四川威远页岩气储集层录井解释评价方法

０ 引 言
页 岩气是 指主 体 位于 暗 色 泥 页 岩或高 含 碳 泥 页 岩及 其间所 夹 砂 质 、 粉 砂 质岩地层中 ， 以 游 离 气或 吸 附气状态为主要存 在 方 式 所 聚 集 的 天 然 气， 表现为 典型 的“ 原 地” 成藏模式
［ １］
陷构造群， 西 南 与 寿 保 场构 造 鞍 部 相 接 ， 北 西 界 金河 向斜与龙泉山构造带相望。威远构造西南端轴线为 北东 向 ， 北东 端 轴 线 逐 渐 转 为 近 东 西 向 ， 两 翼 南陡 北 缓， 各层 厚 度向 北 西 向 减 薄 甚 至 尖 灭 。 威 远 龙 马 溪 组构 造 较 为 平 缓 ， 断层不发育。 威远 地 区 地 层 层 序 依 次 为 侏 罗 系 自 流 井 组， 三 叠 系 须 家河 组 、 雷口坡组、 嘉陵江组、 飞 仙 关组 ， 二叠 系乐平统、 阳新统， 志留系下统龙马溪组（ 龙马溪组 自下而上可分为龙 一 段 和 龙 二 段， 龙一段又可分为 ， 两 个 小 层） 奥陶 系 五 峰 组、 宝 塔 组 等。 主 要 目 的 层 为 龙 马 溪 组， 根 据 实 钻 资 料， 该套地层埋深介于 最厚层厚度达５ 为深水 １ ５ ０ ０～４ ０ ０ ０ｍ 之 间 ， ７ ４ ｍ， 陆棚相沉积， 底 部 富 含 有 机 质； 其下伏地层为五峰 组， 最大 厚 度为 １ ５ｍ。
（ ： 韩国生， 周艳 红 ， 田野， 杜鹏 ， 李忠 亮 ， 黄 玉梅 ． 四川威 远 页岩 气 储 集 层 录井解 释评价方法 ． 录井工程 ， ２ ０ １ ５， ２ ６ ３） ７ ５ － ７ ９ 摘 要 录井 作 为 钻 井 过程 中 发现油 气 显示 与 评价 储 集 层 流 体 性质 的 重 要 手 段 ， 在页岩气储集层解释评价中如何 发 挥 其 优 势 已 成为 当 前 研 究 的 重 点 。 为 适 应 这 一 需 求 ， 针 对 四 川 威 远 页 岩 气 储 集 层 岩 性、 物 性 特 征， 利用气测录 井、 地 球 化 学 分 析 和 Ｘ 射 线 荧 光 元 素录井 ， 探 讨 了 反映 页 岩气 储 集 层 含 气 性 和 脆 性 评价 的方法和 评价 标 准 ； 在此基 通 过对 该 地 区多 口 页 岩气 井 层 的统计分 析 并结 合 测 井 孔 隙 度 数 据 和 试 气 结 果 ， 建立Baidu Nhomakorabea页岩气储集层录井综 础上 ， 合解释 评价 标 准 。 初 步实 践 应用 表 明 该方法 对 气层 的 评 价 效 果 较 好 ， 由 于 建 立 标 准 样 本 数 据 的 局 限 性， 其对差气 含 气层 的 评价效果 尚 有 待 进一步 检 验 与完善 。 层、 关键词 页 岩气 储 集 层 气 测录井 地 球 化 学 分 析 Ｘ 射 线 荧 光 元 素录井 解释 评价 ： ／ 中图分类号 ： Ｔ Ｅ １ ３ ２． １ 文献标识码 ： Ａ Ｄ Ｏ Ｉ １ ０． ３ ９ ６ ９ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ６ ７ ２ ９ ８ ０ ３． ２ ０ １ ５． ０ ３． ０ １ ７ － ｊ
· Ｇｈ＝ Ｓ ｇ · ／ Ｇｄ＝ Ｓ Ｂｇ ｇ ／ Ｇ Ｇｄ ｆ＝ ｂ ρ
３ ３ ／ ； 式 中 Ｇｈ 为 地 层 含 气 量 ， ｍ ｍ Ｇｄ 为 地 面 含 气 量 ， ３ ３ ３ ／ ； ， ／ ； 地面标准状况 下） ｍ ｍ Ｇ ｍ ｔ ｆ 为游离气 含 量（
无 量 纲 通 常 取 值 为 ０． Ｂｇ 为 天 然 气 体 积 系数 ， ０ ０ ３ ５；
物 性 与 相 关特 征 分析 ２ 储 集 层 岩性 、
２． １ 岩性 与 物 性 龙马溪组主 要为一 套 深 水 陆 棚 相碎 屑 岩， 上部主 要为绿灰色 泥、 页 岩 夹 泥 质 粉 砂 岩， 下 部 为 灰 色、 深灰 色、 灰黑色、 黑 色 页 岩。 页 岩气 主 要 储 集 空间 为 孔隙、 裂缝， 优质页 岩 孔隙 较 发 育， 孔隙 度为 ２ ． ０ ％ ～８ ． ０ ％，
ｎ ／ ； Ｓｗ ＝ （ Ｔｇ Ｔｇ） ｂ 式中 Ｓ ％； Ｓｗ 为 地 层 含 水 饱 ｇ 为 地 层 含 气 饱 和 度， 和 度， ％； Ｔｇ 为 全 烃 异 常 值 ， ％； Ｔｇ ｂ 为 全 烃 背 景
值， 无量 纲 ， 由区域气层的 ％； ｎ 为含烃饱和度指数，
［］ 气 测 值 最 小 对 比 系数 Ｋ ｃ ｍ ｉ ｎ求得 ２ 。 气 测 游 离 气 含 量计算 公 式 ：
［ ４］ ， 交会 拟 合 分 析 （ 图 １） 可 得 出 该 地 区 的 系 数 Ａ＝ ３ ３ ／ ， ／ 。 故 相关 公 式 为 ： ０ ． １ ９ ６ ７ｍ ｔ Ｂ＝０． ３ ０ １ ８ｍ ｔ
３］ ４］ 。 其计算 公 式 ［ 含 量 呈 正 相关关 系 ［ 为：
Ｇｓ＝Ａ Ｃ Ｂ ｔ ｏ＋
３ ／ ； 式中 Ｇ ｍ ｔ Ｃ ｓ 为 吸 附 气 含 量， ｔ ｏ为 总 有 机 碳 含 ３ ／ ， 量， 依据不同地区吸附 ％； Ａ、 Ｂ 为地 区 系 数， ｍ ｔ
气 与有机 碳 含 量 的 关 系来 确定 。 利用威远地区 １ ２口井龙马溪组页岩段储集层 吸附 气 含 量 （ 与总有机碳含量（ 的数据进行 Ｇｓ） Ｃ ｔ ｏ）
［ ２］
） 吸附 气 含 量 ２ （ 吸附 气 含 量 （ 是 指 吸 附 于 有 机 质 颗 粒、 黏土 Ｇｓ） 矿物颗粒、 干 酪 根 颗 粒 以 及 孔 隙 表 面 上 的 气 体 量。 吸附 气 含 量主 要 是 根 据 地 球 化 学分 析 的 总 有机 碳 含 量（ 来 确定 。 研 究 表明 ， 总有机碳含量与吸附气 Ｃ ｔ ｏ）
表 １ 游 离气含 量 评价 储 集 层 标 准
３ －１ （ · ） 游 离 气 含 量／ ｍ ｔ
３ 解 释评价方法
根据 威 远 地 区 页 岩 气 储 集 层 特 征， 研究气测录 地 球 化 学分 析 、 井、 Ｘ 射线 荧光 元 素 录井 参 数 响 应 规 建立 页 岩气 储 集 层 解 释 评 价 方 法 。 气 测 录 井 主 律， 要 用于 快 速 发现 页 岩 气 显 示 ， 利用相关参数可以计
第２ ６ 卷 第 ３ 期 录 井 工 程
·７ ５·
· 解 释评价 ·
四川威 远 页岩 气 储 集 层 录井解 释评价方法
韩 国 生 周 艳 红 田 野 杜 鹏 李 忠 亮 黄 玉梅
（ 中国石油长城钻探工程有限公司录井公司 ）
３ ／ ； 由电测资 ｔ ｍ 为孔隙度（ ｂ 为 储 集 层岩石 密 度 ， ρ ， 料 获 取） ％。
据此， 通过 对 威 远 地区 １ ２ 口 井 龙 马 溪 组 页 岩段 储 集 层的 统 计 分 析 ， 结合 试 气 结果 ， 建立 了 利 用 游 离 ） 。 气 含 量 评价 储 集 层 优 劣 的 标 准 （ 表１
·７ ６·
０ １ ５年９月 录 井 工 程 ２
／ １ ｎ ／ Ｓ Ｔｇ Ｔｇ） ｂ ｇ＝１－ （
其中 Ｗ 物 ２ ０ ２井、 Ｗ ２ ０ ３井和 Ｗ ２ ０ ４井区孔隙度较大、 性 较 好， 而 物性是 影响 页 岩气层 压裂 效 果 和 产 能 的 重 要因素。 ２． ２ 相 关特 征 分析 ２． ２． １ 气 测 录井 龙马 溪 组 优 质 页 岩 段 气 测 异 常 明 显， 气测全烃 值 一 般 大于 １ 甲烷含量为９ ０％ ， ２． ２ １％ ～９ ８． ２ ３％ ， 平均含量为 ９ 乙 烷 的 含 量 很 低， 平均含量为 ５． ８％ ； ／ ０． ９％ 。 天 然 气 的 干 燥 系 数 Ｃ Ｃ ９ ７ ７～ １ １－５ 值 为０． ， ， 平 均 为 干 燥 系数 整 体 上 由 浅 到 深 有 增 ０． ９ ９ ６ ０． ９ ８ ８ 大的 趋 势 ， 反映 热 成 熟 度 逐 渐 增 大 。 ２． ２． ２ 地 球 化 学分 析 地球 化 学 分 析 资 料 显 示， 龙马溪组优质页岩段 有机 碳 含 量 大 于 ２％ ， 区域上从北东向南西有机碳 含量逐渐增大， 最高区 域 分 布 在 Ｗ ２ ０ ４ 井区 南 西 方 向， 达 到 ３． 腐殖腐泥型 ３％ 。 有机 质 类 型 以 腐 泥 型 、 为主， 其 产 烃潜 量 很 高 ， 有 利 于 页 岩气的生 成 。
２］ ； 算储 集 层 游 离 气 含 量 ， 评价 储 集 层 含 气 丰度 ［ 地球
评价 等 级 较高 中等 较低
４ ０ ≥３． ５ ０ 且 ＜３． ４ ０ ≥２． ５ ０ ＜２．
化 学分 析 可 通 过 岩 石 热 解 定 量 分 析 样 品 中 烃 类 物 质， 判 断 储 集 层 有机 质 类 型 和 成 熟 度 ， 评价 有机 质 丰 结合 有机 碳 含 量计算 吸附 气 含 量 ； 度， Ｘ 射线 荧光 元 素 录井 主 要 用于 储 集 层 脆 性评价 。 ３． １ 不同 录井参数 评价 标 准 威 远 地区 龙 马 溪 组 页 岩段 储 集 层划分 主 要 依 据 岩性的 颜 色 、 当颜 色 由 灰 色、 深 灰 色 变 为 灰 黑 色、 黑 色时， 即 可 确定 已 经 进 入 优 质 页 岩段 储 集 层 。 ３． １． １ 含 气性评价 含 气性是评价 页 岩气 储 集 层 品 质的 重要 指 标之 一 。 页 岩气的 赋 存 形 式具有 多 样 性 ， 包括 游 离 态 、 吸 附态及少量的溶解 态， 因而储集层含气性评价主要 包括 游 离 气 、 吸附 气和 总 含 气 量 的评价 。 （ ）游 离 气 含 量 １ 游 离 气 含 量（ 是 指 大 量存 在于岩石 孔隙 和 裂 Ｇ ｆ） 隙 中的气 体 量 。 游 离 气的 主 控 因 数是 泥 页 岩 有 效 孔 而页岩气藏的有效孔隙度包括 隙 度 和气 体 饱 和 度 ， 基 质 孔隙 度 和 裂缝 孔隙 度
， 具有 自 生 自 储 、 无气水界
面、 大面 积 低 丰度 连 续 成 藏 、 低 孔 低 渗 等 特 征， 存在 局 部 富集 的 “ 甜点” 区。 一 般 无 自 然 产 能 或 低 产， 需 要 水平 井和大 型 水 力 压裂 技术 才 能 进 行 工业开 采 。 页 岩 气 储 集 层 录 井 解 释 评 价 主 要 涉 及 两 方 面： 一 是 页 岩气 显示 判 断 ， 一 般 通过气 测 录井 、 地球化学 分 析 手段 可 实 现 页 岩 气 异 常 显 示 幅 度 的 识 别 ； 二是 页 岩气 产 出 能力 的 分 析 ， 即 储 集 层 优 劣 的 识 别。 结 根据录井响应特征 合 区 域 储 集 层物性 与 岩 性 分 析 ， 评价 储 集 层的 优 劣 。 综 合 这 两 方 面 评 价 工 作 要 点 ， 本 文 深 入 研 究 了 四川 威 远 页 岩气 储 集 层录井 综合 解 释 评价 方法 。
１ 页岩 气 藏 概 况
威 远 构 造 属 于 川 中 隆 起 区 的 川 西 南 低 陡 褶 带， 东及东北 与 安 岳 南 江 低 褶 皱 带 相 邻 ， 南接自流井凹
（ ） 基金项目 ： 中国石油 天然 气 集 团 公司 重大 专 项 “ 随 钻 电 磁波 成 像 与 测 录井解 释 支持 系 统 研 发 ” 编号： ２ ０ １ ３ Ｅ ３ ８ ０ ９ － － 现 在 长 城 钻 探 工 程 有 限 公 司 录 井 公 司 解 释 评 价 中 心 工 作。 通 信 地 址： １ ９ ６ ５ 年生 ， １ ９ ８ ８ 年毕业于 辽 河 石油学 校 地质 专 业 ， 韩 国 生 工程师 ， （ ） ： １ ２ ４ ０ １ ０ 辽 宁 省 盘锦 市 兴 隆 台 区石油大街 ７ ７ 号 。 电话 ： ０ ４ ２ ７ ７ ８ ０ ２ ４ ４ ３。Ｅ－ｍ ａ ｉ ｌ ｉ ｎ ａ ． ｃ ｏ ｍ ｉ ｃ ｅ ｓ ｃ ｚ ＠ｓ ｑ