考虑含水和多组分气体的页岩气含气量预测模型

基于体积法建立页岩气含气量预测模型,含气量包括吸附气量和游离气量,在计算吸附气量时考虑了页岩矿物组成、温度、压力、水分和非甲烷多组分气体,在计算游离气量时考虑了吸附相体积,最终采用涪陵焦石坝地区焦页1井页岩现场解吸数据验证模型。结果表明,当考虑吸附相体积时,含气量模型计算值与现场解吸数据较吻合,当不考虑吸附相体积时,页岩含气量被高估27%～38%;水分对页岩含气量的影响较小;多组分气体不仅改变页岩含气量,也改变页岩气的赋存状态,不考虑多组分气体将高估目标区域含气量5. 6%～31. 8%。所建含气量模型精确性依赖于室内岩芯实验结果,未来应进一步开展含水页岩对多组分气体吸附实验研究,准确计算页岩气含气量。     

习页1井五峰组—龙马溪组页岩特征及含气性评价

在岩心观察和实验测试的基础上,对习页1井钻遇的五峰组—龙马溪组富有机质页岩岩性、地球化学特征、储层特征以及含气性进行系统研究,以期对贵州页岩气勘探开发、有利区优选以及资源潜力评价提供地质依据。研究表明,富有机质页岩为碳质页岩和硅质页岩,主要位于五峰组和龙马溪组底部,为深水陆棚沉积,具有有机质丰度高、热成熟度高、有机质类型好、含气量大的特点,说明黔西北地区五峰组—龙马溪组富有机质页岩段具有良好的页岩气形成的地化条件;从水下隆起—浅水陆棚—深水陆棚环境富有机质页岩自生石英含量逐渐增加,黏土矿物含量逐渐减少;富有机质页岩段储集空间以有机质孔隙为主,天然气多以吸附形式存在;页岩形成的沉积环境和保存条件是控制我国南方地区页岩气含量高低的决定性因素。     

基于保压取心的页岩含气量测试新方法

含气量是页岩气储层评价和储量计算中的关键参数,其准确测试是计算地质储量和确定开发方案的基础。目前常用的现场测试方法,由于需估算损失气量,导致其数据可信度不高。为了明确我国四川盆地南部龙马溪组页岩的真实含气能力,开展了我国首口海相页岩气保压取心井的现场含气量测试。保压取心技术可以使取出的岩心保持在原始地层压力状态,能最大限度地减少页岩中气体的散失。考虑保压取心过程的特殊性,针对性地研发了页岩含气量现场测试设备,建立完整的测试流程和方法,实现了页岩含气量的带压测试。新方法需分段测试降压阶段解吸气量和常压阶段加热解吸气量,将两部分测试结果直接相加即可得到页岩总含气量,无需再估算取心过程中的损失气量。测试结果表明,该井常规取心段页岩总含气量平均仅为1.26 m³/t,保压取心段页岩总含气量平均达3.77 m³/t,明显高于常规取心段页岩含气量。此外,还建立了页岩吸附气量和游离气量直接测试方法,发现龙马溪组页岩游离气量均大于吸附气量,游离气量所占比例平均为64.48%,底部游离气量所占比例可达75%左右。与邻井同层位页岩气井的总含气量对比认为,采用目前...     

页岩气资源评价中含气量计算方法初探

页岩气是以游离、吸附和溶解状态赋存于暗色泥页岩中的天然气,其赋存形式具有多样性,其中以游离态和吸附态为主,仅存在少量溶解态.页岩气资源评价的关键是吸附气和游离气含量的计算.游离气的主控因素是泥页岩有效孔隙度和气体饱和度,吸附气量的主控因素是有机质数量和有机质成熟度.本文在分析页岩气资源评价工作中关键参数的基础上,主要了介绍游离气和吸附气的主控因素及计算方法.     

江西修武盆地下寒武统王音铺组页岩气勘探前景

为了解江西修武盆地下寒武统王音铺组的页岩气勘探前景,采取了野外地质调查、岩芯观察、实验测试分析及数学模拟等方法,对王音铺组富有机质页岩的厚度与埋深、有机地球化学特征、储层特征、含气性等方面进行了初步的研究。研究表明:王音铺组富有机质页岩为浅海陆棚相沉积,有效厚度约53m,顶界埋深在200~4000m之间;有机质丰度较高,一般为2%~14%,干酪根类型为Ⅰ型,有机质成熟度达到了过成熟阶段;页岩的矿物成分以石英和黏土为主,其中黏土矿物中又以伊利石为主;页岩中的微孔隙主要有粒间孔、粒内孔、有机质孔和微裂缝四种类型;数学模拟和等温吸附实验结果显示,王音铺组页岩气的含气量平均为2m3/t,页岩气资源丰度为2.54×108 m3/km2,具有较好的页岩气资源潜力。采用地质类比、综合地质分析,初步预测江西修武盆地下寒武统王音铺组具有较好的页岩气勘探前景。     

贵州凤冈地区牛蹄塘组页岩特征及含气性

利用地化测试、扫描电镜和岩心观察等对凤冈地区牛蹄塘组页岩特征进行了研究,根据FC1井现场页岩气解吸数据,分析了页岩的含气性。结果表明:页岩有机碳含量在4%~28%,有机质热成熟度介于2.66%~2.95%,有机质类型为Ⅰ型,孔隙度和渗透率都较低;页岩内部以石英等脆性矿物为主,黏土矿物含量低,硅质是生物成因;通过扫描电镜发现页岩内部以有机质孔、粒间孔为主,发育有大量的铸模孔、溶蚀孔和微裂隙;岩心观察发现页岩的裂缝非常发育;FC1井现场解吸气含量在0.39~1.97 m3/t,总含气量在0.87~4.13 m~3/t,含气性较差;方解石破碎带含气性较好;强烈的构造运动产生的裂缝不利于页岩气的保存。     

湘西北龙马溪组页岩储层特征与吸附影响因素分析

通过对湘西北某页岩气区块龙马溪组黑色页岩进行相应的有机地球化学、物性特征及等温吸附实验分析,发现页岩中微孔和中孔发育,孔隙类型以矿物质孔、溶蚀孔以及粒内晶间孔为主,且裂缝较发育,提供了页岩气储集与渗流的有效空间和主要通道。研究区龙马溪组页岩最大吸附气量范围为1.52～3.78 m³/t,并表现出甲烷吸附气含量与有机碳含量及成熟度具有正相关性;且较高含量的黏土矿物更有利于页岩气的吸附,但从成藏与后期开采条件看,一般不宜超过50%。     

陕南镇巴地区牛蹄塘组页岩气地质条件与含气性特征:以镇地1井为例

为深入研究陕南镇巴地区下寒武统牛蹄塘组页岩气地质条件与含气性,以镇地1井钻井资料为基础,结合样品分析测试结果,对研究区页岩岩石矿物学、有机地球化学和孔隙特征等地质条件进行了系统分析。研究表明:镇地1井牛蹄塘组富有机质页岩厚90m,发育硅质页岩、黏土质硅质混合页岩和黏土质页岩等3种岩相;有机碳含量高,平均为3.37%;热演化成熟度相对适中,平均为2.66%;脆性矿物含量较高,平均为53.6%;页岩孔隙发育程度较好,孔隙类型以为矿物溶蚀孔隙为主。含气量测试结果表明镇地1井牛蹄塘组总含气量为1.84~6.04m~3/t,具有较好的含气性,与TOC含量有较好的相关性。上述诸多有利条件充分说明了该地区具有较好的页岩气勘探前景和资源潜力。     

川西坳陷须五段页岩微观孔隙结构发育控制因素及其成藏意义

以川西坳陷须五段页岩为例,首先运用氮气吸附法对页岩纳米孔隙进行测定,通过等温线和DFT模型分析,对页岩的微观孔隙结构进行表征;然后通过等温吸附实验研究了页岩的甲烷吸附性能,通过解吸法测定了页岩的含气量;最后探讨了页岩微观孔隙结构发育的主要控制因素及其对页岩气成藏的意义。结果表明：川西坳陷须五段页岩孔隙结构较复杂,主要由中孔组成,主体孔径位于2~50 nm,中孔提供了主要的孔隙体积;在85 ℃条件下页岩甲烷吸附的兰氏体积为0.79~4.99 m3/t,页岩的含气量为0.50~2.44 m3/t;有机碳含量、伊/蒙间层矿物含量、脆性矿物含量以及热演化程度是控制页岩微观孔隙结构发育的主要因素;微孔和中孔对页岩气的吸附能力极强,在其内部有大量页岩气以结构化方式存在,增加了页岩气的存储量。     

保靖地区高成熟度海相页岩微—纳米孔隙结构特征

页岩中微—纳米孔隙广泛发育,微—纳米孔隙结构对页岩含气性评价及页岩气开发具有重要意义。利用场发射扫描电镜（FE-SEM）观察、高压压汞、低压液氮吸附等方法对保靖地区龙马溪组高成熟度海相页岩的微—纳米孔隙结构特征开展了详细研究。结果表明,研究区龙马溪组海相页岩有机质丰度较高,BY-1井岩心样品实测TOC值范围是0.57%~2.16%,矿物组分中石英和黏土矿物含量最高,均值分别为46.9%和32.6%;页岩中黄铁矿发育;页岩的孔隙类型包括粒内孔、粒间孔、晶间孔、有机质孔和微裂缝5种,其中页岩气的储集空间主要由黏土矿物晶间孔、有机质孔和黏土矿物收缩缝提供。BY-1井龙马溪组页岩中微孔和中孔孔容分别占总孔容的14.5%~38.1%和49.4%~61.9%,是研究区目的层的主要储集空间,而页岩中宏孔孔容较小,相对不发育。     

川南地区下古生界页岩气储层微观孔隙结构表征及其对含气性的影响

运用普通扫描电镜、氩离子抛光—场发射扫描电镜、Image J2x软件分析、高压压汞、低温CO_2和N_2吸附实验方法,对川南地区下寒武统筇竹寺组和下志留统龙马溪组两套页岩气储层微观孔隙成因类型、孔隙结构特征及其对页岩含气性的影响进行了研究。结果表明,川南地区下古生界页岩微观孔隙主要发育粒间孔、粒内孔、有机质孔和微裂缝等多种成因孔隙类型;下古生界页岩微观孔隙总面孔率为3.95%~7.48%,筇竹寺组页岩总面孔率和有机质孔面孔率低于龙马溪组页岩;下古生界页岩总孔容为(3.93~24.96)×10~(-3)m L/g,总比表面积为2.727~29.399 m~2/g,孔径为0.35~1.00,2.5~4.7和55~75 nm的孔隙是总孔容的主要贡献者,孔径为0.3~1.0,2.5~5.5 nm的孔隙主要提供了总比表面积,筇竹寺组页岩总孔容和总比表面积均较龙马溪组页岩要低;页岩微观孔隙的面孔率、有机质孔、孔容、比表面积、孔径分布均会影响页岩含气性。下古生界筇竹寺组和龙马溪组页岩在微观孔隙结构特征的上述差异,为揭示川南地区筇竹寺组与龙马溪组页岩含气性的差异提供了依据。     

延长组页岩储层纳米级孔隙特征及影响因素——以鄂尔多斯盆地柳坪171井为例

运用压汞法和氮气吸附法分别对延长组页岩储层纳米级孔隙进行测定,通过等温吸附线和氩离子抛光扫描电镜照片描述,对孔隙结构特征分类表征并结合页岩样品岩石矿物组分、成熟度和有机碳含量测试讨论控制纳米级孔隙结构的主因。结果表明:延长组页岩储层孔隙主要为纳米级孔隙,并以中孔为主,占总孔体积的66%~84%,孔径主要分布在1~25 nm。其中长7段、长8段页岩的比表面积主要是由孔径小于5 nm的孔隙所提供的,长9段页岩的比表面积主要是由孔径小于10 nm的孔隙所提供的。延长组页岩吸附回线特征表明纳米级孔隙多以开放型为特征,主要包括有机质内部孔隙、黄铁矿莓状体粒间孔和黏土矿物粒间孔,以及部分长石溶蚀孔,此外页岩中还存在大量微裂缝。其中有机质内部纳米级孔隙和黄铁矿莓状体粒间孔是筒柱状孔,锥形孔、楔状孔及细颈瓶状或墨水瓶状孔的主要来源;长石溶蚀孔大多为半球形孔;黏土矿物粒间孔可贡献一端封闭或两端开口的筒状孔;微裂缝以平行壁狭缝状、弯曲波浪状、夹板形楔状为特征。有机碳含量是控制延长组页岩储层中纳米级孔隙体积及其比表面积的主要内因,页岩成熟度、黏土矿物含量和脆性矿物含量对纳米级孔隙控制作用不明显,但莓状体黄铁矿的增加有助于页岩中孔隙的增加。     

渝东南下志留统龙马溪组页岩气聚集条件与资源潜力

在渝东南地区下志留统龙马溪组页岩露头观察、岩芯取样及实验测试的基础上,从富有机质页岩分布、有机质类型及含量、成熟度、孔渗性及含气量等方面研究了页岩气聚集条件与资源潜力。结果表明：研究区下志留统龙马溪组页岩厚度大,有机碳含量高,成熟度高,含气量高,其中龙马溪组下部富有机质页岩有利于页岩气的形成与富集,是页岩气勘探开发的有利层段。通过综合信息叠合研究认为,彭水-连湖-黔江、花垣-龙山东和酉阳西地区是页岩气勘探开发的有利区域。利用概率体积法计算的页岩气资源量为0.27×10 12~2.03×10 12m 3,期望值为0.93×10 12m 3。     

煤层气/页岩气开发地质条件及其对比分析

从煤层气、页岩气基本概念入手,系统分析了煤层气/页岩气开发地质条件,主要包括成藏地质条件、赋存环境条件和开发工程力学条件3个方面,进一步对煤层气/页岩气开发地质条件进行了对比分析,揭示了煤层气/页岩气开发地质条件的共性和差异性。煤层气/页岩气赋存于煤层/页岩中的一种自生自储式非常规天然气,其富集成藏主要取决于“生、储、保”基本地质条件是否存在、质量好坏以及相互之间的配合关系。在一定埋藏深度范围内煤层气/页岩气都发生过解吸-扩散-运移,并普遍存在“垂向分带”现象,有机质演化程度越高解吸带深度越小,风化带越深解吸带深度越大,解吸带内煤层气/页岩气富集在一定程度上服从于常规天然气的构造控气规律;原生带内煤层气/页岩气富集却可能更多地受控于煤储层/页岩层的吸附特性。不同赋存环境条件下所形成的煤/页岩储层差异性大,使煤/页岩储层中吸附气和游离气相互转化,导致煤层气/页岩气成藏类型、规模和质量等方面的差异性。影响煤层气开发的主要地质因素有：煤层厚度及其稳定性、含气量大小或煤层气资源丰度、构造及裂隙发育与渗透性和煤层气保存条件等方面;影响页岩气开发的主要地质因素包括页岩厚度、有机质含量、热成熟度、含气量、天然裂缝发育程度和脆性矿物含量等。     

中上扬子地区下寒武统筇竹寺组页岩气资源潜力分析

对中下扬子地区下寒武统筇竹寺组页岩出露地区进行野外调查,采集样品,并进行实验分析。研究认为：中上扬子地区下寒武统筇竹寺组黑色页岩厚度大(50~400 m),有机碳含量高,平均1.92%~2.35%,Ro值位于2.0%~4.0%,热演化程度高,具有形成页岩气藏资源的良好潜力;依据研究区页岩厚度、有机碳含量和成熟度分布特征以及页岩矿物成分、孔裂隙和含气性特征等源岩和储层方面的综合分析,优选出川南-黔西、米仓山-大巴山前陆、湘鄂西-渝东-黔北3个页岩气勘探有利区,并对页岩气有利区进行了资源潜力评价。     

贵州黔北地区页岩气成藏条件与勘探前景

页岩气作为非常规油气资源尤为重要的一种,具有特殊成藏机理,其成藏需要特殊的地质条件,主要受控于泥页岩厚度、有机质丰度、有机质成熟度、矿物岩石成分、压力和温度等因素。贵州黔北地区是我国南方下寒武统黑色岩系发育的典型地区之一,黑色岩系剖面露头良好,序列完整。具备有页岩气生成条件的泥页岩地层自下而上为震旦系陡山沱组、下寒武统牛蹄塘组与上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组地层。通过地质条件与地球化学综合分析,认为该地区的下寒武统牛蹄塘组黑色页岩系和上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组暗色泥页岩分布面积广泛,厚度较大,有机质含量和热演化程度高,是最为有利的页岩气勘探层位。     

渝东南下寒武页岩纳米级孔隙特征及其储气性能

系统采集、观察并描述了渝东南地区下寒武统页岩岩芯,通过有机碳含量、X衍射、甲烷等温吸附及氮气吸附实验测试,分析了页岩纳米级孔隙结构类型、发育特征及影响因素,探讨了纳米孔对页岩储气性能的影响。研究认为,渝东南下寒武统页岩纳米孔隙结构特征复杂,根据氮气吸附-脱附曲线及孔径分布特征可划分为3种类型,主要发育两端开放的管状孔、平行壁的狭缝状孔及四面开放的尖劈形孔等开放型孔隙,多为与有机质相关的纳米孔,孔隙直径一般小于60 nm,呈现2~5,8~12和24~34 nm三个分布峰值区。宏孔（>50 nm）孔隙体积百分含量为8.5%,比表面积百分含量仅占0.3%;中孔（2~50 nm）孔隙体积百分含量高达82.1%,比表面积百分含量为79.0%;微孔（<2 nm）孔隙体积百分含量为9.4%,比表面积百分含量占20.7%。有机碳含量是纳米孔隙结构特征的主控因素,有机质是总孔体积与比表面积发育的物质基础,纳米孔隙体积、比表面积与吸附含气量具有明显的线性关系。