地质储量20%以上。与海相页岩相比,海陆过渡相页岩总孔隙度偏低,扣除吸附气所占孔隙空间,游离气含量占比仅为12%,游离气含量偏低成为单井产量偏低的原因之一。     

改进的页岩气藏物质平衡方程及储量计算方法

页岩气主要以吸附状态和游离状态两种形式赋存于发育大量天然微裂缝的页岩中。为此,分别考虑裂缝系统和基质系统的流体性质和储层性质,建立了考虑吸附相体积随地层压力变化的裂缝性页岩气藏物质平衡方程。实例计算结果表明：较之于改进后的物质平衡方程,King提出的物质平衡方程由于未考虑裂缝体系和吸附相体积,储量计算结果偏小;Williams提出的物质平衡方程未考虑裂缝体系,储量计算结果偏大;刘铁成提出的物质平衡方程未考虑吸附相体积,裂缝系统储量偏小;改进的物质平衡方程同时考虑了裂缝体系和吸附相体积两因素,当吸附相密度增大时,页岩气藏吸附气储量就增大,而总地质储量略有减小,而储层温度、压力、孔隙半径与吸附相密度的关系及最终对储量计算的影响还有待进一步研究。结论认为,考虑裂缝体系和吸附相体积对于页岩气藏物质平衡方程的建立和应用十分必要。     

基于修正容积法计算页岩气井改造区原始天然气地质储量

采用容积法计算页岩气井原始天然气地质储量(OGIP)需要分别考虑吸附气含量、游离气含量、溶解气含量及有效页岩体积等4个方面的因素。为了提高页岩气单井OGIP的计算准确度和可信度,修正了计算吸附气含量、游离气含量的校正公式;分析溶解气取舍的条件,得出了地层水中和页岩油中溶解气含量的计算公式;并在页岩气井有效页岩体积计算方法比对的基础上,应用修正后的公式对四川盆地某页岩气井的地质储量进行了计算和评价。结果表明:(1)页岩气井有效页岩体积采用改造储层体积(SRV)能够在很大程度上提高单井储量计算的可信度;(2)计算吸附气含量时,应基于温度、压力、总有机碳含量对兰格缪尔吸附能力及压力进行校正;(3)计算游离气含量时,真实孔隙体积等于绝对孔隙体积减去油、水、吸附相体积;(4)溶解气含量的取舍应视地质储量级别而定,若其级别低,溶解气含量可以忽略,反之则应考虑溶解气含量。结论认为:(1)修正后的吸附气含量、游离气含量校正公式更加合理;(2)分层计算气体含量、采用SRV作为有效页岩体积,使得最终计算的单井OGIP可信度显著提高;(3)与动态储量对比,单井OGIP能预判该井是否出现生产问题,并据此指导气井日常工作制度调整。     

页岩气储量计算方法探讨

页岩气藏是一种非常规气藏,由于气藏特征的特殊性导致储量计算方法有别于常规气藏。首先探讨了页岩气藏的特殊性,其一是存储特征为形式上游离气和吸附气并存、空间上孔隙和裂缝同在;其二是产气机制主要为游离气的扩散和吸附气的解吸。在此基础上,总结了计算页岩气储量的方法,主要有类比法、容积法、压力/累计产量法、物质平衡法、递减曲线分析等,并讨论了各种方法的适用条件。同时,指出在页岩气储量计算中应特别重视孔隙度、裂缝、吸附气、含气饱和度等几个关键问题,并介绍了这些参数的确定方法。     

多组分和吸附对页岩气储量计算的影响

页岩气藏是1种非常规气藏,因其特殊性导致储量计算方法有别于常规气藏。为此,首先探讨了页岩气藏的特殊性,分析了计算页岩气储量的几种方法,在此基础上考虑多组分与吸附的影响,利用EL模型和IAS理论计算页岩气储量,并与不考虑组分和吸附时计算的储量进行对比。结果表明,多组分和吸附对页岩气储量计算影响较大,同时压力也是影响页岩气储量的重要因素。因此,两模型为页岩气的储量计算提供了依据。     

页岩储层泛连通特征及气体赋存方式

目前对页岩储层微观孔隙的连通特征、气固作用关系认识尚有不足，对纳米级空间（尺度为0.5~4.0 nm）在气体储集、流动中的作用没有开展系统研究。通过透射电子显微镜观察到页岩储层固体矿物颗粒内部存在大量纳米级空间，并通过实验证实镜下观察到的纳米级空间对甲烷气体具有可通过性、可存储性；基于观察和实验结果提出了页岩储层泛连通的概念；提出页岩气新的储集形态——固溶气，将页岩气的储集方式分为自由气、吸附气、固溶气、溶解气4种；依据新的认识给出实际页岩气储量计算新公式，实际计算得到页岩气储集量增加7%~32%。该认识和结论同样可应用于高温高压致密气藏，可以形成基于泛连通和固溶气概念的页岩储层微观评价和渗流机理的理论体系。     

修正的产量不稳定法预测页岩气动态储量

页岩气具有特殊的地质和储层特征,而常规气藏的储量计算方法并未考虑吸附气体解吸引起的压缩系数改变,因此,常规气藏储量计算方法难以准确预测页岩气藏的动态储量,而产量不稳定法比较适用于计算低孔、低渗、压力恢复速度缓慢页岩气藏的动态储量。为此,考虑吸附气体解吸对压缩系数和气体偏差因子的影响,引入吸附气体拟偏差因子和综合压缩系数对产量不稳定法进行了修正,利用修正后的产量不稳定法预测页岩气的动态储量。实例计算表明,忽略吸附气体解吸会导致预测的动态储量偏小,修正产量不稳定法预测的页岩气动态储量比产量不稳定法高21.9%。      

延长石油探区延长组页岩总含气量综合预测模型

通过页岩样品的等温吸附实验,计算了延长组页岩的吸附气含量,通过建立公式和测井综合解释计算了延长组页岩的游离气含量和溶解气含量,结果表明延长石油探区延长组页岩总含气量为2.25~5.08 m3/t,其中吸附气含量为1.75~4.21 m3/t,游离气含量为0.20~0.60 m3/t,溶解气含量为0.05~0.52 m3/t.通过不同赋存状态页岩气与多个地质因素的相关性分析,认为吸附气含量主要受控于温度、压力、总有机碳含量和含水饱和度,游离气含量主要受控于孔隙度和含气饱和度,溶解气含量主要受控于残余油含量、温度、压力、天然气相对密度和原油相对密度。建立了延长石油探区不同赋存状态页岩气总含气量综合预测模型,用现场解吸法获得的总含气量的实测值进行检验,证实页岩总含气量综合预测模型可靠性较高。