页岩原位含气量实验室评价方法的改进

The potential of shale gas resource is huge in China, shale gas resources assessment and favorable blocks ascertainment are important goal of shale gas research in this stage, and the shale gas in place content is a core parameter. There are suits of shale distribute in conventional hydrocarbon exploration area in China, which have been widely sampling and intensively studied, and for which the method of shale gas in place calculations is broadly suitable. The conventional method of shale gas in place calculations ignore the volume of adsorbed gas hence bring in a error of calculating. This study take Triassic continental shale of Ordos basin as object, focus on the analysis of adsorbed gas density through a method combining shale gas content measurement in drilling site with lab analysis. An improvement of shale gas in place calculations could be made through the analysis on the influence factor of adsorbed gas density and the forming of the matched formula for computing adsorbed gas density, then a new method of shale gas in place calculations based on few well drilling and quantity of existing samples with high accuracy and low cost can be build, which can provide methodological support for the resources assessment and favorable blocks ascertainment of shale gas in China.

我国页岩气资源潜力巨大，资源评价和有利区块选择是目前我国页岩气研究的主要任务，页岩原位含气量是其中的核心参数。我国有多套富有机质泥页岩分布于常规油气研究区域，已进行了广泛的样品采集，非常适合页岩含气量实验室评价方法的大规模开展。然而原有的该方法是基于吸附气体积可忽略不计的假设，忽视了吸附气体积对游离气赋存空间的影响，理论模型存在缺陷，准确性较低。本研究拟以鄂尔多斯盆地三叠系陆相页岩为研究对象，通过钻井现场解吸与实验室测试分析相结合的研究手段，对研究区页岩原位吸附气体积及密度进行定量评价，获得它们的拟合计算公式，并据此对页岩原位含气量实验室评价方法进行改进，提高其准确性，为页岩气气体行为研究提供理论依据，为我国页岩气资源评价与有利区选择提供方法支持。

页岩原位含气量是页岩气资源评价和有利区块选择的核心参数，建立该参数的准确评价方法对我国页岩气产业的发展具有重要的意义。现有的页岩含气量实验室评价方法忽略了吸附气体积的影响，准确性较低。本项目以页岩含气量钻井现场测定与实验室评价相结合的研究思路为基础，对鄂尔多斯盆地延长组陆相页岩原位含气量、孔隙特征、混合气体吸附特征等进行研究，对现有的页岩含气量实验室评价方法进行了改进，获得了以下的主要认识：.（1）钻井现场解吸测定显示，鄂尔多斯盆地南缘三叠系延长组陆相页岩原位含气量相对较低，其分布范围为0.71-1.38ml/g，平均为0.99ml/g，略低于北美页岩气工业开采标准。这可能是研究区目标页岩层段埋深浅，页岩气保存条件差造成的，总含气量中损失气量和现场解吸气量比例相对较低、残余气量比例相对较高也印证了这一点。.（2）延长组陆相页岩中微米级孔隙较少，纳米级孔隙相对发育；在纳米级孔隙中，中孔和宏孔比例较高，微孔比例较低。与常规认识不符的是，有机质对研究区陆相页岩孔隙特征产生了不利的影响，液态烃对纳米级孔隙的充填直接降低了页岩样品总孔隙体积，而干酪根等固态有机质由于热演化程度低，自身孔隙不发育，间接使样品总孔隙特征变差。.（3）延长组陆相页岩对甲烷、乙烷二元气体的最大吸附量为5.2-7.79ml/g，是对甲烷一元气体最大吸附量的1.35-1.51倍。在混合气体吸附体系中，乙烷组分的吸附量明显大于甲烷组分，表明乙烷对鄂尔多斯盆地陆相页岩的气体吸附行为具有重要的影响。.（4）针对吸附相体积影响，建立了新的页岩原位含气量计算公式，并利用该公式对延长组页岩气体储集能力进行了评价，结果显示在鄂尔多斯盆地陆相页岩主力勘探层位的温压条件下，其甲烷、乙烷二元气体的储集能力为5.24-7.83ml/g，该值与前人报道解吸法测得的原位含气量分布范围的上限较为相符。