頁巖氣測井評價(jià)技術(shù)簡介課件

思考題1、什么是頁巖氣？頁巖氣有什么特點(diǎn)？2、頁巖氣儲層巖性有哪些特點(diǎn)？3、頁巖氣儲層測井特征？4、頁巖氣儲層參數(shù)與常規(guī)儲層參數(shù)有哪些不同？5、頁巖氣儲層測井評價(jià)主要要做好哪些事情?

頁巖氣簡介頁巖氣儲層測井識別頁巖氣測井解釋建模方法頁巖氣測井綜合解釋應(yīng)用實(shí)例頁巖氣測井評價(jià)技術(shù)簡介頁巖氣(shalegas)深盆氣（deepgas）致密砂巖氣（tightgas）

天然氣水合物（Arcticandsub-seahydrates）煤層氣（coal-bedmethane）頁巖氣是繼致密砂巖氣和煤層甲烷氣之后第三種重要的非常規(guī)油氣資源，具有含氣面積廣泛、資源量大、生產(chǎn)壽命長、產(chǎn)量穩(wěn)定等特點(diǎn)頁巖氣是指主要以吸附或游離狀態(tài)賦存于暗色泥巖、頁巖的天然氣。非常規(guī)天然氣（unconventionalnaturalgas）頁巖氣定義

頁巖氣簡介

頁巖氣是一種特殊的非常規(guī)天然氣。具有自生自儲、無氣水界面、大面積連續(xù)成藏、低孔、低滲等特征，一般無自然產(chǎn)能或低產(chǎn)，需要大型水力壓裂和水平井技術(shù)才能進(jìn)行經(jīng)濟(jì)開采，單井生產(chǎn)周期長。頁巖氣特點(diǎn)

頁巖氣簡介

全球頁巖氣資源量很豐富，預(yù)計(jì)達(dá)456.24×1012m3，相當(dāng)于常規(guī)天然氣的1.4倍，主要分布在北美、中亞、中國、中東、北非和前蘇聯(lián)。

頁巖氣資源量

頁巖氣簡介國內(nèi)頁巖發(fā)育在古生界海相、中新生界陸相盆地?fù)?jù)類比法預(yù)測，我國頁巖氣資源前景約30萬億方國內(nèi)頁巖氣資源分布

三大海相頁巖分布區(qū)南方古生界海相頁巖華北地區(qū)下古生界海相頁巖塔里木盆地寒武-奧陶系海相頁巖

五大陸相頁巖分布區(qū)松遼盆地白至系湖相頁巖準(zhǔn)噶爾盆地中一下侏羅統(tǒng)湖相頁巖鄂爾多斯盆地上三疊統(tǒng)湖相頁巖吐哈盆地中一下侏羅統(tǒng)湖相頁巖渤海灣下第三系湖相頁巖

頁巖氣簡介頁巖氣儲層巖性特征頁巖的礦物成分比較復(fù)雜,除伊利石、蒙脫石、高嶺石等粘土礦物以外,常含有石英、方解石、長石、云母等碎屑礦物和自生礦物；礦物成分的變化影響了頁巖對氣體的吸附能力，頁巖中的吸附態(tài)甲烷主要分布在伊利石表面,其次吸附于干酪根之中；石英、碳酸鹽礦物含量增加,巖石的脆性提高

，在外力作用下，易形成裂縫。

頁巖氣簡介頁巖微孔隙特征——微米～納米級，基質(zhì)微孔隙＋溶蝕孔隙＋有機(jī)孔隙巖孔、金沙剖面，∈1q，黑色頁巖中生烴殘留孔（？）

有機(jī)質(zhì)生烴體積縮小形成的微孔隙威遠(yuǎn)

龍馬溪組

貴州金沙縣巖孔剖面筇竹寺組威106井筇竹寺組重慶城口石溪河剖面五峰組貴州金沙縣巖孔剖面筇竹寺組有機(jī)質(zhì)中蜂窩狀微孔(直徑0.1-1μm)

頁巖氣簡介頁巖氣藏儲層特征頁巖氣藏一般呈現(xiàn)低孔、低滲的物性特征孔隙度<4%～6%，（常規(guī)8－30%）滲透率小于0.001～2×10-3μm2，（常規(guī)50－2000）處于斷裂帶或裂縫發(fā)育帶的頁巖儲層滲透率可以大幅度提高孔隙度最高可達(dá)11%滲透率2×10-3μm2左右含水飽和度一般Sw＜45%

頁巖氣簡介典型的頁巖氣產(chǎn)量遞減曲線低產(chǎn)，無自然產(chǎn)能，所有井都要實(shí)施壓裂改造。據(jù)美國資料統(tǒng)計(jì)：40%的井初期裸眼測試時(shí)無天然氣流55%井初始無阻流量沒有工業(yè)價(jià)值直井壓裂改造后，產(chǎn)能8063方/d水平井壓裂改造后，產(chǎn)能最高可達(dá)10萬方/d以上生產(chǎn)周期比較長年遞減率小于5%，一般為2%～3%一般的頁巖氣田開采壽命可達(dá)30～50年USGS最新數(shù)據(jù)顯示，Barnett頁巖氣田開采壽命可達(dá)80～100年低產(chǎn)，無自然產(chǎn)能，生產(chǎn)周期長頁巖氣生產(chǎn)特征

頁巖氣簡介

頁巖氣簡介頁巖氣儲層測井識別頁巖氣測井解釋建模方法頁巖氣測井綜合解釋應(yīng)用實(shí)例四、頁巖氣測井評價(jià)技術(shù)簡介

頁巖氣儲層測井識別自然伽馬能譜：頁巖氣層的自然伽馬值顯示高值，這是由于：頁巖中泥質(zhì)含量高，泥質(zhì)含量越高伽馬放射性就越高；某些有機(jī)質(zhì)中含有高放射性物質(zhì)；一般性地層中，泥頁巖在地層中伽馬顯示最高值（>100）；總自然伽馬和無鈾伽馬的差異幅度反映了地層中有機(jī)質(zhì)含量的多少

。井徑測井：砂巖顯示縮徑；泥頁巖一般為擴(kuò)徑。常規(guī)測井識別聲波時(shí)差測井：頁巖氣儲層聲波時(shí)差值顯示高值。頁巖比泥巖致密，孔隙度小，聲波時(shí)差介于泥巖和砂巖之間。遇到裂縫氣層有周波跳躍反應(yīng)，或者曲線突然拔高。頁巖有機(jī)質(zhì)含量增加時(shí)，其聲波時(shí)差增大；聲波值偏小，則反映了有機(jī)質(zhì)豐度低。常規(guī)測井

頁巖氣儲層測井識別常規(guī)測井識別地層密度測井：地層密度為低值。地層密度值實(shí)際上測量的是地層的電子密度，而電子密度相當(dāng)于地層體積密度；頁巖密度為低值，比砂巖和碳酸巖地層密度測井值低；但是比煤層密度值高出很多；隨著有機(jī)質(zhì)和烴類氣體含量增加將會使地層密度值更低；存在裂縫，也會使地層密度測井值降低。

頁巖氣儲層測井識別常規(guī)測井識別電阻率測井：頁巖深淺探測電阻率均顯示低值。頁巖氣的電阻率影響因素復(fù)雜，主要是：頁巖泥巖含量高，束縛水飽和度高，而這兩者的電阻率都很低；頁巖氣儲集層低孔低滲，使得泥漿濾液侵入范圍很小，侵入帶影響很小，深淺曲線值非常相近，這反映了頁巖氣儲集層的滲透率值低；有機(jī)質(zhì)電阻率高，干酪根的電阻率為無限大；在有機(jī)質(zhì)豐度高的地層中，電阻率測井值為相對高值。

頁巖氣儲層測井識別常規(guī)測井識別元素俘獲能譜測井(ECS)

通過譜分析圖觀測頁巖的礦物含量；能夠識別泥頁巖中黏土、石英、長石、碳酸鹽巖、黃鐵礦等成分的含量。微電阻率掃描成像測井(FMI)

識別真假裂縫和各種非均質(zhì)構(gòu)造；識別小的斷層，對頁巖進(jìn)行分層。特殊測井識別

頁巖氣儲層測井識別交叉偶極聲波（DSI）提取質(zhì)量可靠的縱波、橫波、斯通利波時(shí)差，判別儲層的有效性；計(jì)算巖石力學(xué)參數(shù)；用于地層各向異性分析;核磁共振測井（CMR)分析泥頁巖孔隙結(jié)構(gòu)，求取有效孔隙度;計(jì)算泥頁巖的束縛水飽和度；計(jì)算泥頁巖的滲透率特殊測井識別

頁巖氣儲層測井識別

頁巖氣測井解釋建模方法

應(yīng)用巖心分析資料結(jié)合測井資料建立各種參數(shù)的解釋模型。

巖性組份和含量有機(jī)質(zhì)豐度孔隙度含氣量巖石力學(xué)參數(shù)有機(jī)質(zhì)成熟度裂縫參數(shù)

巖性組份和含量建模有巖心分析資料和元素俘獲測井?dāng)?shù)據(jù)時(shí)：巖心刻度元素俘獲測井建立的鈣質(zhì)巖類、硅質(zhì)巖類、粘土、長石、黃鐵礦等參數(shù)的解釋模型；有巖心分析資料，無元素俘獲測井?dāng)?shù)據(jù)時(shí)：巖心刻度常規(guī)測井，采用多元統(tǒng)計(jì)回歸、最小二乘法等方法建立的鈣質(zhì)巖類、硅質(zhì)巖類、粘土、長石、黃鐵礦等參數(shù)的解釋模型；無巖心分析資料時(shí)，有元素俘獲測井?dāng)?shù)據(jù)時(shí)：用元素測井經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ瓦M(jìn)行計(jì)算鈣質(zhì)巖類、硅質(zhì)巖類、粘土、長石、黃鐵礦等參數(shù)；無巖心分析資料時(shí)，無元素俘獲測井?dāng)?shù)據(jù)時(shí)：用去鈾伽馬、中子-密度交會等方法計(jì)算各種礦物成份與含量

。

頁巖氣測井解釋建模方法有機(jī)碳豐度（TOC）測井計(jì)算模型

1、線性回歸法：巖心分析數(shù)據(jù)刻度自然伽馬能譜、體積密度、聲波時(shí)差→TOC。2、電阻率與聲波時(shí)差重疊法：3、體積模型法：利用聲波時(shí)差（或巖性密度、補(bǔ)償密度、補(bǔ)償中子）和電阻率測井的參數(shù)對，通過三角形方式計(jì)算TOC。

頁巖氣測井解釋建模方法含氣量計(jì)算

1、吸附氣含量估算方法線性回歸法：利用實(shí)驗(yàn)得到的解析氣含量與補(bǔ)償密度測井值建立的區(qū)域含氣量經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ陀?jì)算；等溫吸附線法：按朗格繆爾方程估算：2、游離氣含量估算方法直接估算法：游離氣含量=吸附氣含量；經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ凸浪悖?、總氣含量估算方法總含氣量=游離氣含量+吸附氣含量

頁巖氣測井解釋建模方法巖石力學(xué)參數(shù)計(jì)算

巖石力學(xué)試驗(yàn)資料刻度多極子陣列聲波測井→建立提取地層的縱橫波時(shí)差及比值→計(jì)算泊松比、楊氏模量、切變模量、體積壓縮系數(shù)、地層破裂壓力梯度等巖石力學(xué)參數(shù)→計(jì)算水力壓裂裂縫高度。有機(jī)質(zhì)成熟度指數(shù)計(jì)算

孔隙度測井+巖心分析→經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?。裂縫參數(shù)計(jì)算

巖心刻度成像測井→頁巖儲層裂縫寬度、長度、密度等參數(shù)，并描述裂縫的產(chǎn)狀、巖性等

頁巖氣測井解釋建模方法

頁巖氣簡介頁巖氣儲層測井識別頁巖氣測井解釋建模方法頁巖氣測井綜合解釋應(yīng)用實(shí)例四、頁巖氣測井評價(jià)技術(shù)簡介

測井測井綜合解釋2、有利儲集段評價(jià)有利儲層段評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：泥質(zhì)含量≤40％脆性礦物含量≥55%TOC≥2%儲層分類標(biāo)準(zhǔn)：Ⅰ類：孔隙度≥5%、TOC≥5%Ⅱ類：3%≤孔隙度＜5%、3%≤TOC＜5%III類：1%≤孔隙度＜3%、2%≤TOC＜3%1、有利儲集段劃分測井、地質(zhì)、氣測等資料結(jié)合定性劃分頁巖氣有利儲集段。3、可壓裂性分析與評價(jià)脆性礦物含量、泊松比、楊氏模量、切變模量、體積壓縮系數(shù)；地層破裂壓力梯度、地應(yīng)力、水力壓裂裂縫高度;判斷巖層的可壓裂性，推薦易于壓裂的井段和布井方向。

測井測井綜合解釋

頁巖氣簡介頁巖氣儲層測井識別頁巖氣測井解釋建模方法頁巖氣測井綜合解釋應(yīng)用實(shí)例四、頁巖氣測井評價(jià)技術(shù)簡介NamedSoroush等指出，在頁巖氣儲層測井為了防止井眼垮塌，通常采用油基泥漿鉆井；為了評價(jià)裂縫，通常采用油基泥漿電阻率成像測井(OBMI)和超聲成像測井(UBI)；成像測井評價(jià)裂縫右圖為Barnett層的OBMI與UBI的比較。左圖為成像測井在水平井中識別頁巖氣儲層層理和裂縫實(shí)例。

應(yīng)用實(shí)例上部含氣頁巖為Oklahoma州泥盆一密西西比系Woodford頁巖表現(xiàn)為伽馬、電阻率高值;Pe低值;密度、中子孔隙度高值下部為Sylvan地層，不含氣，測井曲線（與頁巖氣層相比）差異明顯。判斷含氣頁巖

應(yīng)用實(shí)例含氣頁巖的典型測井曲線圖計(jì)算孔隙度、滲透率、飽和度、有機(jī)碳含量

應(yīng)用實(shí)例有研究表明，頁巖氣儲層的含氣量主要取決于其總有機(jī)碳含量確定總有機(jī)碳含量(TOC)

根據(jù)自然伽馬測井資料計(jì)算TOC。Schmoker于1981年對美國Illinois州NewAlbany頁巖巖心進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)自然伽馬測井值與TOC呈線性關(guān)系。

應(yīng)用實(shí)例Schmoker于1979年對美國Illinois的NewAlbany頁巖巖心進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)TOC與密度測井值之間具有良好的相關(guān)性，因此利用密度測井資料計(jì)算總有機(jī)碳含量。根據(jù)密度測井資料計(jì)算TOC。

應(yīng)用實(shí)例電阻率-孔隙度曲線疊合圖也可以用于確定TOC，這種方法也稱為△lgRt法；Passey等(1990)給出了利用聲波時(shí)差和地層電阻率計(jì)算TOC的數(shù)學(xué)表達(dá)式:△lgRt法求取TOC

應(yīng)用實(shí)例

在壓裂中必須進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，為此必須進(jìn)行演示物理參數(shù)的計(jì)算包括脆性、閉合壓力、壓裂寬度、楊氏模量、泊松比等計(jì)算方法。計(jì)算儲層巖石力學(xué)參數(shù)

應(yīng)用實(shí)例

應(yīng)用實(shí)例威201井筇竹寺組

國內(nèi)第一口頁巖氣井

氣產(chǎn)量為：1.08×104m3/d射孔井段(m)射厚(m)2675-268052695-27005四、頁巖氣測井評價(jià)技術(shù)簡介

測井類別測井項(xiàng)目備注必測項(xiàng)目綜合測井雙感應(yīng)-八側(cè)向

補(bǔ)償中子

巖性密度

長源距聲波或補(bǔ)償聲波

自然伽馬能譜

自然伽馬

自然電位

井徑采用鹽水鉆井液時(shí)，用雙側(cè)向-微球型聚焦測井代替感應(yīng)測井。標(biāo)準(zhǔn)測井井斜方位

自然伽馬

自然電位

雙感應(yīng)

長源距聲波或補(bǔ)償聲波

選測項(xiàng)目核磁共振成像

聲、電成像測井

多極子陣列聲波

元素俘獲能譜測井

井壁取心

碳氧比能譜測井根據(jù)地區(qū)需要選擇；

裸眼井錄取資料困難時(shí)，可以考慮選擇碳氧比能譜測井。頁巖氣測井項(xiàng)目四、頁巖氣測井評價(jià)技術(shù)簡介

各測井項(xiàng)目在頁巖氣測井評價(jià)中的作用項(xiàng)目測井內(nèi)容解決問題常規(guī)項(xiàng)目自然電位、自然伽馬、雙感應(yīng)八側(cè)向電阻率、補(bǔ)償聲波、補(bǔ)償中子、巖性密度、井徑巖性識別、參數(shù)計(jì)算、烴源巖TOC計(jì)算以及頁巖氣有利儲集段劃分。特殊測井項(xiàng)目自然伽馬能譜計(jì)算有機(jī)碳含量TOC、熱解生烴潛量。核磁共振測井計(jì)算總孔隙度、有效孔隙度、滲透率等地質(zhì)參數(shù)電成像測井裂