页岩气聚集条件及含气量计算――以四川盆地及其周缘下古生界为例

时间:2015/10/29 16:52:00 来源:中国风机网 添加人:admin

  制着页岩的弹性和裂缝的发育程度,更重要的是控制着页岩的含气量(聂海宽等,2009)。研究区黑色页岩的有机质颗粒有多种形态,如不规则细粒状、长条状和尘点状,有时可见极小的黄铁矿颗粒散布。吸附气含量和有机碳含量呈正相关关系,拟合系数7549(),说明有机碳含量是控制页岩吸附气含量的主要因素,但是由于拟合系数(r2)不冉机碳禽。)四川盆地及其周缘下古生界黑色页岩有机碳含量和吸附气含量关系要分析了吸附气含量(仪器:美国TER-TEKIS 300型自动等温吸附仪;条件:室温20*C、压力3MPa)、有机碳含量、成熟度、岩石热解、矿物组成、孔隙度和渗透率等。

  鉴于以溶解态赋存的天然气,很难和吸附态赋存的天然气区分开,在合适的条件下二者呈转化关系,并且很难测试,目前还没有有效的办法能准确测试这类气体的含量。因此,本文把溶解态和吸附态天然气归为一类进行研究,统称为吸附气。

  2页岩气聚集的内部控制因素2.1页岩有机地球化学参数页岩有机地球化学参数属于控制页岩气聚集的内部因素,主要包括有机碳含量、成熟度、岩石热解参数和微观组分等,这些参数控制页岩气藏中吸附气和游离气的含量。

  2.1.1有机碳含量有机碳含量是页岩气聚集重要的控制因素之一,不仅控制着页岩的物理化学性质,包括颜色、密度、抗风化能力、放射性、硫含量,并在一定程度上控四川盆地及其周缘下古生界黑色页岩样品分布成熟度(%)四川盆地及其周缘下古生界黑色页岩成熟度和吸附气含量关系的数据,关系也许会发生变化。

  从目前勘探开发情况讲,对于热成因的页岩气藏,如圣胡安盆地Lewis页岩气藏和福特沃斯盆地Barnett页岩气藏为高成熟度的页岩气藏,天然气主要来源于热成熟作用。福特沃斯盆地Barnett页岩气藏的天然气是由高成熟度CRo>1.1)条件下原油裂解形成的(Jarvieetal,2007),GTI(GasTechnologyInstitute)公布了Barnett页岩气藏产气区的成熟度为11.3,实际上产气区西部为13,东部为2.1,平均为1.7(Martineau,2007;Pollastroetal.,2007)。阿巴拉契亚盆地页岩成熟度的变化范围在0.54之间(Schmoker,1981),产气区的维吉尼亚州和肯塔基州为0.61.5,宾夕法尼亚州西部为2,在西弗吉尼亚州南部高可达4,且只有在成熟度较高的区域才有页岩气的产出(Militi etal.,2006)。由此可见,页岩的高成熟度(>2)不是制约页岩气聚集的主要因素,相反,成熟度越高越有利于页岩气的生产,说明在高成熟度下能发育页岩气藏。

  研究区在古生代经历了复杂的、多期次的热史变化(马力等,2004),虽然局部地区的成熟度偏高,但是高的有机碳含量预示着这些层位可能是页岩气发育的有利层位。如在黔中隆起的方深1井的下寒武统牛蹄塘组,成熟度CR.)高达5. 5,有机碳含量高达8.02,在1723.41726.7m井段,仍有气测异常,泥浆见雨状气泡,含气38,点燃呈蓝色火焰(李建忠等,2009)。因此,不难看出即使是高成熟度的页岩,也可能有天然气赋存。

  2.1.3岩石热解参数岩石热解能定量检测岩石中的含烃量。总烃量为、与S2之和,其中S.为气态烃含量,代表了单到1,说明还有其他因素影响着页岩吸附气的含量,如页岩的矿物组成、页岩物性等。不同有机碳含量的页岩样品吸附气含量差别较大,以美国页岩气勘探有利的有机碳含量2为例,根据拟合公式计算,研究区黑色页岩在有机碳含量为5和10时的吸附气含量分别是有机碳含量为2时的2.6倍和5.5倍,不难看出,有机碳含量是控制吸附气含量的主要因素。有机碳含量和吸附气含量成很强的正相关关系,主要因为有机质具有多微孔的特征,并且随有机碳含量的增大,各种微孔隙类型增多、微孔隙度增大(Rossetal.,2007),可供天然气吸附的比表面也增大,页岩吸附气含量也增加。另外,黑色页岩中残留沥青的含量,也是影响页岩吸附气含量的因素。

  2.1.2成熟度)是国际上公认的标定有机质成熟阶段的一项独立指标,但不适用于下古生界烃源岩(腾格尔等,2007)。下古生界缺乏来源于高等植物的标准镜质组,即下寒武统和上奥陶统一下志留统页岩中不存在真正意义上的镜质组,因此无法直接获得镜质组反射率。国内外学者提出了诸如沥青反射率、镜状体反射率、牙形刺相对荧光强度等成熟度的判识指标(Jacob,1985;丰国秀等,1988;涂建琪等,1999),并将这些反射率通过相差计算转换成镜质组反射率,即“等效镜质组反射率”,其中沥青反射率已成为表征那些缺乏镜质组而含有沥青的海相页岩有机质成熟度的一个重要指标(丰国秀等,1988;涂建琪等,1999)。据干酪根镜鉴和有机显微组分鉴定,本次采集的下古生界样品富含沥青,故本文采用换算过的沥青反射率(等效镜质组反射率)评价成熟度。

  从研究区黑色页岩吸附气含量和成熟度关系可以看出,成熟度(io)在1.13.0之间时,吸附气含量达到大值区域,平均超过0.超过2m3/t,总含气量也达到大值区域,平均超过1m3/t.在小于1.1和大于3.0时,吸附气含量和总含气量均有不同程度的降低,前者因为处在生油窗,生气量有限且溶解于石油中,后者成熟度过高,生气能力有限,均导致吸附气含量不高()。

  但很难在吸附气含量和成熟度之间建立相关关系只能说明在给定的成熟度范围内,吸附气含量较大。

  由此可以看出,无论成熟度高低,在页岩层中,均有吸附气赋存,甚至形成页岩气藏。值得讨论的是本次研究缺少成熟度小于1的样品值,加上小于1 1999)。形态有机质和吸附气含量成正相关关系(),这一方面是因为藻类中的宏观底栖藻和单细胞藻在高、过成熟阶段具有较好的生气潜力(孟庆强等,2008),另一方面是藻类等有机质对天然气的吸附作用所致。

  位质量页岩中轻烃(C7以前)的含量(mg/g);为游离烃含量,代表单位质量页岩中生成但未运移走的液态烃(C7以后)(mg/g);S2代表单位质量页岩中干酪根可裂解的总烃量(mg/g),包括重烃、胶质、沥青质的含量。黑色页岩的总烃量和吸附气含量呈正相关关系,拟合系数为0.4818()。

  形态有机质(ft)四川盆地及其周缘下古生界黑色页岩形态有机质和吸附气含量关系综上,页岩有机地球化学参数中,影响含气量(主要是吸附气含量)的主要因素是有机碳含量,随有机碳含量的增大,吸附气含量也增大;对热成因页岩气藏中的吸附气含量,成熟度(io)在1.13.0之间时,吸附气含量较大;岩石的总烃量和吸附气含量成正相关关系;页岩的各微观组分对吸附气含量亦有重要影响,主要表现为形态有机质和吸附气含量呈正相关关系。

  2.2页岩矿物组成美国页岩气勘探实践表明,矿物组成决定着页岩气藏的品质,影响着气体含量,能对成熟度进行分析,同时也能为钻井、完井和压裂提供分析资料。根据粘土矿物X衍射分析和扫描电镜观察结果,研究区两套黑色页岩的主要矿物为石英(1680,平均43. 7,其中钾长石17,平均2.6、斜长石218,平均7)、碳酸盐4)次要矿物为黄铁矿(110,平均4.1)石膏(1石英含量的多寡影响着页岩的含气量,随石英含量的增加,黑色页岩的吸附气含量是增加的()。

  研究区在下寒武统和上奥陶统一下志留统沉积时,基本上为深海陆棚沉积(梁狄刚等,2009),少量为热水总经四川盆地及其周缘下古生界黑色页岩总烃量和吸附气含量关系2.1.4微观组分实验结果表明,1和H/C原子比值分别小于50、。5,难于准确标定不同母质类型的干酪根。干酪根S13C能够反映原始生物母质的特征,次生的同位素分馏效应不会严重掩盖原始生物母质的同位素印记,普遍认为是划分高一过成熟烃源岩有机质类郝石生等,1996)。前人对南方下古生界黑色页岩的有机质类型进行了深人研究,普遍认为有机质类型均属腐泥型(I型),以海洋菌藻类为主的生源组合,原始组分属富氢、富脂质,具高生烃潜力(腾格尔等,2007;戴鸿鸣等,2008)。根据前人研究,并结合本次样品的显微特征,研究区下寒武统和上奥陶统一下志留统黑色页岩的有机质类型多为I型,少量为n1型,属于生油源岩。下寒武统和上奥陶统一下志留统黑色页岩显微组分主要表现以腐泥组和块状、脉状、碎屑状沥青为主,油浸反射光下呈灰白色,不发荧光,缺乏镜质组、惰质组和壳质组,上奥陶统一下志留统黑色页岩还存在一些似镜质体组分。

  显微组分不同,页岩中天然气的赋存方式、吸附气含量也均不相同,鉴于研究区的有机质类型和特征,主要考虑形态有机质含量对吸附气含量的影响,形态有机质主要包括来源于菌藻和浮游类生物的藻类体、菌类体、镜状体和浮游动物体(吴朝东等,m叫川盆地及其周缘卜古生界黑页岩石英含和吸附气含适关系沉积,沉积水体比较深,距离物源较远,在远离海岸的沉积环境,陆源碎屑、碳酸盐台地流人物与表层水浮游生物体含量都十分稀少的情况下,岩石主要由海水中缓慢沉降的s2形成和一些有机硅生物死亡沉积形成,硅质含量高,越靠近深海,泥质含量越低,硅质含量越高,石英含量也就越高。这种沉积环境中有利于有机质的富集,硅质含量和有机碳含量呈正相关关系,即石英含量和有机碳含量呈正相关关系,随石英含量增加,有机碳含量也增加()。有机碳含量和吸附气含量呈正相关关系,因此,石英含量和吸附气含量也有一定的正相关关系。

  四川盆地及其周缘下古生界黑色页岩石英含量和游离气含量关系83,平均57)、伊/蒙混层(669,平均35),次要粘土矿物为高岭石(120,平均5)绿泥石(122,平均6)和蒙脱石(10粘土矿物含量影响着页岩的吸附气含量,诸如伊利石的微孔有吸附天然气的能力。但研究区的实验分析表明,粘土矿物含量和吸附气含量关系不大,呈微负相关关系()。如前文所述,这些页岩在沉积时距离物源较远,粘土矿物含量低,且粘土矿物含量和有机碳呈负相关关系(0),这主要是由于中国南方地区沉积环境是控制优质烃源岩有机质的主要因素(秦建中等,2010),有机碳含量和吸附气含量呈正相关关系,由此决定的吸附气含量也和粘土矿物含量呈负相关关系。如美国大多数页岩含有很高的粘土,然而Barnett页岩气藏和其他一些页岩气藏的页岩粘土矿物含量并不高(Curtis,2002)。

  在寻找Barnett型页岩气藏中,勘探工作者必须寻找可以被压裂的页岩,这些页岩的粘土含量小于50,能被成功压裂。

  2.2.3黄铁矿黄铁矿的普遍存在表明曾经所处的还原沉积环境,有利于有机质的保存。研究区黑色页岩中含草莓状黄铁矿、显微球粒状黄铁矿、自形黄铁矿,粒状、板状或呈斑晶充填各种裂缝、孔洞或分布于岩石表面。草莓状黄铁矿和显微球粒状黄铁矿常紧密伴生,富集成群,是早期成岩作用的产物,自形黄铁矿以立方体为主,可见五角十二面体,形成于成岩阶段。在四川宜宾洪县双河镇红旗村下志留统黑色页岩露头和重庆彭水连湖渝页1井下志留统黑色页岩中均可见不同产状的黄铁矿。由实验结果分析,可知黄铁矿含量和吸附气含量呈正相关关系(1)。

  m7叫川盆地及其周缘下古生界s色页岩石英含m和有机碳含w关系由于石英属于刚性矿物(多为页岩沉积时的同沉积矿物),具有抗压实能力强的特点。由实验数据分析,石英含量高的页岩,孔隙度也较大,而孔隙度是控制游离气含量的主要因素,因此,石英含量和游离气含量呈一定的正相关关系()。

  2.2.2粘土矿物黑色页岩的粘土矿物主要为伊利石(30 m9叫川盆地及其周缘下古生界黑色页岩粘土矿物含量和吸附气含量关系M铁矿含m()2四川盆地及其周缘下古生界黑色页岩黄铁矿含量和有机碳含贵关系粘土矿物总量(%)图io四川盆地及其周缘下c!r生界黑色页岩粘h矿物含量和有机碳含虽关系碳酸盐禽m(*)mi3四川盆地及其周缘f古生界黑色页岩碳酸盐含里和吸附气含啁关系的富集程度预测页岩大含气区。

  2.2.4碳酸盐含量研究区页岩中的碳酸盐主要包括方解石和白云石,为了研究和统计的方便,将方解石和白云石合为一类,统称为碳酸盐含量。随碳酸盐含量的增加,页岩吸附气含量是下降的(3)。碳酸盐(方解石)一般多以胶结物的形式出现,充填了微孔隙或微裂缝,降低了供天然气吸附的页岩比表面积,导致随碳酸盐含量增大页岩的吸附气含量减小,表现为碳酸盐含量和吸附气含量呈负相关关系。

  综上,页岩矿物组成也是影响页岩含气量(包括吸附气含量和游离气含量)的主要因素,其中石英含量和黄铁矿含量是主要的影响参数。

  2.3页岩物性参数在常规储层研究中,物性参数是评价储层特征的主要参数,这对于页岩气藏同样适用。页岩的物性参数主要包括孔隙度和渗透率、含水饱和度、厚度、密度等,均影响着页岩的含气量(包括吸附气含量和游离气含量)。

  黄铁矿含ra四川盆地及其周缘下古牛界黑色页岩黄铁矿含董和吸附气含a关系铁离子是有机质沉积必需的物质,铁含量高有利于有机质富集(2),而有机质含量的高低直接影响着页岩中天然气的生成能力和赋存能力。ShUey等(1981)认为在伊利诺斯盆地肯塔基州可以根据岩芯中铁离子的百分含量变化预测气体大量聚集的地方。结合实验结果分析,笔者认为可以根据黄铁矿页岩主要由各种粘土矿物、碎屑、非碎屑矿物以及有机质组成,并具有很强的非均质性,泥页岩看上去似乎是均质、致密和不渗透的,常作为常规油气的烃源岩和盖层进行研究。在扫描电镜下(样品经氩离子抛光后)可以观察到不同大小的孔隙、喉道、晶洞和裂缝组成的复杂多孔系统,并具有网状连通的特征。在页岩气研究中,这些孔隙是主要的储集空间,赋存了大量的游离态天然气,孔隙度大小直接控制着游离态天然气的含量。

  页岩孔隙为游离态的天然气提供赋存空间,是控制游离气含量的主要因素(还有裂缝等其他因素,页岩气藏也有一部分天然气以游离态赋存于裂缝中)。本次研究中,为了研究方便,假设天然气(全部为甲烷)全部充满孔隙,含水饱和度为零(真实地下页岩层有一定的含水率)。

  游离气含量的计算主要是基于压力、页岩总孔隙体积,利用范德瓦耳斯方程计算大游离气含量。

  压力的选取主要是根据页岩吸附实验所达到的大压力(3MPa),目的是压力一致,便于统计分析,且具有一定的地质意义(渝页1井钻井达到的大深度为300m,井底压力大约为3MPa)。孔隙度和密度通过物理测试手段获得。具体方法如下:首先计算单位页岩的总孔隙体积。根据页岩密度计算出单位页岩的体积,然后乘以孔隙度计算出单位页岩的总孔隙体积:其中V孔为单位页岩的总孔隙体积(m3);M为单位页岩的质量()*为页岩孔隙度(%)p为页岩密度根据实际气体采用范德瓦耳斯方程计算一定压力下页岩的大游离气含量。假设在加压情况下温度(T)和岩石总孔隙体积(V)不发生变化:面积上的压力,初始压力为一个大气压(0.1MPa),目通过公,而含水饱和度为10时,减少3倍,随着含水饱和度的增加,大部分气体转为水溶态,用烃气进行的实验表明,当含水饱和度大于8时,岩石的吸附能力明显降低(戴金星等,1986)。

  含水饱和度往往随页岩成熟度增加而减小。密执安盆地Antrim页岩气藏、伊利诺斯盆地NewAlbany页岩气藏和阿巴拉契亚盆地北部Ohio页岩气藏的含水饱和度均较大,含水饱和度较高,而演化程度较高的阿巴拉契亚盆地南部Oho页岩气藏、圣胡安盆地Lewis页岩气藏和福特沃斯盆地Barnett页岩气藏则含水较少,含气量较高。含水量高不但降低含气量,还会降低气体的生产速度,导致处理产4四川盆地及其周缘下古生界黑色页岩干燥页岩和饱含水页岩吸附气含量(a)―重庆城口修齐下寒武统黑色页岩;(b)―四川珙县双河下志留统黑色页岩出水的麻烦,所以有利的页岩气区应该是产水较少的区域。

  研究区黑色页岩密度的分布范围是1. 47t/m3.密度不但影响游离气含量而且影响吸附气含量,无论吸附气含量还是游离气含量均随密度的增大而减小(5、6)。吸附气含量随密度的增大呈微减小的趋势,呈微负相关关系,主要原因是随密度的增加,有机碳含量是减小的,而有机碳含量和吸附气含量有很好的正相关关系,且拟合系数较高,因此,随密度的增大,吸附气含量是减小的。游离气含量和密度有很好的负相关关系,拟合系数为0. 4564,主要原因是随密度的增大,孔隙度是减小的,而孔隙度是控制游离气含量的主要因素。

  页岩的物性参数主要包括孔隙度和渗透率、含水饱和度及密度等,孔隙是页岩中气体的储集空间,很大程度上决定着页岩的储能,主要控制着页岩游离气的含量;而含水饱和度的增大导致吸附气含量的降低;随密度的增大,吸附气含量和游离气含量都是减小的。

  3页岩气聚集的外部控制因素外部因素主要分析深度、温度和压力对页岩气聚集的影响作用。鉴于研究程度和实验条件的限制,温度未进行实验,前人研究表明,随温度增加,由于热膨胀导致气体分子运动速度加快,含气量下降。3.1深度深度直接控制着页岩气藏的经济价值,决定着经济效益。由于研究区的研究程度限制,这里用美国主要的页岩气藏深度分布特征来研究。美国发现的页岩气藏通常分布在76.23658m范围的4个深度段。个深度段小于1000m,伊利诺斯盆地NewAlbany页岩气藏和密执安盆地Antrim页岩气藏大约有9000口井,深度范围是200610m;第二个深度段小于1600m,阿巴拉契亚盆地Ohio页岩气藏和圣胡安盆地Lewis页岩气藏大约有20000口井,分布深度为9151524m;第三个深度段小于2600m,福特沃斯盆地Barnett页岩气藏和阿科马段小于3600m,如帕落杜罗盆地Bend页岩气藏深5四川盆地及其周缘下古生界黑色页岩密度与吸附气含量关系(a)及密度与有机碳含量关系(b)页岩气藏具有异常低压力梯度,为4附气含量高达88,而福特沃斯盆地Barnett页岩气藏具有微超高压力梯度的特征,为12. 21KPa/m,其吸附气含量高为60,低仅为40 6四川盆地及其周缘下古生界黑色页岩密度与游离气含量关系(a)及密度与孔隙度关系(b)7重庆巫溪徐家下志留统黑色页岩等温吸附曲线Fig.17Theadsorbedsothermofblackshale 4主控因素及含气量计算评价非常规天然气藏一个重要的参数就是含气丰度或每单位体积页岩的含气量(Montgomeryet al.,2005),因此,评价页岩气聚集的主控因素即主要分析含气量的主控因素。为获得一个有经济价值的页岩气藏,含气量是一个重要的决定因素,必须有足够的原地含气量(Bowker,2007),这就要求对页岩的各项参数都必须有一个很高的要求且达到良好的匹配关系。

  页岩的内部因素(页岩有机地球化学参数、矿物组成、物性参数等)和外部因素(深度、温度、压力等)是影响页岩含气量的因素。页岩的总含气量包括吸附气含量和游离气含量两部分,影响吸附气含量的主要因素有有机碳含量、石英含量、总烃量、形态有机质含量、黄铁矿含量、含水饱和度、密度、压力和温度等,而影响游离气含量的主要因素为压力、温度、度在25152896m之间,阿科马盆地Woodford页岩气藏深度在17293657m之间,黑勇士盆地Floyd页岩气藏深度在15243658m之间。

  由此可见,页岩气藏深度变化较大,深度不是决定页岩气藏发育的决定因素,关键问题是该页岩气藏是否具有商业开发价值。随着科技和工艺的进步,埋藏更深的页岩气藏也将得到开发。深度不同,页岩气藏的特征也有较大差别(表1)。

  表1页岩气藏埋藏深度与气藏特征低压力高压力低成熟度高成熟度生物成因或热成因热成因低气体饱和度高气体饱和度高吸附气含量低吸附气含量孔渗低孔渗陡峭的等温吸附线平缓的等温吸附线低成本高成本3.2压力一般情况下,随压力的增大,无论何种方式赋存的气体,含量都是增大的,但压力增大到一定程度以后,吸附曲线趋于平缓,因为孔隙和孔隙表面是一定的,前者控制游离气含量,后者控制吸附气含量。压力对吸附作用有明显的影响,随着压力升高,吸附气含量是增加的。但由于实验本身误差或针对煤层气研究的吸附仪器及其计算方法是否适用于页岩,导致观测到的吸附气含量在压力增大到3MPa以后是下降的,原因有待进一步研究(7)。但是,随着压力的增大,也即高压区(对于甲烷是3MPa)气体分子运动速度较快,降低了页岩中各种吸附剂的吸附能力,有可能是导致实验数据下降的原因。压力较低时,吸附态气体含量高,如圣胡安盆地Lewis含水饱和度、碳酸盐含量、孔隙度和密度等。可见,影响页岩含气量的因素比较多,预测比较困难,本文在分析各因素和吸附气含量、游离气含量的基础上,认为含气量和各因素主要呈线性关系。为了在预测上更、更符合客观,本文假设在一定的温度和压力条件下,采用多元线性回归的方法对页岩含气量进行预测计算。

  在参数选取上,遵循以下两个原则:①吸附气含量和游离气含量与选取参数的拟合系数要大于0.4,拟合系数太低的相关性差,但在进行更多参数拟合时,为了更地得到计算含气量的公式,可以考虑采用拟合系数较小的数据;②虽然石英含量、粘土矿物含量和吸附气含量、游离气含量的拟合系数不是很高,但它们和有机碳含量的拟合系数很高,对有机碳含量的影响较大,因此,石英含量和粘土矿物含量对页岩含气的影响作用不容忽视,且又是页岩的主要组成部分,因此选取这两个参数。虽然成熟度对页岩吸附气含量有一定影响,如成熟度(i.)在1.13.0之间时,吸附气含量达到大,但很难在吸附气含量和成熟度之间建立相关关系,只能说明在给定的成熟度范围内,吸附气含量较大,鉴于研究区的成熟度普遍大于2,均为可能发育热成因的页岩气藏,因此,本次计算,暂不选取成熟度参数。

  基于以上研究,本文选取有机碳含量、总烃含量、石英含量、粘土矿物含量、孔隙度(裂缝)、密度、黄铁矿含量和碳酸盐含量等参数,采用多元线性回归的方法,对页岩含气量进行统计分析,以达到预测页岩含气量的目的。由于单位不尽相同,统一单位比较困难,因此,计算出的各系数也均有单位。

  ;a:、a2、a3、a4、a5、a6、a7、a8为系数,通过多元线性回归计算获得;TOC为有机碳含量(%)S为总烃含量,为S、Si、S2的总和(mg/g);Q为石英含量(%)X为粘土矿物含量(%)*为孔隙度(%)P为页岩密度(t/m3);Fe为黄铁矿含量(%);C为碳酸盐含量(%)。

  当考虑有机碳含量和孔隙度两个参数时,共36组数据,它们与含气量的多元线性回归拟合公式为:据此公式计算的含气量和实测值的线性拟合良好,全部样品的回归系数为0.8947(8),由于有机碳含量和孔隙度两个参数易得到,该方法在页岩气早8多元回归计算含气量和实测含气量关系(两个参数)期评价中优势明显。

  当考虑有机碳含量、总烃含量、石英含量、粘土矿物含量、孔隙度和密度6个参数时,共34组数据,它们与含气量的多元线性回归拟合公式为:V=0.据此公式计算的含气量和实测值的线性回归表明,拟合效果明显好于采用有机碳含量和孔隙度两个参数时的拟合,全部样品的回归系数为0.9161(9)。

  9多元回归计算含气量和实测含气量关系(6个参数)为了检验采用参数数量多少对回归公式计算结果的影响,同时考虑到黄铁矿含量和碳酸盐含量也对含气量有重要影响,因此,选取有机碳含量、总烃含量、石英含量、粘土矿物含量、孔隙度、密度、黄铁矿含量和碳酸盐含量8个参数拟合计算,共18组数据,它们与含气量的多元线性回归拟合公式为:V=0.据此公式计算的含气量和实测值的线性回归表明,八参数法对页岩含气量的回归计算更,全部样品的回归系数高达。9654(0)。

  0多元回归计算含气量和实测含气量关系(8个参数)从不同参数与含气量多元线性回归拟合结果的对比易知,选取的参数越多,预测效果越好,但是考虑有机碳含量和孔隙度两个参数时,拟合系数高达0. 8947,不难看出,这两个参数是控制页岩含气量的主要因素。因此,本文建议在条件允许的情况下,尽可能多地利用各种参数对页岩含气量进行预测,以达到更好的预测效果。虽然参数越多拟合回归计算的含气量越接近实测值,对页岩气藏评价越准确,但往往会受参数的限制,尤其对四川盆地及其周缘大范围的区域来讲。在勘探早期,建议采用简单易得到的有机碳含量和孔隙度这两个主要参数进行页岩含气量的拟合计算。

  5结论控制页岩气聚集的因素可以分为内部因素和外部因素,前者主要包括页岩有机地球化学参数、矿物组成、物性参数等,后者主要包括深度、温度、压力等。反映内部因素的有机碳含量、成熟度、总烃含量、石英含量、粘土矿物含量、孔隙度(裂缝)及渗透率、密度、黄铁矿含量和碳酸盐含量等参数对页岩气聚集具有重要影响,其中有机碳含量和孔隙度是主要的影响因素。

  通过对不同参数与含气量的多元线性回归得出计算页岩含气量的统计公式,根据这些拟合公式计算的含气量与实测值吻合良好,说明能起到预测页岩含气量的作用,且参数越多对页岩含气量的预测越准确。本文建议在条件允许的情况下,尽可能多地利用各种参数对页岩含气量进行预测,以达到更好的预测效果。在勘探早期,建议采用简单易得到的有机碳含量和孔隙度这两个主要参数进行页岩含气量的计算。

  致谢:感谢龙鹏宇、张培先、林拓等同志在样品采集和整理方面所做的工作。

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