
頁巖氣評價標準
據張金川教授
頁巖氣有經濟價值的開發必備條件:
(1)巖石組成一般為30-50%的粘土礦物、15-25%的粉砂質(石英顆粒);
(2)泥地比不小于50%;
(3)有機碳含量一般小于30%;
(4)TOC:底限0.3%,一般不小于2%;
(5)Ro:0.4%-2.2%,高可至4.0%;
(6)凈厚度:不小于6m;一般在30m以上。
(7)巖石物性:Ф≤10%,Ф含氣= 1-5%,K取決于裂縫發育程度;
(8)吸附氣含量:吸附態 20% -90%之間,一般50%±;
(9)含氣量:1-10m3/t;
(10)經濟開發深度:不大于3800(4000)m
頁巖氣成藏并具有工業價值的基本條件是:氣藏埋藏較淺且泥頁巖厚度較大, 母質豐富且生氣強度較大以及裂縫發育等。
據侯讀杰教授
TOC:一般>4%,有機碳含量大于3%;( 據Burnaman (2009) TOC一般不小于2% )
Ro:一般在1.1%以上,Ro為1.1%~3.0%
厚度:高有機質豐度泥巖(Corg>3.0%)連續厚度15m以上,如有機質豐度低,則須提高其厚度值;
礦物含量:石英、方解石、長石等礦物含量大于25%
巖石物性:Ф≤10%,Ф含氣= 1-5%,K取決于裂縫發育程度;
地層含氣:廣泛的飽含氣性,吸附態一般>40%;
深度:<4000M
TOC含量、富有機質頁巖厚度與有機質成熟度被認為是決定頁巖氣區帶經濟可行性的關鍵因素(Rokosh et al,2009)。
聶海寬_ _
內部控制因素:
TOC:具有工業價值的頁巖氣藏TOC>1% ,隨著開采技術的進步,有機碳下限值可能會降低至0.3%;(Schmoker 認為產氣頁巖的有機碳含量(平均)下限值大約為2%;Bowker 則認為獲得一個有經濟價值的勘探目標有機碳下限值為2._5% ~ 3%。)
成熟度:變化范圍較大,一般>0.4%
厚_ 度:具有良好頁巖氣開發商業價值的頁巖厚度下限為9 m;
據李延鈞教授等
頁巖埋深:小于3000m,深于3000m 作為資源潛力區
頁巖單層厚度:大于30 m
有機碳含量(TOC):2.0% 以上
硅質含量: >35%,易于形成微裂縫;
儲層物性:K≥_10-3mD、 Ф≥4%
有機質成熟度(Ro):1.4%-3.0%
李教授根據以上六項頁巖氣評價指標提出了頁巖氣分級評價標準如下圖所示:
據 Rimrock Energy, 2008 頁巖氣優選標準
How we look for in a gas shale? (Rimrock Energy, 2008)
Burnaman(2009)認為:
對于頁巖氣的形成而言,擁有高TOC的頁巖的連續厚度至少為45m (150ft)。但這一數值并不是絕對的,厚度的下限標準還取決于其它TOC等指標,高TOC值頁巖的厚度下限可以低于上述界限。如Haynesville頁巖中一些井的頁巖厚度就小于150ft,但由于擁有較高的TOC,因而產量很高。
據李新景(勘探院)
高產且有經濟效益好的頁巖氣儲層往往分布面積廣、埋深適中、厚度大(大于30m)、有機質豐度高(TOC > 2%)、成熟程度適中( Ro介于1. 1% ~ 2. 5%)、含氣量較高( 3~ 10 m3/ t )、產水量較少、黏土含量中等(小于40%)和脆性較高(即低泊松比、高楊氏彈性模量)以及圍巖條件有利于水力壓裂控制。
據國外主要頁巖氣開采盆地相關文獻調研:
美國大規模商業開發的五大含氣頁巖系統厚度為31-579m(頁巖凈厚度為 9-91m),目前頁巖氣單井產量和年產量較高的Barnett頁巖系統厚度為61-300 m(頁巖凈厚度為15-60 m);
加拿大核心開采區的頁巖厚度為 100-1000 ft(30-300 m)。富含有機質的泥頁巖厚度越大,就越能保證頁巖氣資源量和壓裂改造的條件。
國外已進行商業開采的頁巖氣厚度特征
總體分析:泥頁巖作為頁巖氣生成和賦存的主體,一定的含氣泥頁巖厚度是形成頁巖氣富集區的基本條件,也是影響頁巖氣資源豐度高低的重要因素,控制著頁巖氣藏的經濟效益, 根據頁巖厚度及展布范圍可以判斷頁巖氣藏的邊界。到目前為止,具有經濟價值頁巖氣
藏的頁巖厚度下限還沒有被明確提出來。但是美國密執安盆地Antrim頁巖氣藏頁巖的最小厚度大約為9.1m, 福特沃斯盆地的Barnett頁巖氣藏30.5 m 的頁巖厚度已被證明具有商業開采價值。頁巖厚度可由有機碳含量的增大和成熟度的提高而適當降低。
目前國內外普遍提出的頁巖氣藏的頁巖厚度標準有:>6m 、>9m、>15m、>30 m、>45m
但是在頁巖氣成藏條件中,盡管某一項地質要素條件很低,但其他地質條件的補償將會使頁巖氣仍然具有很好的產能,對比分析美國不同盆地的頁巖氣成藏地質條件發現,各影響因素之問具有不同程度的相互彌補性(張金川,2008)。同時,隨著開采技術的進步(水平壓裂技術的應用),頁巖氣評價的各個標準也隨之有所降低,在有機碳含量0.3%、有機質成熟度0.4%、巖石總孔隙度3%、凈頁巖厚度6m等條件下亦可分別形成頁巖氣藏。
目前國內以張金川老師及國土資源部李玉喜等專家普遍擬用的經濟開采標準為>=30m。
(據Curtis , 2002)