页岩气储量计算的新方法

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1、·６０·天然气工业２０１２年４月页岩气储量计算的新方法石晓兵１２２３杨火海范翔宇黄兵１．“油气藏地质及开发工程”国家重点实验室·西南石油大学２．西南石油大学石油工程学院３．中国石油川庆钻探工程公司钻采工艺技术研究院石晓兵等．页岩气储量计算的新方法．天然气工业，２０１２，３２（４）：６０－６２．摘要分析以有的成果和文献后认为，传统方法计算出的页岩气储量存在被无意识扩大的可能。为此，考虑页岩储层孔隙尺寸对页岩气地质储量的影响，根据页岩气物理特性和地球化学特性提出了一种基于孔隙尺寸计算页岩气地质储量的新模型，使页岩气地质储量的计

2、算精度较传统方法提高了２０％。实例计算结果表明：①在孔隙半径为２ｎｍ时，页岩气地质储量达到最大峰值，当孔隙半径大于６ｎｍ后，页岩气储量不随孔隙半径的增加而增加；②储量计算模型的建立和修正十分必要，没有任何两个地方的页岩气储量模型是完全一样的，因此很有必要建立一个国内页岩气储量计算的数据库。关键词页岩气储量计算常规模型精度吸附相修正数据库ＤＯＩ：１０．３７８７／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－０９７６．２０１２．０４．０１４［２］ｐ１国内外页岩气资源概况Ｇａ＝ＧｓＬｐ＋ｐＬ１２３，基本全球范围内页岩气资源量为４５６×１０ｍ笔者认为：

3、利用传统方法计算出的页岩气储量被相当于煤层气与致密砂岩气资源量的总和，占３种非无意识地扩大。笔者基于孔隙尺寸对页岩气储量计算常规天然气总资源量的５０％左右。我国南方海相地方法进行了修正和改进，推导出更适用于页岩气储量层发育区具有优越的页岩气成藏地质条件和丰富的页计算的新方法。岩气资源，古生界发育震旦系、寒武系、志留系等多套２．２岩气储量计算新方法海相黑色硅质页岩建造，分布稳定，埋藏深度浅，有机把页岩气总孔隙体积分成吸附气体体积、自由气质丰度高，在盆地内部、向斜区以及隆起的低部位等有体体积和孤立的孔隙体积（图１），在考虑吸附

4、气体积利于页岩气藏的形成与富集。２００５年以来，中国石油的基础上提出了用于计算页岩气中自由气储量的新方对四川盆地南部下寒武统筇竹寺组页岩气资源量做了法。即初步估算，认为其页岩气资源量为７．１４×１０１２～１４．６５．７０２１（１－Ｓ）１．３１８×１０－６＾Ｍｐ１２３φｗＧ×１０ｍ，而整个四川盆地现有常规天然气资源量为Ｇｆ＝－ｓＬＢｇ［ρｂρｓ（ｐ＋ｐＬ）］１２３，表明我国页岩气资源量巨大［１］。７．２×１０ｍ（２）２页岩气储量计算新方法研究２．３孔隙体积的吸附相校正新方法中考虑到了吸附气体体积（图２），笔者通２．１常规储量

5、计算方法过最初和最终压力步骤方程对其进行校正。即利用常规孔隙体积模型进行页岩气储量计算的一ｎ１＾Ｍ般公式为：烄Ｖｖ１＝Ｖｖ０－ρｓＧｓｔ＝Ｇｆ＋Ｇａ（１）烅（３）ｎ２＾Ｍ（１－Ｓ）Ｖｖ２＝Ｖｖ０－φｗ－Ｓｏ其中Ｇｆ＝５．７０２１烆ρｓρｂＢｇ在等温分析过程中，孔隙体积在后续的每个压力作者简介：石晓兵，１９６７年生，教授，博士；现从事石油工程教学与科研工作。地址：（６１０５００）四川省成都市新都区新都大道８号。电话：（０２８）８３０３７００７。Ｅ－ｍａｉｌ：ｓｈｉｘｂｙｙ＠１６３．ｃｏｍ第３２卷第４期开发工程·６１·体积校正

6、与无体积校正的储气能力误差明显增大，最大误差为３８．４６％。因而，在当前储层温度和压力条件下进行孔隙体积吸附相的校正显得十分必要。孔隙体积还与页岩的细颗粒、基质总有机质有很大关系，图４给出了总有机碳含量与含气量的关系。图４总有机碳含量与含气量关系图３实例计算与分析笔者通过两种不同储层特征的页岩气藏对页岩气储量计算新模型进行了实例分析（表１）。表１相关计算参数表参数页岩Ａ（低吸附能力）页岩Ｂ（高吸附能力）φ０．０６０．０６Ｓｗ０．３５０．３５Ｓｏ０．００．０步骤中进一步减小。根据吸附气的摩尔分数使用吉布Ｓｇ０．００４６０．０

7、０４６斯等温线（Ｇｉｂｂｓ）来确定。＾Ｍ／ｍｏｌ２０２０利用状态方程将Ｇｉｂｂｓ等温线转化为孔隙体积，然３·ｔ－１ＧｓＬ／ｍ１．４６３．３９后用Ｇｉｂｂｓ修正系数（ρｆ／ρｓ）对孔隙体积进行调整。即ｐ／ＭＰａ２７．５２７．５Ｇ′ａＧａ＝（４）ｔ／℃８２８２１－ρｆ／ρｓ图３给出了有体积校正与无体积校正情况下的等ｐＬ／ＭＰａ８．０１２．０／ｇ·ｃｍ－３温线曲线图。从图３中可以看出：随着压力的增加，有ρｂ２．５２．５／ｇ·ｃｍ－３ρｓ０．３７０．３７图５给出了Ａ、Ｂ两种页岩的地质储量计算结果。结果表明：新模型计算的页岩Ａ的自由

8、气和总吸附气能力分别下降了１７．７％和１３．２％；页岩Ｂ的自由气和总吸附气能力分别下降了３７．８％和２１．９％。图６、７、８分别给出了孔隙度、地层压力和含水饱和度对地页岩气质储量的影响结果。从图可知，利用传统方法计算出的页岩气储量均大于利用改进后的新方法计算出的页岩气储量。当孔隙度为６％时，传统图３Ｇｉ