A区陆相页岩含气量评价方法研究.pdfVIP

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论文起止日期：2019年9月至2023年3月

摘要

含气量是页岩气勘探开发的重要依据。目前国内对于陆相页岩含气量评价相

关的研究较少。本文以国内典型A区陆相页岩作为重点研究区,充分利用可反映

页岩特征的普通测井和特殊测井、岩心实验、氩离子扫描电镜和等温吸附实验等

资料，探讨了陆相页岩含气量影响因素，建立了储层参数模型，进行了实际井资

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料处理和误差分析，形成了适用于区陆相页岩的含气量评价方法。

A区陆相页岩以黏土和石英矿物为主，黏土矿物主要为伊利石和伊/蒙混层。

有机质孔隙和无机孔隙都比较发育。A区陆相页岩的沉积环境比较复杂，沉积相

变化快，非均质性较强。储层中发育较多灰岩与砂岩夹层，碳酸盐岩分布在纵向

上变化较大，储层均存在低阻现象。这些原因导致一些常用方法不能准确的计算A

区陆相页岩TOC、孔隙度、饱和度、含气量等参数。

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通过对区陆相页岩矿物组分、有机质丰度、有机质成熟度、孔隙结构等方

面的研究，与海相、海陆过渡相进行对比，明确了TOC是控制页岩吸附气含量的

主要因素，其次为孔隙度，有机质成熟度也是吸附气量影响因素之一，比表面积

等因素为气体提供了储集空间，黏土矿物也对页岩吸附气含量产生影响。

A区大安寨段陆相页岩为深度超过3500m的深层页岩储层，将其与浅层陆相

页岩进行比较，进一步明确了TOC是页岩吸附气含量的主要影响因素，浅层页岩

的吸附气含量受矿物成分和有机质丰度的影响更大，在TOC含量相同时，与深层

陆相页岩相比，浅层陆相页岩吸附气含量更高。有机质成熟度和孔隙结构都会影

响深、浅层陆相页岩的吸附气含量。深层页岩储层温度和压力较浅层页岩更高，

影响了页岩对甲烷的吸附能力。甲烷吸附能力页岩含量一般随温度的升高而降低，

随压力的升高而增加。然而在储层条件下，深层页岩对甲烷的吸附量接近饱和，

压力变化的影响甚至可以忽略不计。因此，随着温度的升高，深层页岩中吸附气

含量会逐渐降低，当总气体含量增加时，深层页岩中吸附气含量的比例将进一步

降低。

A区陆相页岩岩性复杂，非均质性较强，存在低阻特征，使用常规多元拟合

∆logRATOC∆logR

与经典的方法计算区含量适应性差。本文在原始方法的基础

上，根据声波和电阻率曲线重叠特征，研究∆logR基线的选择，综合自然伽马能

谱测井数据，提出了基于自然伽马能谱曲线的改进的∆logR方法，提高了A区陆

相页岩TOC计算的准确性。同时该方法也可以较好的应用于海相页岩。经过进一

步拓展，提出了基于自然伽马能谱曲线的双∆logR方法，提高了煤系页岩储层中

TOC的计算精度。

在Herron孔隙度计算公式的基础上，结合元素俘获测井，通过对元素俘获测

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井中钙质、硅质等数据的转换，重新拟合适用于区的骨架密度模型，提出了基

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于元素俘获测井的变骨架参数孔隙度模型，提高了区陆相页岩的孔隙度计算准

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确性。使用该方法计算海相页岩孔隙度也取得了较好的效果。

根据含气饱和度与偶极阵列声波参数的较好相关性，在密度中子测井重叠差

异值的基础上，综合纵横波时差比，提出了纵横波时差比—密度中子测井重叠差

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异值计算含气饱和度的方法，提高了区陆相页岩含气饱和度计算的准确性。该

方法也可以较好的计算海相页岩的含气饱和度。

在原始页岩吸附气量评价方法的基础上，通过校正有机质和TOC计算精度的

改进，提出了基于有机质校正和TOC参数改进的吸附气评价模型，提高了A区陆

相页岩吸附气含量计算的准确性。

本研究方法在中国石油化工股份有限公司勘探分公司的探井中推广应用，取

得了理想的结果。

陆相页岩含气量，测井，评价方法，储层物性，有机质