如何优选有利区？

要对页岩气进行有利区优选评价,首先应了解影响其富集的各种地质因素,以综合地质评价为基础,分析页岩气形成及分布主要控制因素,侧重于含气量预测及开发条件分析,对地质(有机碳含量、有机质成熟度、富有机质泥页岩厚度、埋藏深度、含气量等)和地表工程(地形地貌、水文状况、道路交通、地表景观等)等关键要素进行综合分析,综合确定页岩气的可采效果,优选有利区,对有利区进行分级。

页岩气藏作为一种非常规天然气藏,具有非常规气藏的典型特征,诸如含气量以及各种赋存状态所占的比例、有机碳含量、成熟度、裂缝、孔隙度、渗透率、深度、厚度、矿物组成等主要地质参数在不同区域变化较大。 很多学者尝试利用各种参数对页岩气富集区进行预测,Shiley 等(1981)认为在伊利诺斯盆地肯塔基州可以根据岩心中铁离子的百分含量变化来预测气体大量聚集的地方;Cruits(2002)指出,页岩的产气能力以及页岩气分布主要取决于有机碳含量、干酪根类型以及热成熟度,盆地中心部位是最好的页岩气发育区;而Martini 等(2003)从生物气地球化学观点分析认为,盆地边缘具有生物化学生气的条件,也是页岩气发育有利区;Hill 和Nelson(2000)认为有机碳、热成熟度、厚度、吸附气所占比例等特征控制了美国五大页岩气盆地的页岩气聚集。 美国页岩气的勘探开发表明,页岩气产出最好的地区必须是高的有机碳含量、厚度、孔隙度和渗透率以及适当的热成熟度、埋深、裂缝、温度、湿度、压力等良好匹配的区域。 正如勘探所证实的一样,利用各种地质参数来进行页岩气聚集条件分析和勘探有利区预测,已在福特沃斯盆地Barnett 页岩中取得了良好的效果。

北美地区页岩气勘探经验表明,控制页岩气可采性的地质参数主要为页岩有机质丰度、页岩厚度、矿物组成、脆性、渗透率、孔隙压力、有机质成熟度和原地气量等八大因素。斯伦贝谢、哈里伯顿两大公司依据TOC、脆性矿物、黏土矿物、成熟度、物性和页岩有效厚度等地质因素并结合多年实践确定了定量评价标准(表5.25),其他公司的评价标准与之基本类似。

表5.25　北美页岩气核心区评价标准

尽管中国不同地区在富有机质页岩发育规模、页岩质量等方面具广泛的相似性,但中国地质条件复杂,尤其是构造演化、沉积环境、热演化过程等,使不同地区页岩气形成、富集存在许多差异。 中国古生界海相富有机质页岩分布范围广、连续厚度大、有机质丰度高,但演化程度高、构造变动多;中新生界陆相富有机质页岩横向变化大,以厚层泥岩或砂泥互层为主,有机质丰度中等,热成熟度低。 因此,国土资源部制定的《页岩气资源潜力评价与有利区优选方法(暂行稿)》提出,中国海相页岩气优选有利区主要参考页岩面积、页岩有效厚度、页岩埋深、TOC、Ro、总含气量、保存条件、地表条件等8 项指标,制定页岩气有利区优选标准(表5.26)。(www.xing528.com)

表5.26　海相页岩气有利区优选参考标准

重庆地区发育多套富有机质页岩,页岩分布广、厚度大、变形强、埋藏较浅、有机质含量高、热演化程度高。 构造变形严重、地形起伏高差大、地层时代老的复杂地质背景形成了重庆地区特色明显的页岩气富集类型,具有总有机碳含量高、热演化程度高和构造复杂程度高等典型的南方区域特征。 在参考国内外页岩气有利区优选标准的基础上,根据重庆地区实际地表特点及目的层地质情况,建立符合重庆地区页岩气地质特点的盆缘山区页岩气有利区优选评价指标,主要从区块完整性和致密性、地形条件、地球化学特征、储层特征和含气性五方面共21 个指标进行评价(表5.27)。

表5.27　重庆地区页岩气有利区优选参考指标