松南断陷页岩气评价方法研究

松南断陷页岩气评价方法研究

赵搏志

（中国石油化工股份有限公司东北油气分公司 吉林省长春市 130000）

摘要：通过通过系统分析不同地区、不同层系页岩气发育地质特征，遴选松南断陷页岩气有利区优选的关键参数，初步建立了探区内断陷层陆相页岩气有利区优选方法和下限标准，并在探区内应用实践；结合探区内页岩油气发育的地质特征，建立适用于松南断陷陆相页岩气评价标准。

关键词：松南断陷 陆相页岩 有利区 优选方法

1引言

目前中国还未建立起系统的页岩气选区评价标准。原国土资源部组织编制的《页岩气勘查开发相关技术规程》中的《页岩气资源评价及选区规程》，针对远景区、有利区、核心区提出了参考标准。GB∕T31483-2015《页岩气地质评价方法》是唯一一个提出了选区评价标准的，标准中提出了海相、过渡相－湖沼相煤系、湖相页岩气有利区下限标准）。

2、页岩气四性评价标准

2.2.1  储集性指标特征及评价标准

2.2.1.1确定孔隙度评价标准

中国海相页岩总体上孔隙度大小与北美海相页岩相当，但孔隙度分布范围比北美页岩大，显示出较好的储集性能；陆相页岩孔隙度大小要略低于北美海相页岩，储集性能较差。

美国海相页岩气：孔隙度大都分布在2％-10％范围内，集中分布在4%-8％范围。

中国海相页岩层气：孔隙度大都分布在1％-6％范围内，并且在局部地区会出现孔隙度变化较大的情况。与北美地区相比，我国海相页岩整体的孔隙度值偏低，而且变化的范围也要比北美地区大

中国陆相页岩气：富有机质页岩层系的孔隙度多集中在2%-6%范围内，孔隙度整体的分布区间与我国海相层系孔隙度分布区间大致相当，同样要比北美地区孔隙度值略低。

北美海相页岩气孔隙度下限为2%，我国国家标准中，海相、陆相页岩气的孔隙度下限为2%。斯伦贝谢公式的评价标准为孔隙度>4%。胜利油田、江汉油田页岩油的评价标准为孔隙度>5%。综合本地区泥岩岩孔隙度分布特征，确定评价标准为孔隙度>4%。

整体上营一段孔隙度高于沙二下。沙二下孔隙度分布范围为0.3-14.7%，平均为3.76%，孔隙度>4%占比为43.5%。营一段孔隙度分布范围为0.1-7.8%，平均为4.67%，孔隙度>4%占比为73.5%（图2-2，图2-3）。

图2-2  不同地区孔隙度分布情况

图2-3  探区内孔隙度频率分布直方图

梨树东坡泥页岩孔隙度较高，高于梨树北坡和龙凤山地区。梨树东坡孔隙度分布范围在1.2-10.8%，平均为6.05，孔隙度>4%占比为87.8%。梨树北坡孔隙度分布范围在0.3-6.9%，平均为3.67%，孔隙度>4%占比为50%。龙凤山孔隙度分布范围在0.5-14.7%，平均为3.1%，孔隙度>4%占比为18.3%

2.2.2  含气性指标特征及评价标准

2.2.2.1  确定有机质丰度评价标准

有机质含量高低直接影响页岩含气量的大小，有机质丰度越高, 页岩气含量越高。中国海相页岩有机质丰度美国海相页岩相当，陆相页岩略低。

美国海相页岩TOC值分布范围比较宽，最低值都在0.5％以上。除Ohio页岩的平均TOC值低于2％以外，其他４套页岩的有机质丰度都高于2％（图2-4）。

中国南方海相页岩的TOC值分布比较集中，虽然分布范围不如北美地区大，但是平均TOC值普遍在2％以上，与北美地区相当。中国陆相页岩平均有机质丰度在2％上下浮动。

图2-4  不同地区TOC分布情况

北美地区研究认为具有商业价值的页岩气藏TOC 一般大于2%。我国海相页岩国家标准为TOC>2% ，陆相页岩的标准为TOC>1%。斯伦贝谢公司在实际工作的过程中提出的评价下限也是TOC>2%。综合本地区有机质丰度分布特点，确定评价标准为TOC>2%（图2-5）。

图2-5  探区内TOC频率分布直方图

松南地区沙二下、营一段泥页岩有机质丰度高，TOC平均值均大于2。沙二下TOC分布范围为0.2-5.4，平均为2.03，TOC>2占比为52%。营一段TOC分布范围为0.3-4.4，平均为2.02，TOC>2占比为51.1%。

梨树东部斜坡带TOC略高于梨树北部斜坡带和龙凤山地区梨树东坡TOC分布范围在0.2-5.4，平均为2.25，TOC>2占比为50.9%。梨树北坡TOC分布范围在0.4-3.9，平均为1.99，TOC>2占比为62.3%。龙凤山TOC分布范围在0.2-5.1，平均为1.97，TOC>2占比为45.7%（图2-6）。

图2-6  不同地区TOC分布情况

2.2.2.2  确定含气量评价标准

我国海相、陆相页岩气含气量低于北美页岩含气量，我国海相页岩的含气量范围变化较大，这可能与该层系埋藏深度变化比较大有关。美国海相页岩气：含气量最高的是Barnett页岩，介于8.49-9.91m3/t之间。其次为Woodford页岩，介于5.6-8.5m

3/t之间。含气量Marcellus页岩，含气量介于1.7-2.8m3/t之间。中国海相页岩气：在川南威远地区、重庆周缘地区的含气量变化比较大，其含气量介于0.27-6.02m3/t之间（图2-7）。

我国陆相页岩层系含气量介于0.06-4.62m3/t之间，不同地区含气量差别较大。

北美海相页岩商业性开发的含气量下限为2m3/t。我国国家标准中，海相页岩的含气量下限为2m3/t，陆相页岩的含气量下限为1m3/t。综合本地区泥页岩含气量分布特征，确定评价标准为含气量>1m3/t（图2-8）。

图2-7  不同地区含气量分布情况

图2-8  探区内含气量频率分布直方图

沙二下泥页岩岩心实测总含气量低于营一段。沙二下总含气量分布范围为0.2-4.2方/吨，平均为1.25方/吨，总含气量>1方/吨占比为46%。营一段总含气量分布范围为0.4-5.5方/吨，平均为2.15方/吨，总含气量>1方/吨占比为72.6%（图2-9）。

图2-9  探区内不同层位含气量分布情况

龙凤山地区泥页岩含气量高于梨树北坡和梨树东坡。

梨树北坡总含气量分布范围为0.4-4.2方/吨，平均为1.59方/吨，总含气量>1方/吨占比为69.6%。梨树东坡总含气量分布范围为0.2-1.5方/吨，平均为0.7方/吨，总含气量>1方/吨占比为17.6%。龙凤山总含气量分布范围为0.5-4.2方/吨，平均为2.03方/吨，总含气量>1方/吨占比为84%（图2-10）。

图2-10  探区内不同地区含气量分布情况

2.2.3  可动性指标特征及评价标准

2.2.3.1  确定渗透率评价标准

美国海相页岩气渗透率评价标准为K>10nD。我国国家标准海相、陆相页岩气K>100nD。斯伦贝谢公司提出的渗透率评价下限是K>100nD。综合本地区渗透率分布特点，确定评价标准为K>100nD。

2.2.3.2  确定成熟度评价标准

邹才能2013年提出国内外海相陆相页岩气成熟度评价标准为Ro>1.1。探区内有机质类型以Ⅱ2型为主，结合热模拟试验确定成熟度评价标准为Ro>1.1（图2-11）。

图2-11  Ⅱ2型烃源岩产烃率曲线

2.2.4  可压性指标特征及评价标准

2.2.4.1  确定有脆性矿物含量评价标准

北美和我国海相页岩的评价标准为脆性矿物>40%，黏土矿物<30%。我国陆相页岩国家标准为脆性矿物>40%，黏土矿物<40%。考虑到探区内陆相页岩黏土含量较高，选取脆性矿物>40%，黏土矿物<40%为评价标准。

探区内沙二下粘土矿物含量高于营一段，硅质含量相当。长岭龙凤山地区硅质含量高，碳酸盐岩含量低，脆性较高。

吉梨页油1井沙二下粘土矿物含量平均为50.4%，硅质含量平均为33.7%，碳酸盐岩含量平均为12.9%。SN167-9井沙二下粘土矿物含量为50%，硅质含量平均为35%，碳酸盐岩含量平均为10.4%。北217-3井沙二下粘土矿物含量为44.3%，硅质含量平均为42.68%，碳酸盐岩含量平均为5.39%。梨页1井营一段粘土矿物含量平均为43%，硅质含量平均为33.1%，碳酸盐岩含量平均为17.9%（图2-12、图2-13、图2-14、图2-15）。

2.2.4.2  确定力学参数评价标准

杨氏模量和泊松比是表征页岩脆性的主要岩石力学参数，页岩杨氏模量越高，泊松比越低，脆性越强。页岩杨氏模量一般为10-80GPa，泊松比一般为0.2-0.4。按照东部断陷湖盆页岩油选取评价标准，杨氏模量>20GPa，泊松比<0.25。地应力差异系数定义为水平应力差与最小水平主应力之间的比值，地应力差异系数越小，压裂效果越好，评价标准为地应力差异系数<0.25。SN167-9井杨氏模量33GP，泊松比0.26，梨页1井杨氏模量32GPa，泊松比0.25。吉梨页油1杨模模量26.2GPa，泊松比0.28。梨树北坡沙二下、苏家屯营一段泥页岩可压性好于梨树东坡沙二下（图2-16、图2-17）。

图2-18  不同地区埋深分布范围

3  建立有利区选区标准，并初步明确有利区分布

借鉴《质检总局2015发布行业标准》、《中国石化企业标准》和胜利油田、江汉油田、西南分公司评价标准，结合探区内页岩油气发育的地质特征，建立适用于松南断陷陆相页岩气评价标准（表2-5）。

表2-5  松南断陷陆相页岩气评价标准

参考文献

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作者简介：赵搏志（1996-），汉族，吉林省长春市，硕士研究生，助理工程师，研究方向：石油地质专业

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