页岩气储层岩石物理性质.pdf

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1、2013年1月西安石油大学学报(自然科学版)Jan．2013第28卷第1期JournalofXianShiyouUniversity(NaturalScienceEdition)Vo1．28No．1文章编号：1673-064X(2013)01-0025-04页岩气储层岩石物理性质董丙响，程远方，刘钰川，易新斌，杨柳，吴玲妍，王蓓。(1．中国石油大学(华东)石油工程学院，山东青岛266580；2．中国石油勘探开发研究院廊坊分院，河北廊坊065007；3．长庆油田分公司油气工艺研究院，陕西西安710018)摘要：在查阅国内外文献的基础上，介绍了页

2、岩气储层评价标准，概括了页岩矿物组成研究方法及测井响应特征，详细分析了页岩气储层岩石物理性质，给出了页岩孔隙度计算公式，提出了页岩气赋存流动新模型及运动机理，并给出了页岩脆性计算方法，将页岩划分为脆性页岩和塑性页岩，为水力压裂设计提供依据．关键词：页岩气储层；岩石物理性质；孔隙度；脆性；水力压裂中图分类号：TE348文献标识码：A自1821年美国第一口页岩气井商业开采以来，杂的地质特征、岩石物理性质和很强的非均质性．所页岩气开发已有190a的历史．特别是近些年来不同的是，非常规油气储层岩石颗粒和层理结构精由于水平井钻井技术及水平井多级压裂技术

3、的突细，气体储集流动特征独特：孔隙吼道尺寸分布在纳破，页岩气开发在北美地区取得了巨大成功．美国能米级，有机质和黏土成分为气体吸附提供条件，且其源署(EIA)引数据显示，2011年美国页岩气产量各向异性影响力学特征和流动性质．致密气藏孔隙达l800×10m，占其天然气总产量的34％，深刻尺寸一般为微米级甚至更大，而页岩气藏孔隙为纳地改变了美国的能源结构．米到微米范围，二者在基质的孔隙中都有游离气存我国页岩气资源非常丰富，初步估计可采资源在，不同的是页岩气具有吸附特征，且与吸附表面的量约为(15～30)X10m。E4]，但对页岩气的勘探开有机成分

4、和黏土含量有关．Bustin认为：吸附气与发正处于起步阶段．与常规油气藏相比，页岩气赋存游离气之比反应了有机质含量、孔隙分布、矿物组状态独特，国内对页岩气储层性质研究相对较少，还成、成岩作用、岩石结构以及储藏压力与温度的关无法做到对储层性质的精确评估．为加深对页岩气系．因此，非常规油气藏指含有吸附气成分的油气储层性质及气体赋存流动状态的认识，笔者在查阅藏，包括页岩气、煤层气和天然气水合物，而把致密国内外文献的基础上，从常规储层研究思路人手，介砂岩气藏划为常规油气藏．页岩气藏作为非常规油绍了页岩气储层评价标准，概括了页岩矿物组成及气藏的典型代表

5、，具有非常规天然气藏的基本特征．研究方法，对页岩气储层岩石物理性质进行了详细1．2页岩气储层评价标准分析．页岩气藏开采首先要对其进行评价，充分考虑其储层性质和开采能力．储层性质主要通过储层参1页岩气储层评价数来描述，通过对相关参数的分析评价储层的生产1．1页岩气藏基本概念能力，制定相应的增产措施和开采方案．目前国内外非常规油气藏与常规油气藏类似，具有非常复对页岩气藏进行评价尚无统一标准，主要通过岩心收稿日期：2012435-27基金项目：国家科技重大专项“大型油气田及煤层气开发”(编号：2011ZX05037)作者简介：董丙响(1988一)，

6、男，硕士研究生，主要从事石油工程岩石力学及非常规油气勘探开发研究E—mail：dbxshiyou@163．com一26一西安石油大学学报(自然科学版)实验、测井数据和压力测试(微压裂测试)等方法来然气公司对页岩气商业性开采的评价，列举页岩气获得页岩储层物性参数，借鉴煤层气和常规油气藏储层主要评价标准，其中包括储层物性及岩石物理的评价方法来对页岩气藏进行评价．笔者结合性质参数(表1)．美国页岩气勘探开发的成功经验和世界各大石油天表1页岩气储层评价参数Tab．1Evaluationparametersofshalegasreservoir储层参数

7、推荐标准储层参数推荐标准WfTOC1>2％含水饱和度S<40％矿物组成碘，渗透率K>10LLm镜质体反射率R>1．4垂向非均质性弱储层温度>l10储层厚度>30m天然气成因热成气泊松比<0．25气体组成CO2、N2和H2s含量低杨氏模量>20GPa孑L隙度>2％裂缝类型水平或垂向裂缝地质储量>3000×10m压力梯度>0．Ol13MPa其脆性指数(Brit)，计算方法如下：2页岩矿物组成脆性指数=石英含量／(石英含量+碳酸盐岩含量+黏土含量)×100％．2．1矿物组成及测定方法由上式可知，页岩脆性随石英含量增加而增大，页岩矿物组成非常复杂J，

8、主要分为石英类、随黏土比例上升而减小．因此，石英含量高的地层是碳酸盐岩类和黏土类s种，除了常见的伊利石、蒙皂页岩气开发的有利选区．石、高岭石等黏土类矿物，还混杂有石