页岩气储层岩石物理性质研究

页岩气储层岩石物理性质研究

学生：袁亚丽陈改杰蔡家琛李龙指导老师：樊振军

（数理学院）

【摘要】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数来描述，通过对相关参数的分析进一步评价储层的生产能力，制定相应的增产措施和开采方案。本实验以龙马溪组页岩为例，采用电阻率测试装置、YS-Hf岩电声波综合测试仪器等仪器对页岩气储层岩石的物理性质进行了测试，并分析总结页岩气储层物理参数对页岩气开采的指导意义，为提高我国页岩气岩石物理实验分析技术和研究水平，为我国页岩气勘探开发奠定坚实的基础。

【关键词】页岩气；电导率；横波；纵波；泊松比

【项目编号】2015AB061

【背景意义】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数来描述，通过对相关参数的分析评价储层的生产能力，制定相应的增产措施和开采方案。页岩气储层以纳米级孔隙为主的特性，使得页岩岩石物理基础实验及相关理论模型研究在页岩气储层测井评价中发挥举足轻重的作用。页岩气地质条件和形成机理完全不同于传统石油地质理论，国内外针对页岩气形成机理、富集规律和主控因素等尚未完全搞清。由于页岩储层低孔隙度、超低渗透率、以纳米级孔隙为主的特性，使得页岩气储层岩石物理基础实验及相关理论模型研究在页岩气储层评价中发挥重大的作用，而中国目前在这方面的研究尚处于起步阶段。因此，急需了解和借鉴国外相关实验技术和研究方法，提高我国页岩气岩石物理实验分析技术和研究水平，为我国页岩气勘探开发奠定坚实的基础。．

1.电阻率测井

页岩气储层识别所利用的常规测井方

法有: 自然伽马测井、声波时差测井、体密度测井、中子密度测井、岩性密度测井、电阻率测井、井径测井等［2］，本实验采用电阻率的方法对页岩含有机质量进行了评价，有机质不导电，随 TOC含量增加电阻率增大。在测井中可采用电阻率测井对有机质含量进行评价。本实验采用电阻率测试装置对四川沙坝乡龙马溪组的页岩的电阻率进行了测试，数据如表1所示；天津蓟县页岩的数据如表2所示：

表1-1龙马溪组的页岩的电阻率

标本2-1到3-3为四川沙坝乡龙马溪组页岩，其为笔石页岩相，是寻找页岩气的主要目标［3］

，标本1-1、1-2和1-3为天津蓟县的含碳页岩，其有机质含量相对龙马溪组页岩少，绘制折线图如图2所示：

图2 电阻率与有机质含量的关系

由图可知，电阻率与岩石有机质含量呈正相关，电阻率随着岩石有机质的含量的增加而增加。

2. 横波和纵波传播速率

纵横波波速的测定采用扬州市广陵区专用超声设备厂生产的使用仪器YS-Hf 岩电声波综合测试仪器测试仪完成，应用超声波脉冲透射法，同时测量岩样纵波和横波沿岩样长度方向的传播时间，计算岩样的纵横波速度。测量系统包括纵横波发射换能器、纵横波接收换能器、压力计、超声波脉冲发生器、计算机。（原理如图一）。在待测的样品

两端面涂上凡士林，置于探槽中，逐渐压紧，在压力达到0.2Mpa 时，检测波形并测量纵横波速度。岩样长度测量误差在0.01mm 内，采集数据的时间分辨率为0.01s ，速度相对误差≤5%，测量数据满足中华人民共和国石油天然气行业标准SY/T6351-99(岩石声波特性的实验室测定标准)。岩石标本在干燥情况下的横纵波波速，表2-1所示为常温常压下所测得的数据：

表2-1常温常压下龙马溪组岩石所测得的数据

其中T 为纵波和横波的比值。

将页岩的横波和纵波数据和其电阻率拟合曲线得下图：图1 电阻率与横波关系；图2 电阻率与纵波关系；另外做图3 电阻率与泊松比关系

图1 电阻率与横波关系

由图1可知，在电阻率逐渐增大过程中，横波速度随着电阻率的增大先增大后减小，当电阻率在1400处的时候达到最大值，而后又减小。由图2可知，纵波在岩石中传播规律与其相似，在电阻率逐渐增大过程中，纵波速度随着电阻率的增大先增大后减小，当电阻率在1400处的时候达到最大值，而后又减小。

由图3可知，当电阻率逐渐增大过程中，泊松比随着电阻率的增大先减小后增大，当电阻率在约1300处的时候达到最小值，而后又增大。这与纵波和横波在岩石中传播规律相反。

3、结论

1、含页岩气的岩石其电阻率与页岩气含量呈正相关，电阻率越大，预估岩石页岩气含量越高。

2、横波和纵波在含页岩气的岩石中的传播速率随着岩石的电阻率增大而先增大后减小，在1300~1400范围内达到最大。

3、电阻率与泊松比的关系，当电阻率逐渐增大过程中，泊松比随着电阻率的增大先减小后增大，当电阻率在约1300处的时候达到最小值，而后又增大。

4、反思

1、页岩质软易碎，采用传统的测试岩石物理性质的方法较为困难，因此需要探索并改进其测试方法。

2.同一块标本的电阻率差异性大，对此还可以进一步研究。

3、页岩磨柱时，可跟据其质地好坏采用不同的磨制方式。

【参考文献】

[1]

[2]Fertl W H，Chilingar G V．Total Organic Carbon Content Determined From Well logs［C］．SPE 15812，1988．

[3]刘树根，马文新，LUBA Jansaet.a四川盆地东部地区下志留统龙马溪组页岩储层特性