目錄TOC\o"1-3"\h\u79821調(diào)研概述 144921.1北美頁(yè)巖氣研究現(xiàn)實(shí)狀況 218341.2中國(guó)頁(yè)巖氣研究現(xiàn)實(shí)狀況 2169212頁(yè)巖氣地質(zhì)理論 3307542.1頁(yè)巖氣成因機(jī)理 3130482.2頁(yè)巖氣成藏機(jī)制 3305512.2.1成藏機(jī)制 3267552.2.2成藏控制原因 4172382.3有效頁(yè)巖氣層識(shí)別 6113362.3.1頁(yè)巖氣地質(zhì)評(píng)價(jià) 6143002.3.2頁(yè)巖氣有利區(qū)優(yōu)選 7270922.4頁(yè)巖氣產(chǎn)能 876802.4.1含氣量影響原因 827402.4.2含氣確定方法 9129643頁(yè)巖資源評(píng)價(jià) 950223.1評(píng)價(jià)原因 9157413.1.1生氣能力 1051013.1.2儲(chǔ)氣能力 1095123.1.3易開(kāi)采性 10168383.2評(píng)價(jià)參數(shù) 1143973.3評(píng)價(jià)方法 12124533.3.1容積法 12288983.3.2資源豐度類(lèi)比法 12156583.3.3體積豐度類(lèi)比法 12139563.3.4成因法 12246583.3.5綜合分析法 13204853.3.6福斯潘法 13280393.3.7單井儲(chǔ)量估算法 13295344頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā) 1367034.1鉆井工藝 13170034.2測(cè)井工作 14252434.3固井技術(shù) 14108994.4完井技術(shù) 14162604.4.1套管固井后射孔完井 14181274.4.2尾管固井后射孔完井 14308544.4.3組合式橋塞完井 15324604.4.4機(jī)械式組合完井 158084.5儲(chǔ)層改造 15133724.5.1裂縫檢測(cè)技術(shù) 1570304.5.2壓裂液體系 1560374.5.3壓裂技術(shù) 16272045頁(yè)巖氣產(chǎn)能影響原因 17183735.1有機(jī)組分 17282915.2無(wú)機(jī)組分 17155395.3天然和誘導(dǎo)裂縫 18190336中國(guó)頁(yè)巖氣特點(diǎn) 18149677參考文件 181調(diào)研概述油氣工業(yè)從1880年開(kāi)始到現(xiàn)在大致有3歷史，歷經(jīng)結(jié)構(gòu)油氣藏、巖性地層油氣藏、非常規(guī)油氣藏勘探開(kāi)發(fā)三個(gè)階段和三大領(lǐng)域。油氣藏分布方式分別有單體型、集群型、連續(xù)型3種類(lèi)型。從結(jié)構(gòu)油氣藏向巖性地層油氣藏轉(zhuǎn)變是第一次理論技術(shù)創(chuàng)新，以尋找油氣圈閉為關(guān)鍵；從巖性地層圈閉油氣藏向非常規(guī)連續(xù)型油氣藏轉(zhuǎn)變是第二次理論技術(shù)創(chuàng)新或革命，以尋找有利油氣儲(chǔ)集體為關(guān)鍵，致密化“減孔成藏”機(jī)理新論點(diǎn)突破了常規(guī)儲(chǔ)集層物性下限與傳統(tǒng)圈閉找油理念。非常規(guī)油氣，即空氣滲透率小于1×10-3μm2或地層滲透率小于0.1×10-3μm2油氣。全球非常規(guī)油產(chǎn)量超出7500×104t,非常規(guī)天然氣產(chǎn)量超出1800×108m3，美國(guó)非常規(guī)天然氣產(chǎn)量已占本國(guó)產(chǎn)量近二分之一。非常規(guī)天然氣資源包含煤層氣、致密砂巖氣、頁(yè)巖氣、水溶氣等。其中，致密砂巖氣占23％、煤層氣占7％、頁(yè)巖氣占4％、水溶氣少許、常規(guī)氣占66％。頁(yè)巖是由粒徑小于0.0039mm細(xì)粒碎屑、黏土、有機(jī)質(zhì)等組成，具頁(yè)狀或薄片狀層理、易碎裂一類(lèi)沉積巖。頁(yè)巖氣是指從富有機(jī)質(zhì)黑色頁(yè)巖中開(kāi)采天然氣，或自生自?xún)?chǔ)、在頁(yè)巖納米級(jí)孔隙中連續(xù)聚集天然氣。頁(yè)巖氣是指主體位于暗色泥頁(yè)巖或高碳泥頁(yè)巖中，以吸附或游離狀態(tài)為主要存在方式天然氣聚集，是天然氣生成之后在烴源巖層內(nèi)就近聚集結(jié)果，表現(xiàn)為經(jīng)典“原地”成藏模式。在地層組成上多為暗色泥巖與淺色粉砂巖薄互層。它是一個(gè)自給系統(tǒng)，既是氣源巖，又是儲(chǔ)層和封蓋層。頁(yè)巖氣成熟度范圍較寬，現(xiàn)有生物氣、未熟—低熟氣、熱解氣，又有原油、瀝青裂解氣。頁(yè)巖演化各個(gè)階段都有可能形成具備商業(yè)價(jià)值頁(yè)巖氣藏，但高演化階段頁(yè)巖氣藏規(guī)模更大。頁(yè)巖中天然氣，極少數(shù)呈溶解態(tài)，大部分以吸附態(tài)賦存于巖石顆粒和有機(jī)質(zhì)表面，或以游離態(tài)賦存于孔隙、裂縫中。對(duì)應(yīng)地，甲烷在孔徑小于2nm頁(yè)巖微孔中次序填充，在孔徑為2～50nm)介孔中多層吸附至毛細(xì)管凝聚，在孔徑大于50nm大孔中甲烷以壓縮或溶解態(tài)賦存。泥、頁(yè)巖占全部沉積巖60%，全球泥頁(yè)巖資源456.24×1012m3，主要分布在北美、中亞、中國(guó)、拉美、中東、北非、前蘇聯(lián)等。表1.1世界主要地域頁(yè)巖氣儲(chǔ)量中國(guó)南方志留系發(fā)育黑色頁(yè)巖，有機(jī)碳含量多達(dá)10％～15％，演化程度高，可形成頁(yè)巖氣資源潛力大。四川盆地為古生代海相沉積背景下形成富含有機(jī)碳頁(yè)巖，與美國(guó)東部地域頁(yè)巖氣發(fā)育盆地相同，其威遠(yuǎn)、瀘州地域頁(yè)巖氣資源潛力為6.8×1012m3~8.4×1012m3，相當(dāng)于四川盆地常規(guī)天然氣資源總量。中國(guó)松遼盆地白堊系、江漢盆地第三系以及渤海灣、南華北、柴達(dá)木酒泉盆地均具備頁(yè)巖氣資源。1.1北美頁(yè)巖氣研究現(xiàn)實(shí)狀況全球頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)自18在美國(guó)東部泥盆系頁(yè)巖中鉆成第l口頁(yè)巖氣井、19發(fā)覺(jué)第1個(gè)頁(yè)巖氣田——BigSandy氣田以來(lái)，歷經(jīng)1821——1978年偶然發(fā)覺(jué)、1978——認(rèn)識(shí)創(chuàng)新與技術(shù)突破、——水平井與水力壓裂等技術(shù)推廣應(yīng)用、——全球化發(fā)展等4個(gè)階段。美國(guó)現(xiàn)在已對(duì)密西根、印第安納等5個(gè)盆地頁(yè)巖氣進(jìn)行商業(yè)性開(kāi)采，頁(yè)巖氣產(chǎn)量達(dá)成198×108m3。預(yù)計(jì)到2035年，美國(guó)頁(yè)巖氣產(chǎn)量將增加20%，占美國(guó)天然氣總產(chǎn)量45%。加拿大自年進(jìn)行西加拿大盆地群頁(yè)巖氣研究和勘探開(kāi)發(fā)先導(dǎo)試驗(yàn)以來(lái)，年實(shí)現(xiàn)了頁(yè)巖氣產(chǎn)量突破。年北美頁(yè)巖氣上表產(chǎn)量達(dá)950×108m3（其中美國(guó)為878×108m3，加拿大為72×108m3），還有大量中小企業(yè)產(chǎn)量未計(jì)入其中，頁(yè)巖氣產(chǎn)量已占到北美天然氣總產(chǎn)量12%，成為影響北美地域乃至全球天然氣格局主要戰(zhàn)略資源[1]。1.2中國(guó)頁(yè)巖氣研究現(xiàn)實(shí)狀況中國(guó)頁(yè)巖氣走過(guò)了裂縫油氣藏勘探與偶然發(fā)覺(jué)(以前)、基礎(chǔ)研究與技術(shù)準(zhǔn)備(—)和工業(yè)化突破()等3個(gè)階段。1966年四川威5井在寒武系筇竹寺組頁(yè)巖中獲日產(chǎn)氣2.46×104m3，為中國(guó)最早頁(yè)巖產(chǎn)氣井；中國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)研究院在四川長(zhǎng)寧地域鉆探長(zhǎng)芯1井為中國(guó)第1口頁(yè)巖氣地質(zhì)井；中國(guó)石油在四川威遠(yuǎn)一長(zhǎng)寧、富順一永川等地域開(kāi)啟了首批頁(yè)巖氣工業(yè)化試驗(yàn)區(qū)建設(shè)；中國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)研究院在四川I長(zhǎng)寧地域建立了第1條中國(guó)頁(yè)巖氣數(shù)字化標(biāo)準(zhǔn)剖面；中國(guó)石油鉆探四川盆地威201井在寒武系、志留系頁(yè)巖中獲工業(yè)氣流，實(shí)現(xiàn)中國(guó)頁(yè)巖氣首次工業(yè)化突破。在四川盆地、鄂爾多斯盆地、渤海灣盆地、松遼盆地、吐哈盆地、江漢盆地、吐哈盆地、塔里木盆地、準(zhǔn)噶爾盆地等都有頁(yè)巖氣成藏地質(zhì)條件。其中，暗色頁(yè)巖發(fā)育地域和層位是需要重點(diǎn)研究領(lǐng)域和目標(biāo)。四川盆地下志留統(tǒng)烴源巖約60×108m3／km2，下古生界海相頁(yè)巖氣平均可采資源量約3.0×108~3.5×108m3／km2。在四川盆地華鎣山以西下寒武統(tǒng)筇竹寺組和以東下志留統(tǒng)龍馬溪組厚層頁(yè)巖發(fā)育區(qū)，其頁(yè)巖具備干酪根生烴、成巖作用以及結(jié)構(gòu)應(yīng)力產(chǎn)生裂縫條件，是未來(lái)頁(yè)巖氣資源勘探方向。其中盆地南緣川東南——鄂西渝東地域是最為有利頁(yè)巖氣勘探和開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略先導(dǎo)地[2]。10月，中國(guó)石油天然氣股份有限企業(yè)與美國(guó)新田石油企業(yè)簽署了中國(guó)第一個(gè)頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)對(duì)外合作協(xié)議——《威遠(yuǎn)地域頁(yè)巖氣聯(lián)合研究》，標(biāo)志著中國(guó)頁(yè)巖氣借鑒合作研究開(kāi)端。11月26日，長(zhǎng)芯1井在四川省宜賓市順利完鉆，意味著中國(guó)頁(yè)巖氣研究步入了以“尋證找氣”為特點(diǎn)勘探開(kāi)發(fā)階段。5月11日，中國(guó)頁(yè)巖氣技術(shù)國(guó)際研討會(huì)在長(zhǎng)江大學(xué)召開(kāi)；之后，《中國(guó)石油石化》發(fā)表原中石油副總裁胡文瑞隨筆《迎接頁(yè)巖氣發(fā)展春天》[3]。2頁(yè)巖氣地質(zhì)理論2.1頁(yè)巖氣成因機(jī)理海侵體系域沉積時(shí)期，海平面上升造成可容空間增大，沉積物供給速率小于可容空間增大速率，盆地處于欠賠償狀態(tài)，陸源粗碎屑物質(zhì)難以抵達(dá)盆地深處，只有細(xì)粒泥質(zhì)沉積物才能夠搬運(yùn)并沉積在盆地較深處，加上盆地內(nèi)部細(xì)粒內(nèi)碎屑物質(zhì)、海水表面生物體遺體等，最終形成了暗色泥頁(yè)巖沉積體[4]。頁(yè)巖中天然氣成因具備多樣性機(jī)理,包含了生物氣、未熟——低熟氣、成熟氣、高——過(guò)成熟氣等,也包含了如二次生氣、生物再作用氣以及瀝青生氣等復(fù)雜成因機(jī)理,覆蓋了幾乎全部可能有機(jī)生氣作用機(jī)理。成因多樣性特點(diǎn)延伸了頁(yè)巖氣成藏邊界,擴(kuò)大了頁(yè)巖氣成藏與分布范圍,使通常意義上非油氣勘探有利區(qū)帶成為了需要重新審閱并有可能取得工業(yè)性油氣勘探突破主要對(duì)象[5]。2.2頁(yè)巖氣成藏機(jī)制2.2.1成藏機(jī)制頁(yè)巖氣成藏與演化可分為3個(gè)主要作用過(guò)程，本身組成了從吸附聚集、膨脹造隙富集到活塞式推進(jìn)或置換式運(yùn)移機(jī)理序列。除了天然氣在孔隙水、干酪根有機(jī)質(zhì)以及液態(tài)烴類(lèi)中溶解作用機(jī)理以外，天然氣從生烴早期時(shí)吸附聚集到大量生烴時(shí)期活塞式運(yùn)聚，再到生烴高峰時(shí)期置換式運(yùn)聚，表現(xiàn)出了頁(yè)巖氣本身所組成完整性天然氣成藏機(jī)理序列。在生物化學(xué)生氣階段，天然氣首先吸附在有機(jī)質(zhì)和巖石顆粒表面，飽和后則充裕天然氣以游離相或溶解相進(jìn)行運(yùn)移，當(dāng)達(dá)成熱裂解生氣階段，因?yàn)閴毫ι?，若?yè)巖內(nèi)部產(chǎn)生裂縫，則天然氣以游離相為主向其中運(yùn)移聚集，受周?chē)旅茼?yè)巖烴源巖層遮擋、圈閉，易形成工業(yè)性頁(yè)巖氣藏。因?yàn)閿U(kuò)散作用對(duì)氣態(tài)烴運(yùn)移起到相當(dāng)大作用，天然氣繼續(xù)大量生成，將因生烴膨脹作用使充裕天然氣向外擴(kuò)散運(yùn)移，此時(shí)不論是頁(yè)巖地層本身還是薄互層分布砂巖儲(chǔ)層，均表現(xiàn)為普遍飽含氣性。第一階段是天然氣在頁(yè)巖中生成、吸附與溶解逃離。在天然氣最初生成階段，主要由生物作用所產(chǎn)生天然氣首先滿(mǎn)足有機(jī)質(zhì)和巖石顆粒表面吸附需要，當(dāng)吸附氣量與溶解逃逸氣量達(dá)成飽和時(shí)，富裕天然氣則以游離相或溶解相進(jìn)行運(yùn)移逃散，條件適宜時(shí)可為水溶氣藏形成提供豐富氣源。在熱裂解氣大量生成過(guò)程中，因?yàn)樘烊粴馍勺饔弥饕獊?lái)自于熱化學(xué)能轉(zhuǎn)化，它將較高密度有機(jī)母質(zhì)轉(zhuǎn)換成較低密度天然氣。在相對(duì)密閉系統(tǒng)中，物質(zhì)密度變小造成了體積膨脹和壓力提升，天然氣大量生成作用使原有地層壓力得到不停提升，從而產(chǎn)生原始高異常地層壓力，即“高壓鍋”原理。因?yàn)閴毫ι咦饔茫?yè)巖內(nèi)部沿應(yīng)力集中面、巖性接觸過(guò)渡面或脆性微弱面產(chǎn)生裂縫，天然氣聚集其中則易于形成以游離相為主工業(yè)性頁(yè)巖氣藏，天然氣原地或就近分布，組成了擠壓造隙式運(yùn)聚成藏特征。伴隨更多天然氣源源不停地生成，越來(lái)越多游離相天然氣無(wú)法全部保留于頁(yè)巖內(nèi)部，從而產(chǎn)生以生烴膨脹作用為基本動(dòng)力天然氣“逃逸”作用。在通常情況下，與頁(yè)巖間互出現(xiàn)儲(chǔ)層主要為粉一細(xì)砂巖類(lèi)，具備低孔低滲特點(diǎn)，它限定了天然氣運(yùn)移方式為活塞式排水特點(diǎn)，這種氣水排驅(qū)方式從頁(yè)巖開(kāi)始，從而在頁(yè)巖邊緣以活塞式推進(jìn)方式產(chǎn)生根緣氣聚集。此時(shí)天然氣聚集已經(jīng)超越了頁(yè)巖本身，表現(xiàn)為無(wú)邊、底水和浮力作用發(fā)生地層含氣特點(diǎn)。所以從整套頁(yè)巖層系考查，不論是頁(yè)巖地層本身還是薄互層分布砂巖儲(chǔ)層，均表現(xiàn)為普遍飽含氣性(圖2.1③)。若地層中砂巖含量逐步增多并逐步轉(zhuǎn)變?yōu)橐灾旅苌皫r為主，則頁(yè)巖氣藏逐步改變?yōu)楦墯獠?圖2.1②)。假如生氣量繼續(xù)增加，則天然氣分布范圍深入擴(kuò)大，直到遇常規(guī)儲(chǔ)層或輸導(dǎo)通道后，天然氣受浮力作用而進(jìn)行置換式運(yùn)移，從而造成常規(guī)圈閉氣藏大范圍出現(xiàn)(圖2.1③)[6]。圖2.1天然氣成藏三個(gè)階段（①頁(yè)巖氣成藏階段；②根緣氣成藏階段；③常規(guī)圈閉氣成藏階段）頁(yè)巖氣成藏過(guò)程中無(wú)運(yùn)移或極短距離運(yùn)移，具備經(jīng)典煤層氣、經(jīng)典根緣氣和經(jīng)典常規(guī)圈閉氣成藏多重機(jī)理，表現(xiàn)了多機(jī)理遞變特點(diǎn)。2.2.2成藏控制原因頁(yè)巖氣成藏主要控制原因,分為內(nèi)部原因和外部原因:前者指頁(yè)巖本身原因,包含有機(jī)質(zhì)類(lèi)型和含量、成熟度、裂縫、孔隙度和滲透率、礦物組成、厚度、濕度等;后者主要包含深度、溫度和壓力等。其中,有機(jī)質(zhì)類(lèi)型和含量、成熟度、裂縫及孔隙度和滲透率是控制頁(yè)巖氣成藏主要原因。（1）內(nèi)部控制原因內(nèi)部原因是指頁(yè)巖本身原因,主要包含有機(jī)質(zhì)類(lèi)型及含量、成熟度、裂縫、孔隙度和滲透率、礦物組成、厚度、濕度等。1）有機(jī)質(zhì)類(lèi)型及含量有機(jī)碳含量是頁(yè)巖氣聚集成藏最主要控制原因之一,不但控制著頁(yè)巖物理化學(xué)性質(zhì),包含顏色、密度、抗風(fēng)化能力、放射性和硫含量,也在一定程度上控制著頁(yè)巖裂縫發(fā)育程度,更主要是控制著頁(yè)巖含氣量。同時(shí)干酪根類(lèi)型也影響著氣體含量、賦存方式及氣體成份。不一樣類(lèi)型干酪根,其微觀組分不一樣,微觀組分也是控制氣體含量主要原因。2）成熟度頁(yè)巖氣成因包含生物成因、熱成因以及兩種成因混合。依照頁(yè)巖成熟度可將頁(yè)巖氣藏分為對(duì)應(yīng)3種類(lèi)型:高成熟度頁(yè)巖氣藏、低成熟度頁(yè)巖氣藏以及高低成熟度混合頁(yè)巖氣藏。成熟度不但決定天然氣生成方式,還決定氣體組分組成。天然氣組分對(duì)頁(yè)巖氣藏整體經(jīng)濟(jì)價(jià)值有一定影響作用,并能對(duì)判斷天然氣是生物成因或熱成因提供證據(jù)。成熟度同時(shí)還控制著氣體流動(dòng)速度。因?yàn)闅怏w成因和賦存方式不一樣,高成熟度頁(yè)巖氣藏比低成熟度頁(yè)巖氣藏氣體流動(dòng)速度要高。從頁(yè)巖中殘留油氣相對(duì)數(shù)量能夠判斷頁(yè)巖成熟度。成熟度最高頁(yè)巖只有干氣,次成熟頁(yè)巖可能含有濕氣,成熟度再低頁(yè)巖只有液態(tài)石油。準(zhǔn)確判斷頁(yè)巖成熟度是精準(zhǔn)預(yù)測(cè)商業(yè)價(jià)值頁(yè)巖氣藏關(guān)鍵。裂縫頁(yè)巖氣藏本身有效基質(zhì)孔隙度很低，主要依靠由大范圍發(fā)育區(qū)域性裂縫或熱裂解生氣階段異常高壓在沿應(yīng)力集中面、巖性接觸過(guò)渡面、脆性微弱面產(chǎn)生裂縫。裂縫有利于頁(yè)巖層中游離態(tài)天然氣體積增加和吸附態(tài)天然氣解析。實(shí)際上,裂縫對(duì)頁(yè)巖氣藏具備雙重作用:首先裂縫為天然氣和地層水提供了運(yùn)移通道和聚集空間,有利于頁(yè)巖總含氣量增加。頁(yè)巖具備非常低原始滲透率,假如天然裂縫發(fā)育不夠充分,就需要進(jìn)行壓裂來(lái)產(chǎn)生更多裂縫,以使有更多裂縫與井筒相連,為天然氣解析提供更大壓降和面積。另首先,假如裂縫規(guī)模過(guò)大,可能造整天然氣散失。在相同力學(xué)背景下，有機(jī)碳含量、石英含量等是影響裂縫發(fā)育主要原因。有機(jī)碳含量高黑色碳質(zhì)頁(yè)巖較軟,裂縫較發(fā)育,易風(fēng)化,而石英含量高硅質(zhì)頁(yè)巖,質(zhì)地較硬,裂縫欠發(fā)育,難風(fēng)化。巨型裂縫和大型裂縫垂直縫多為結(jié)組成因，是頁(yè)巖受結(jié)構(gòu)應(yīng)力作用而產(chǎn)生,通常表現(xiàn)為邊緣平直、延伸長(zhǎng)度大、穿過(guò)不一樣巖性巖層、具備一定方向,與結(jié)構(gòu)形變有緊密聯(lián)絡(luò)。這類(lèi)裂縫通常是頁(yè)巖排烴通道,發(fā)育該類(lèi)裂縫區(qū)域,有利于頁(yè)巖排烴,頁(yè)巖中殘留烴較少,不利于頁(yè)巖氣聚集。而這類(lèi)裂縫欠發(fā)育或不發(fā)育區(qū)域,頁(yè)巖排烴受阻,排烴較少,頁(yè)巖中殘留烴較多,有利于頁(yè)巖氣聚集,是頁(yè)巖氣發(fā)育有利位置。中型裂縫、小型裂縫和微型裂縫多為非結(jié)構(gòu)裂縫,是由非結(jié)構(gòu)應(yīng)力作用形成裂縫,主要是封閉在泥巖中粘土礦物脫水收縮和烴類(lèi)受熱增壓作用形成,其中超壓裂縫是該類(lèi)裂縫主要類(lèi)型[7]。4）孔隙度和滲透率頁(yè)巖中可能含有大量孔隙而且在這些孔隙中含有大量油和游離態(tài)天然氣,孔隙度大小直接控制著游離態(tài)天然氣含量。因?yàn)轫?yè)巖具備低滲透率,所以就需要產(chǎn)生大量裂縫來(lái)維持商業(yè)生產(chǎn)。5）礦物組成頁(yè)巖主要礦物組成為石英、黏土和碳酸鹽,次要礦物組成為黃鐵礦、干酪根、長(zhǎng)石、高嶺石和綠泥石。氣體生產(chǎn)速度依賴(lài)于裂縫發(fā)育程度,而裂縫發(fā)育程度取決于頁(yè)巖礦物組成,故頁(yè)巖礦物組成在很大程度上影響著頁(yè)巖氣產(chǎn)能。6）厚度頁(yè)巖厚度控制著頁(yè)巖氣藏經(jīng)濟(jì)效益,依照頁(yè)巖厚度及展布范圍能夠判斷頁(yè)巖氣藏邊界。頁(yè)巖厚度可由有機(jī)碳含量增大和成熟度提升而適當(dāng)降低，具備良好頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)商業(yè)價(jià)值頁(yè)巖厚度下限為9m。7）濕度頁(yè)巖濕度直接影響著吸附態(tài)天然氣含量。巖石潤(rùn)濕后,因?yàn)樗葰馕叫阅芎?從而會(huì)占據(jù)部分活性表面,造成甲烷吸附容量降低。濕度往往隨頁(yè)巖成熟度增加而減小,故成熟度高頁(yè)巖含氣量可能更高。（2）外部控制原因1）深度頁(yè)巖氣藏深度改變較大,深度不是頁(yè)巖氣藏發(fā)育決定原因,關(guān)鍵問(wèn)題是該頁(yè)巖氣藏是否具備商業(yè)開(kāi)發(fā)價(jià)值。但深度不一樣,頁(yè)巖氣藏特征也有較大差異(表2.1)。表2.1頁(yè)巖氣藏埋藏深度與氣藏特征2）溫度與壓力溫度主要影響著吸附氣體含量,溫度增高,氣體分子運(yùn)動(dòng)速度加緊,降低了吸附態(tài)天然氣含量。隨壓力增大,不論以何種賦存方式存在氣體,含量都呈增大趨勢(shì),但壓力增大到一定程度以后,含氣量增加遲緩,因?yàn)榭紫逗偷V物表面是一定,前者控制游離態(tài)氣體含量,后者控制吸附態(tài)氣體含量。2.3有效頁(yè)巖氣層識(shí)別2.3.1頁(yè)巖氣地質(zhì)評(píng)價(jià)很多學(xué)者嘗試?yán)酶鞣N參數(shù)對(duì)頁(yè)巖氣藏進(jìn)行預(yù)測(cè):Shiley等認(rèn)為在伊利諾斯盆地肯塔基州能夠依照巖心中鐵離子百分含量改變來(lái)預(yù)測(cè)天然氣聚集有利區(qū);Cruits指出,頁(yè)巖產(chǎn)氣能力及頁(yè)巖氣分布主要取決于有機(jī)碳含量、干酪根類(lèi)型以及熱成熟度,盆地中心部位是最好頁(yè)巖氣發(fā)育區(qū);而Martini等從生物氣地球化學(xué)觀點(diǎn)分析認(rèn)為,盆地邊緣具備生物化學(xué)生氣條件,也是頁(yè)巖氣發(fā)育有利區(qū);Hill等認(rèn)為有機(jī)碳、熱成熟度、厚度、吸附氣所占百分比和天然氣地質(zhì)儲(chǔ)量等特征控制了美國(guó)5大產(chǎn)頁(yè)巖氣盆地中頁(yè)巖氣藏總體特征。美國(guó)頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)表明,頁(yè)巖氣產(chǎn)出最好地域必須有高有機(jī)碳含量、厚度、孔隙度和滲透率以及適當(dāng)熱成熟度、深度、裂縫、濕度、溫度壓力等良好匹配區(qū)域[8]。（1）富有機(jī)質(zhì)泥頁(yè)巖基本特征經(jīng)過(guò)地質(zhì)和地球物理、地球化學(xué)資料，確定富有機(jī)質(zhì)泥頁(yè)巖層位、分布、厚度和埋深。分析確定頁(yè)巖層系巖石類(lèi)型和剖面組合，分析沉積微相特征。研究巖石礦物組成。研究巖石TOC含量及其在剖面、平面上隨巖石類(lèi)型和沉積微相改變規(guī)律；確定有機(jī)質(zhì)成熟度。（2）巖石孔滲特征和儲(chǔ)層力學(xué)參數(shù)、敏感性參數(shù)經(jīng)過(guò)巖心、測(cè)井資料，研究富有機(jī)質(zhì)泥頁(yè)巖層系各類(lèi)巖石孔隙度和滲透率。經(jīng)過(guò)巖心和薄片分析，研究巖石宏觀和顯微裂縫特征；經(jīng)過(guò)掃描電鏡，研究分析巖石微觀孔隙、裂縫特征和礦物成份；經(jīng)過(guò)低壓注N2、CO2、CH4和高壓壓汞，研究巖石孔隙結(jié)構(gòu)、孔喉半徑等。在建立巖電關(guān)系基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)，研究解釋富有機(jī)質(zhì)泥頁(yè)巖層系物性特征和改變規(guī)律。經(jīng)過(guò)巖石力學(xué)試驗(yàn)，確定巖石彈性模量、泊松比和巖石抗張、抗剪、抗壓數(shù)等參數(shù)數(shù)據(jù)。經(jīng)過(guò)敏感性試驗(yàn)，確定巖石水敏、酸敏、堿敏、速敏、壓敏等參數(shù)，為鉆井和壓裂提供基礎(chǔ)參數(shù)。（3）富有機(jī)質(zhì)泥頁(yè)巖層系含氣性以巖心資料為基礎(chǔ)，標(biāo)定飽和度數(shù)據(jù)資料，并建立巖電關(guān)系，經(jīng)過(guò)測(cè)井資料，確定富有機(jī)質(zhì)泥頁(yè)巖層系游離氣含量；經(jīng)過(guò)巖心解吸，確定巖心吸附氣含量和殘留氣含量。最終確定富有機(jī)質(zhì)泥頁(yè)巖層系總含氣量。在經(jīng)過(guò)巖心資料標(biāo)定后，可經(jīng)過(guò)測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)同時(shí)確定富有機(jī)質(zhì)泥頁(yè)巖地層層系游離氣、吸附氣和總頁(yè)巖氣含量。2.3.2頁(yè)巖氣有利區(qū)優(yōu)選頁(yè)巖氣作為聚集于源巖層系連續(xù)型油氣聚集，其分布層位明確，分布面積大，但有富集區(qū)存在。資源潛力評(píng)價(jià)要同時(shí)考慮以游離態(tài)和吸附態(tài)存在天然氣?，F(xiàn)在，國(guó)外頁(yè)巖氣資源潛力評(píng)價(jià)方法有體積法、類(lèi)比法、統(tǒng)計(jì)法、成因法等。在勘查階段主要采取體積法和類(lèi)比法，其中體積法是基礎(chǔ)方法?，F(xiàn)在，美國(guó)頁(yè)巖氣有利區(qū)優(yōu)選要求有機(jī)質(zhì)含量達(dá)成一定指標(biāo)。美國(guó)主要頁(yè)巖氣層TOC通常大于2%，最好在2.5%~3.0%以上；有機(jī)質(zhì)熱成熟度在生氣窗范圍之內(nèi)，Ro通常在1.1%以上。表2.2頁(yè)巖氣關(guān)鍵參數(shù)下限中國(guó)3類(lèi)富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖泛指海相、海陸交相互以及陸相頁(yè)巖和泥巖，重點(diǎn)指含油氣盆地中優(yōu)質(zhì)泥質(zhì)烴源巖。海相厚層富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖主要分布在中國(guó)南方,以揚(yáng)子地塊為主;海陸交相互中薄層富有機(jī)質(zhì)泥頁(yè)巖主要分布在中國(guó)北方,以華北、西北和東北地域?yàn)橹?湖相中厚層富有機(jī)質(zhì)泥頁(yè)巖,主要分布在大中型含油氣盆地,以松遼、鄂爾多斯等盆地為主[9]。中國(guó)海相頁(yè)巖是一套高有機(jī)質(zhì)豐度(TOC為1.0％～5.5％)、高一過(guò)成熟(Ro值為2.0％～5.0％)、富含頁(yè)巖氣(含氣量1.17～6.02m3／t)、以陸棚相為主沉積，主要分布在華南揚(yáng)子地域古生界。華北地臺(tái)古生界和塔里木盆地寒武系一奧陶系；海陸過(guò)渡相煤系炭質(zhì)頁(yè)巖有機(jī)質(zhì)豐度高(TOC為2.6％～5.4％)，成熟度適中(Ro值為1.1％～2.5％)；中新生界陸相頁(yè)巖有機(jī)質(zhì)豐度高(TOC為0.5％～22.0％)、低熟一成熟(Ro值為0.6％～1.5％)[10]。2.4頁(yè)巖氣產(chǎn)能頁(yè)巖含氣量是指每噸巖石中所含天然氣折算到標(biāo)準(zhǔn)溫度和壓力條件下（101.325kPa，25℃）天然氣總量，包含游離氣、吸附氣、溶解氣等，現(xiàn)在主要關(guān)注吸附氣和游離氣。頁(yè)巖含氣量＝生烴量－排烴量。其中，生烴量受有機(jī)質(zhì)類(lèi)型、含量和成熟度控制；排烴量主要受排烴門(mén)限高低控制，突破壓力大，排烴門(mén)限高，則在相同生烴條件下，含氣量高。按每10m水柱＝14.5MPa換算，若頁(yè)巖地層處于正常流體壓力狀態(tài)，在1150m以淺，尤其是在700m以淺，頁(yè)巖氣中吸附氣含量伴隨深度增加而顯著增加，在1150m以深，吸附氣含量增加遲緩，在m以深，吸附氣含量曲線(xiàn)變得十分平緩，吸附氣增加量已經(jīng)不顯著。而游離氣伴隨埋深增加表現(xiàn)出平穩(wěn)增加趨勢(shì)，波動(dòng)比較?。▓D2.2）。試驗(yàn)結(jié)果也顯示出，在1150m左右，游離氣和吸附氣含量基本相等，之后，伴隨埋深增加，游離氣含量逐步增加，在埋深達(dá)成2800m左右時(shí)，游離氣達(dá)成吸附氣2倍以上?？傮w上表現(xiàn)出在1150m以深，頁(yè)巖氣存在狀態(tài)主要以游離氣為主趨勢(shì)。圖2.2游離氣、吸附氣及其與壓力之間關(guān)系2.4.1含氣量影響原因（1）壓力、溫度富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖含氣量總體隨壓力增加而增加，其中，吸附氣在低壓條件下增加較快，當(dāng)壓力達(dá)成一定程度后，增加速度顯著減緩，而游離氣依然在顯著增加，并成為頁(yè)巖氣主體。溫度增加會(huì)降低富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖吸附能力，任何富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖在高溫條件下吸附能力都會(huì)顯著下降，溫度升高1倍，吸附能力下降近2倍。即伴隨地溫不停增加，富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖吸附能力不停下降，游離氣百分比不停增加。（2）有機(jī)質(zhì)含量有機(jī)質(zhì)含量決定了頁(yè)巖生烴能力、孔隙空間大小和吸附能力，對(duì)富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖含氣量起決定性作用。有機(jī)質(zhì)含量越高，含氣量越大。二者具備近似線(xiàn)性相關(guān)關(guān)系，相關(guān)程度很高。（3）其余原因除以上影響原因外，巖石濕度、有機(jī)質(zhì)類(lèi)型、粘土礦物含量、地層水礦化度等，對(duì)富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖含氣量也有不一樣程度影響。其中，干巖石含氣量顯著高于“濕”巖石；伊利石吸附能力高于蒙脫石，高嶺石吸附能力最弱。而地層水礦化度對(duì)生物成因頁(yè)巖氣含氣量有顯著影響。從以上富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖含氣量影響原因看，頁(yè)巖氣聚集和保留也是需要一定條件。開(kāi)展頁(yè)巖氣聚集條件研究，是尋找頁(yè)巖氣富集有利區(qū)基礎(chǔ)。2.4.2含氣確定方法（1）直接測(cè)定包含保壓取心測(cè)定和密閉取心測(cè)定。國(guó)外研究人員認(rèn)為，保壓取心測(cè)定頁(yè)巖含氣量方法不但價(jià)格昂貴，而且準(zhǔn)確度不高，不提議使用。經(jīng)過(guò)密閉液覆蓋可保留大部吸附氣和部分游離氣。密閉取心測(cè)定頁(yè)巖含氣量方法偶然使用。（2）分類(lèi)測(cè)定經(jīng)過(guò)分類(lèi)測(cè)定頁(yè)巖中游離氣、吸附氣和殘留氣，得到頁(yè)巖氣總含氣量，是現(xiàn)在應(yīng)用最廣頁(yè)巖氣含氣量測(cè)定方法。游離氣測(cè)定首先經(jīng)過(guò)巖心確定含水飽和度，假如含油，確定含油飽和度，進(jìn)而確定游離氣含氣飽和度。經(jīng)過(guò)建立巖電關(guān)系，利用飽和度測(cè)井確定游離氣含量。吸附氣含量主要經(jīng)過(guò)解吸和測(cè)井伎倆獲取。3頁(yè)巖資源評(píng)價(jià)頁(yè)巖氣資源評(píng)價(jià)總體面臨兩個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題:①作為儲(chǔ)集層是否具備足夠天然氣地質(zhì)儲(chǔ)量;②是否具備足夠滲流能力與條件實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)開(kāi)采。所以,儲(chǔ)集層中賦存天然氣體積、儲(chǔ)集層滲透率是評(píng)價(jià)頁(yè)巖氣藏關(guān)鍵參數(shù),有機(jī)質(zhì)豐度、成熟度、甲烷吸附能力、孔隙度、含氣飽和度、儲(chǔ)集層有效厚度、礦物組成、裂縫發(fā)育范圍與方向及其圍巖封閉能力都是頁(yè)巖氣資源量計(jì)算和經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)包括必要內(nèi)容[11]。3.1評(píng)價(jià)原因頁(yè)巖氣資源評(píng)價(jià)除需考慮頁(yè)巖本身特點(diǎn)(如巖層厚度、巖石結(jié)構(gòu)、礦物組成、孔隙度、滲透率、裂縫發(fā)育程度等)、頁(yè)巖成烴能力(如有機(jī)質(zhì)類(lèi)型、豐度、成熟度、生烴潛力等)、頁(yè)巖聚烴能力(如吸附能力、影響原因等)等制約原因外,從商業(yè)開(kāi)采方面還應(yīng)考慮頁(yè)巖氣藏形成含氣性及頁(yè)巖可壓裂性(脆性、力學(xué)性質(zhì)等)等要素[12]。楊振恒等將頁(yè)巖氣評(píng)價(jià)總結(jié)為生氣能力、儲(chǔ)氣能力和易開(kāi)采性3大方面。3.1.1生氣能力生氣能力影響指標(biāo)包含頁(yè)巖中有機(jī)質(zhì)含量、有機(jī)質(zhì)成熟度、頁(yè)巖厚度及面積等。（1）有機(jī)質(zhì)既作為氣體母源物質(zhì)，又能將氣體吸附在其表面。Ross等人對(duì)Antrim頁(yè)巖總有機(jī)碳含量與含氣量關(guān)系研究發(fā)覺(jué)，頁(yè)巖對(duì)氣吸附能力與頁(yè)巖總有機(jī)碳含量之間存在正相關(guān)關(guān)系。（2）頁(yè)巖氣具備多個(gè)生氣機(jī)理，包含生物成因、熱成因及二者混合作用成因，所以成熟度值范圍相對(duì)較廣，但要具備較強(qiáng)生氣能力，其成熟度也必須達(dá)成一定條件，進(jìn)入生氣窗可能是最好條件。（3）頁(yè)巖厚度和面積也很主要，廣泛分布泥頁(yè)巖直接在頁(yè)巖氣生成量上具備優(yōu)勢(shì)，而較大沉積厚度是確保足夠有機(jī)質(zhì)及充分儲(chǔ)集空間前提條件，也能增強(qiáng)頁(yè)巖封蓋能力，有利于氣體保留。3.1.2儲(chǔ)氣能力頁(yè)巖氣主要成份為游離氣和吸附氣，要從這兩個(gè)方面考慮儲(chǔ)氣能力決定原因。（1）吸附氣存在于有機(jī)質(zhì)和粘土礦物表面，有機(jī)質(zhì)含有大量微孔隙，對(duì)氣體具備較強(qiáng)吸附能力。（2）粘土礦物及其余無(wú)機(jī)成份相對(duì)頁(yè)巖中石英和方解石成份來(lái)說(shuō)具備更強(qiáng)吸附能力。（3）溫度、壓力和含水飽和度對(duì)吸附氣和游離氣含量也存在影響。伴隨壓力增加，泥頁(yè)巖游離氣和吸附氣都會(huì)增加；而地層溫度增加，相同壓力下游離氣含量會(huì)降低，吸附氣含量也降低。（4）盡管含水飽和度與含氣量大小之間沒(méi)有一個(gè)確定關(guān)系，不過(guò)水占據(jù)了頁(yè)巖中孔隙空間，直接降低了烴類(lèi)氣體含量，Ross等還指出伴隨頁(yè)巖樣品含水量提升，其吸附能力將降低。（5）游離氣除受壓力、溫度和含水飽和度影響外，愈加主要是頁(yè)巖孔隙度和裂縫發(fā)育程度，這能夠從頁(yè)巖氣形成機(jī)理上看出，因?yàn)橛坞x氣主要就存在于這些空間中。3.1.3易開(kāi)采性（1）埋深淺頁(yè)巖開(kāi)采起來(lái)更具經(jīng)濟(jì)性，但伴隨鉆井技術(shù)提升和開(kāi)發(fā)成本節(jié)約，這一影響參數(shù)是改變。（2）頁(yè)巖層大多非常致密，如國(guó)外90%以上頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)都要對(duì)頁(yè)巖儲(chǔ)層進(jìn)行壓裂改造，這就必須考慮到巖石成份，頁(yè)巖中礦物組成除常見(jiàn)粘土礦物（蒙皂石、伊利石、高嶺石）外，還有石英、長(zhǎng)石、云母、方解石、白云石、黃鐵礦、磷灰石等。石英等脆性礦物易形成裂縫和微裂縫，對(duì)壓裂效果有顯著影響。如頁(yè)巖中含有碳酸鹽礦物在方解石含量高條件下易于形成溶蝕孔隙，這也將有利于提升儲(chǔ)層壓裂改造效果。（3）地理?xiàng)l件和天然氣管網(wǎng)成本也需要考慮。另外頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)還應(yīng)考慮水源及水處理等環(huán)境方面問(wèn)題，所以選擇最具經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)價(jià)值盆地和地域非常主要。上述3個(gè)方面影響原因之間存在著相互聯(lián)絡(luò)和制約關(guān)系，如深度較大頁(yè)巖層具備更大成熟度，裂縫加大地層壓力則會(huì)降低，硅質(zhì)含量、粘土含量、孔隙度、滲透率四者之間也是兩兩相關(guān)，所以有利頁(yè)巖氣成藏區(qū)塊必須是生氣能力、儲(chǔ)集氣能力和易開(kāi)采性3方面原因有效組合（圖3.1）。圖3.1頁(yè)巖氣評(píng)價(jià)三大方面及各原因可能存在制約關(guān)系3.2評(píng)價(jià)參數(shù)有利頁(yè)巖氣參數(shù)包含：（1)頁(yè)巖埋深小于3000m，深于3000m作為資源潛力區(qū)；（2）頁(yè)巖單層厚度大于30m；（3）有機(jī)碳含量（TOC）在2.0%以上；（4）有機(jī)質(zhì)成熟度（Ro）1.4%~3.0%；（5）硅質(zhì)含量>35%，易于形成微裂縫；（6）儲(chǔ)層物性（K≥1mD、φ≥4%），各參數(shù)評(píng)價(jià)和權(quán)重分級(jí)如表3.1和表3.2：表3.1頁(yè)巖氣評(píng)價(jià)參數(shù)分級(jí)表表3.2頁(yè)巖氣各項(xiàng)參數(shù)權(quán)重系數(shù)表3.3評(píng)價(jià)方法頁(yè)巖氣資源潛力計(jì)算方法較多，主要分為靜態(tài)法和動(dòng)態(tài)法兩大方面。靜態(tài)法是依據(jù)頁(yè)巖儲(chǔ)層靜態(tài)地質(zhì)參數(shù)計(jì)算其資源量，詳細(xì)又細(xì)分為成因法、類(lèi)比法、統(tǒng)計(jì)法；動(dòng)態(tài)法是依照頁(yè)巖氣在開(kāi)發(fā)過(guò)程中動(dòng)態(tài)資料計(jì)算其資源量，現(xiàn)在對(duì)頁(yè)巖氣進(jìn)行資源量評(píng)價(jià)動(dòng)態(tài)法主要包含：物質(zhì)平衡法、遞減法、數(shù)值模擬法。3.3.1容積法容積法是頁(yè)巖氣生產(chǎn)商慣用評(píng)價(jià)方法,其評(píng)價(jià)基礎(chǔ)是頁(yè)巖氣蘊(yùn)藏方式。頁(yè)巖氣蘊(yùn)藏在頁(yè)巖基質(zhì)孔隙空間、裂縫內(nèi)以及吸附在有機(jī)物或粘土顆粒表面。所以,容積法估算是頁(yè)巖孔隙、裂縫空間內(nèi)游離氣、有機(jī)物和粘土顆粒表面吸附氣體積總和。3.3.2資源豐度類(lèi)比法資源豐度類(lèi)比法是勘探開(kāi)發(fā)程度較低地域慣用方法,簡(jiǎn)明過(guò)程是：首先確定評(píng)價(jià)區(qū)頁(yè)巖系統(tǒng)展布面積、有效頁(yè)巖厚度等關(guān)鍵評(píng)價(jià)參數(shù)；其次依照評(píng)價(jià)區(qū)頁(yè)巖吸附氣含量、頁(yè)巖地化特征、儲(chǔ)層特征等關(guān)鍵原因，結(jié)合頁(yè)巖沉積、結(jié)構(gòu)演化等地質(zhì)條件，選出具備相同地質(zhì)背景已成功勘探開(kāi)發(fā)頁(yè)巖氣區(qū)，求出相同程度，便可算出研究區(qū)資源量豐度，然后乘上有效面積得到評(píng)價(jià)區(qū)資源量。3.3.3體積豐度類(lèi)比法體積豐度法其實(shí)與容積法有相同之處，也需要考慮到吸附氣和游離氣含量，但為了簡(jiǎn)便，不用仔細(xì)計(jì)算游離氣含量，只是大致考慮它們?cè)诤恐姓及俜直?，因?yàn)轫?yè)巖氣中以吸附狀態(tài)存在天然氣含量為20%~85%，所以只需類(lèi)比出吸附氣含量便可對(duì)資源量進(jìn)行估算。3.3.4成因法依照對(duì)研究區(qū)烴源巖生排烴史認(rèn)識(shí)，借鑒前人計(jì)算該烴源巖生烴量結(jié)果直接參加成因法計(jì)算。因?yàn)闊o(wú)法精準(zhǔn)統(tǒng)計(jì)每一次生、排烴量，但經(jīng)過(guò)數(shù)次試驗(yàn)可求得平衡聚集量，從而求得頁(yè)巖烴源巖剩下含氣量?？偨Y(jié)出烴源巖在不一樣結(jié)構(gòu)、不一樣成熟度條件下排烴系數(shù)，乘以總生烴量，便可求出排烴量及剩下頁(yè)巖氣資源量。3.3.5綜合分析法為了深入得到可靠資源量數(shù)值，在資源豐度類(lèi)比法、容積法、體積豐度類(lèi)比法、成因法計(jì)算資源量基礎(chǔ)上,采取特爾菲法綜合思想等對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行綜合分析,詳細(xì)做法是對(duì)前面計(jì)算結(jié)果進(jìn)行加權(quán)處理以得到相對(duì)合理數(shù)據(jù)結(jié)果，依照不一樣計(jì)算方法精準(zhǔn)程度給定不一樣權(quán)重系數(shù)，如表3.3所列，這么加權(quán)處理四種方法后可得到較可信資源量[13]。表3.3頁(yè)巖氣資源量評(píng)價(jià)——綜合分析法3.3.6福斯潘法該方法以連續(xù)型油氣藏每一個(gè)含油氣單元為對(duì)象進(jìn)行資源評(píng)價(jià),即假設(shè)每個(gè)單元都有油氣生產(chǎn)能力,但各單元間含油氣性(包含經(jīng)濟(jì)性)能夠相差很大,以概率形式對(duì)每個(gè)單元資源潛力作出預(yù)測(cè)。以往也用體積法對(duì)連續(xù)型油氣藏資源潛力作過(guò)評(píng)價(jià)。3.3.7單井儲(chǔ)量估算法關(guān)鍵是以1口井控制范圍為最小估算單元,把評(píng)價(jià)區(qū)劃分成若干最小估算單元,經(jīng)過(guò)對(duì)每個(gè)最小估算單元儲(chǔ)量計(jì)算,得到整個(gè)評(píng)價(jià)區(qū)資源量數(shù)據(jù)[14]。4頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)4.1鉆井工藝水平井是頁(yè)巖氣藏成功開(kāi)發(fā)關(guān)鍵原因,水平井推廣應(yīng)用加速了頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)進(jìn)程。在頁(yè)巖氣層鉆水平井,能夠取得更大儲(chǔ)層泄流面積,更高天然氣產(chǎn)量。依照美國(guó)頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn),水平井日均產(chǎn)氣量及最終產(chǎn)氣量是垂直井3~5倍,產(chǎn)氣速率則提升10倍,而水平井成本則僅為垂直井25%~50%。國(guó)外在頁(yè)巖氣水平井鉆完井中主要采取相關(guān)技術(shù)有:（1）旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向技術(shù),用于地層引導(dǎo)和地層評(píng)價(jià),確保目標(biāo)區(qū)內(nèi)鉆井;（2）隨鉆測(cè)井技術(shù)(LWD)和隨鉆測(cè)量技術(shù)(MWD),用于水平井精準(zhǔn)定位、地層評(píng)價(jià),引導(dǎo)中靶地質(zhì)目標(biāo);（3）控壓或欠平衡鉆井技術(shù),用于防漏、提升鉆速和儲(chǔ)層保護(hù),采取空氣作循環(huán)介質(zhì)在頁(yè)巖中鉆進(jìn);（4）泡沫固井技術(shù),用于處理低壓易漏長(zhǎng)封固水平段固井質(zhì)量不佳難題,套管開(kāi)窗側(cè)鉆水平井技術(shù)降低了增產(chǎn)方法技術(shù)難度;（5）有機(jī)和無(wú)機(jī)鹽復(fù)合防膨技術(shù),確保了井壁穩(wěn)定性。4.2測(cè)井工作巖石試驗(yàn)技術(shù)關(guān)鍵工作包含：1）頁(yè)巖有利層段劃分；2）硅質(zhì)、脆性礦物、黃鐵礦等含量測(cè)定；3）含氣量和總有機(jī)碳（TOC)測(cè)定[15]。頁(yè)巖氣經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量很大程度上依賴(lài)于完井技術(shù)，多采取水平井和斜井開(kāi)發(fā)頁(yè)巖氣，其中對(duì)于透鏡體油藏多采取斜井鉆進(jìn)，而水平井則用于開(kāi)發(fā)邊緣海相和海相席狀砂巖。采取三維地震解釋技術(shù)設(shè)計(jì)水平井軌跡，沿垂直于最大水平應(yīng)力方向鉆井，增加井筒與裂縫相交可能性。為降低扭矩和阻力影響，可采取旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)。隨鉆成像測(cè)井系統(tǒng)用于處理水平測(cè)井存在問(wèn)題。湖沼相和三角洲相沉積產(chǎn)物通常是頁(yè)巖氣成藏最好條件，其中靠近盆地沉積—沉降中心方向是頁(yè)巖氣成藏有利區(qū)域。這是因?yàn)樘烊粴馍尚枰獏捬醐h(huán)境，而熱成因氣產(chǎn)生需要較高溫度。頁(yè)巖氣勘探方法有地質(zhì)法、地球物理法、地球化學(xué)勘探法、鉆井法，采取多學(xué)科綜合勘探是頁(yè)巖氣勘探發(fā)展方向[16]。4.3固井技術(shù)頁(yè)巖氣固井水泥漿主要有泡沫水泥、酸溶性水泥、泡沫酸溶性水泥以及火山灰+H級(jí)水泥等4種類(lèi)型。頁(yè)巖氣井通常采取泡沫水泥固井技術(shù),因?yàn)榕菽嗑邆錆{體穩(wěn)定、密度低、滲透率低、失水量小、抗拉強(qiáng)度高等特點(diǎn)。所以泡沫水泥有良好防竄效果,能處理低壓易漏長(zhǎng)封固段復(fù)雜井固井問(wèn)題,而且水泥侵入距離短,能夠減輕儲(chǔ)層損害,泡沫水泥固井比常規(guī)水泥固井產(chǎn)氣量平均高出23%。4.4完井技術(shù)頁(yè)巖氣井完井方式主要包含套管固井后射孔完井、尾管固井后射孔完井、裸眼射孔完井、組合式橋塞完井、機(jī)械式組合完井等。4.4.1套管固井后射孔完井套管固井后射孔完井工藝流程是:在套管固井后,從工具噴嘴噴射出高速流體射穿套管和巖石,達(dá)成射孔目標(biāo),經(jīng)過(guò)拖動(dòng)管柱進(jìn)行多層作業(yè)。其優(yōu)點(diǎn)是免去下封隔器或橋塞,縮短完井時(shí)間,工藝相對(duì)成熟簡(jiǎn)單,有利于后期多段壓裂,缺點(diǎn)是有可能造成水泥漿對(duì)儲(chǔ)層傷害。美國(guó)大多數(shù)頁(yè)巖氣水平井均采取套管射孔完井。4.4.2尾管固井后射孔完井尾管固井后射孔完井優(yōu)點(diǎn)是有利于多級(jí)射孔分段壓裂,成本適中,但工藝相對(duì)復(fù)雜,固井難度較大,可能造成水泥漿對(duì)儲(chǔ)層傷害。裸眼射孔完井能夠有效防止水泥漿對(duì)儲(chǔ)層傷害,防止注水泥時(shí)壓裂地層,防止水泥侵入地層原有孔隙當(dāng)中,工藝相對(duì)簡(jiǎn)單,成本相對(duì)較低,缺點(diǎn)是后期多級(jí)射孔分段壓裂難度較大,不易控制,后期完井方法難度加大。尾管固井后射孔完井及裸眼射孔完井在頁(yè)巖氣鉆完井中不慣用。4.4.3組合式橋塞完井組合式橋塞完井是在套管中用組合式橋塞分隔各段,分別進(jìn)行射孔或壓裂,這是頁(yè)巖氣水平井最慣用完井方法,其工藝流程是下套管、固井、射孔、分離井筒,但因?yàn)樾枰谑┕ぶ猩淇?、坐封橋塞、鉆橋塞,所以也是最耗時(shí)一個(gè)方法。4.4.4機(jī)械式組合完井機(jī)械式組合完井是現(xiàn)在國(guó)外采取一個(gè)新技術(shù),采取特殊滑套機(jī)構(gòu)和膨脹封隔器,適適用于水平裸眼井段限流壓裂,一趟管柱即可完成固井和分段壓裂施工。施工時(shí)將完井工具串下入水平井段,懸掛器坐封后,注入酸溶性水泥固井。井口泵入壓裂液,先對(duì)水平井段末端第一段實(shí)施壓裂,然后經(jīng)過(guò)井口落球系統(tǒng)操控滑套,依次逐段進(jìn)行壓裂。最終放噴洗井,將球回收后即可投產(chǎn)。膨脹封隔器橡膠在碰到油氣時(shí)會(huì)自動(dòng)發(fā)生膨脹,封隔環(huán)空、隔離生產(chǎn)層,膨脹時(shí)間也可控制[17]。4.5儲(chǔ)層改造頁(yè)巖氣儲(chǔ)層改造主要目標(biāo)是在溝通天然裂縫系統(tǒng)同時(shí)形成新水力裂縫，以盡可能增大改造體積[18]。4.5.1裂縫檢測(cè)技術(shù)水力壓裂作業(yè)過(guò)程中，為了了解裂縫走向和評(píng)價(jià)壓裂效果，需要對(duì)誘導(dǎo)裂縫方位、幾何形態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。微地震是用于水力壓裂過(guò)程中誘導(dǎo)裂縫監(jiān)測(cè)主要技術(shù)，其主要原理是，在水力壓裂過(guò)程中，裂縫周?chē)烊涣芽p、層理面等微弱層面穩(wěn)定性受到影響，發(fā)生剪切滑動(dòng)，產(chǎn)生類(lèi)似于沿?cái)鄬影l(fā)生微地震或微天然地震。微地震輻射出彈性波頻率相當(dāng)高，通常處于聲波頻率范圍內(nèi)，這些彈性波信號(hào)能夠用精密傳感器在鄰井探測(cè)，并經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理得出關(guān)于震源信息。伴隨微地震在時(shí)間和空間上產(chǎn)生，裂縫監(jiān)測(cè)結(jié)果連續(xù)不停地更新，從而形成一個(gè)裂縫延伸動(dòng)態(tài)圖，即微地震裂縫圖。從該圖能夠得到裂縫方位和長(zhǎng)度平面視圖，直接得到裂縫頂部、底部深度、裂縫兩翼長(zhǎng)度和裂縫擴(kuò)展方位。4.5.2壓裂液體系現(xiàn)在頁(yè)巖氣井水力壓裂慣用壓裂液類(lèi)型有減阻水壓裂液、纖維壓裂液和清潔壓裂液。頁(yè)巖中含有多個(gè)酸溶性礦物，它們均勻地分布在頁(yè)巖基質(zhì)、層理和原生裂縫中。當(dāng)這些酸溶性礦物碰到可反應(yīng)流體時(shí)，就會(huì)溶解并被去除，從而有利于增加壓裂所產(chǎn)生裂縫表面積，提升吸附態(tài)頁(yè)巖氣解吸速度并增強(qiáng)頁(yè)巖氣在裂縫網(wǎng)絡(luò)中擴(kuò)散作用。在頁(yè)巖壓裂液中添加一個(gè)可與頁(yè)巖中酸溶性礦物發(fā)生反應(yīng)化學(xué)成份，是現(xiàn)在頁(yè)巖壓裂中一個(gè)較新理念。試驗(yàn)表明，添加可反應(yīng)性流體成份后，井眼內(nèi)氣體初始產(chǎn)量可比未添加反應(yīng)性流體成份時(shí)增加1倍。4.5.3壓裂技術(shù)氮?dú)馀菽瓑毫讯嘤糜谏疃容^淺（小于1524m）或地層壓力較低頁(yè)巖；凝膠壓裂成本較高，已經(jīng)逐步被清水壓裂取代；對(duì)于中等深度頁(yè)巖（1524~3048m）通常使用清水壓裂。水力壓裂從1985年開(kāi)始用于頁(yè)巖儲(chǔ)層增產(chǎn)作業(yè)中，多級(jí)壓裂、清水壓裂、同時(shí)壓裂、水力噴射壓裂和重復(fù)壓裂是現(xiàn)在頁(yè)巖氣水力壓裂慣用技術(shù)。（1）多級(jí)壓裂是利用封堵球或限流技術(shù)分隔儲(chǔ)層不一樣層位進(jìn)行分段壓裂技術(shù)。多級(jí)壓裂能夠針對(duì)儲(chǔ)層特點(diǎn)進(jìn)行有針對(duì)性施工，目標(biāo)準(zhǔn)確，壓裂效果顯著。多級(jí)壓裂有2種方式，一是滑套封隔器分段壓裂，二是可鉆式橋塞分段壓裂。（2）清水壓裂是在清水中加入少許減阻劑、穩(wěn)定劑、表面活性劑等添加劑作為壓裂液進(jìn)行壓裂作業(yè)，又叫做減阻水壓裂。（3）同時(shí)壓裂指對(duì)2口或2口以上配對(duì)井進(jìn)行同時(shí)壓裂。同時(shí)壓裂采取使壓裂液和支撐劑在高壓下從一口井向另一口井運(yùn)移距離最短方法，來(lái)增加水力壓裂裂縫網(wǎng)絡(luò)密度和表面積，利用井間連通優(yōu)勢(shì)來(lái)增大工作區(qū)裂縫程度和強(qiáng)度，最大程度地連通天然裂縫。（4）水力噴射壓裂是集水力射孔、壓裂、隔離一體化水力壓裂技術(shù)。對(duì)裸眼水平井進(jìn)行水力壓裂，當(dāng)儲(chǔ)層發(fā)育較多天然裂縫時(shí)，大而裸露井壁表面會(huì)使大量流體損失，影響壓裂效果。水力噴射壓裂技術(shù)不使用密封元件而維持較低井筒壓力，快速準(zhǔn)確地壓開(kāi)多條裂縫，處理了裸眼完井水力壓裂難題。水力噴射壓裂由3個(gè)過(guò)程共同完成：水力噴砂射孔、水力壓裂和環(huán)空擠壓，優(yōu)點(diǎn)是不受水平井完井方式限制，可在裸眼和各種完井結(jié)構(gòu)水平井實(shí)現(xiàn)壓裂，缺點(diǎn)是受到壓裂井深和加砂規(guī)模限制。（5）重復(fù)壓裂是指當(dāng)頁(yè)巖氣井初始?jí)毫烟幚硪呀?jīng)無(wú)效或現(xiàn)有支撐劑因時(shí)間關(guān)系損壞或質(zhì)量下降，造成氣體產(chǎn)量大幅下降時(shí)，采取對(duì)氣井進(jìn)行重新壓裂增產(chǎn)壓裂工藝。重復(fù)壓裂增產(chǎn)方法對(duì)處理低滲、天然裂縫發(fā)育、層狀和非均質(zhì)地層很有效，尤其是頁(yè)巖氣藏，重復(fù)壓裂能重建儲(chǔ)層到井眼線(xiàn)性流，產(chǎn)生導(dǎo)流能力更高支撐裂縫，恢復(fù)或增加產(chǎn)能。據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，重復(fù)壓裂能夠以（3.53~7.06）美元/103m3儲(chǔ)量成本增加頁(yè)巖氣產(chǎn)量，可使頁(yè)巖氣井估量最終采收率提升8%~10%，可采儲(chǔ)量增加60%。重復(fù)壓裂除了用來(lái)恢復(fù)低產(chǎn)井產(chǎn)能外，一樣也用于有些產(chǎn)量相對(duì)較高井。實(shí)際上，生產(chǎn)情況良好井經(jīng)常具備實(shí)施重復(fù)壓裂條件，高潛力井具備條件是實(shí)施重復(fù)壓裂增產(chǎn)成功關(guān)鍵。裂縫重新取向是重復(fù)壓裂主要增產(chǎn)機(jī)理之一，裂縫重新取向能夠繞開(kāi)鉆井和壓裂造成地層傷害區(qū)，避開(kāi)壓實(shí)作用和滲透率下降區(qū)，從而取得愈加好生產(chǎn)條件。重復(fù)壓裂能夠有效地改進(jìn)頁(yè)巖氣單井產(chǎn)量與生產(chǎn)動(dòng)態(tài)特征，建立良好生產(chǎn)井產(chǎn)能，在一些情況下，經(jīng)過(guò)重復(fù)壓裂井能夠達(dá)成生產(chǎn)最高水平，井產(chǎn)量與估量最終可采儲(chǔ)量都靠近甚至超出首次壓裂時(shí)期。多級(jí)壓裂技術(shù)是現(xiàn)在頁(yè)巖氣水力壓裂作業(yè)中應(yīng)用最廣泛技術(shù)，多級(jí)壓裂加水平井是合理頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)方式。清水壓裂改變了以往依靠交聯(lián)凍膠延長(zhǎng)裂縫伎倆，既達(dá)成了增產(chǎn)效果，又減小了對(duì)地層傷害。同時(shí)壓裂技術(shù)作業(yè)特點(diǎn)是2口或2口以上井同時(shí)壓裂，尤其適適用于開(kāi)發(fā)中后期井眼密集時(shí)壓裂作業(yè)。水力噴射壓裂應(yīng)用不受完井方式限制，可在裸眼和各種完井結(jié)構(gòu)水平井實(shí)現(xiàn)壓裂，缺點(diǎn)是受到壓裂井深和加砂規(guī)模限制。重復(fù)壓裂能夠有效地改進(jìn)單井產(chǎn)量與生產(chǎn)動(dòng)態(tài)特征，除用來(lái)恢復(fù)低產(chǎn)井產(chǎn)能外，對(duì)于那些產(chǎn)量相對(duì)較高井提升產(chǎn)量一樣適用。清水壓裂作業(yè)成本低，地層傷害小，在國(guó)內(nèi)常規(guī)油氣開(kāi)發(fā)中應(yīng)用成熟，是現(xiàn)階段中國(guó)頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)儲(chǔ)層改造適用技術(shù)，對(duì)于開(kāi)采長(zhǎng)度（厚度）大頁(yè)巖氣井，能夠使用多級(jí)分段清水壓裂，在開(kāi)發(fā)中后期產(chǎn)量下降時(shí)，能夠使用重復(fù)壓裂技術(shù)重新改造。伴隨中國(guó)頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)技術(shù)成熟和開(kāi)發(fā)規(guī)模擴(kuò)大，同時(shí)壓裂技術(shù)是規(guī)?；?yè)巖氣開(kāi)發(fā)客觀需要[19]。5頁(yè)巖氣產(chǎn)能影響原因現(xiàn)在發(fā)覺(jué)具備商業(yè)價(jià)值頁(yè)巖氣藏有機(jī)質(zhì)類(lèi)型以I—II型為主。因?yàn)镮、II型干酪根往往具備較高吸附能力。頁(yè)巖中有機(jī)質(zhì)豐度與頁(yè)巖氣產(chǎn)能之間有著良好線(xiàn)性關(guān)系。不過(guò)頁(yè)巖孔隙中含水量和礦物組成改變會(huì)影響這種線(xiàn)性關(guān)系。頁(yè)巖中礦物成份以黏±、石英、方解石為主，其相對(duì)組成改變影響巖石力學(xué)性質(zhì)、孔隙結(jié)構(gòu)和對(duì)氣體吸附能力。天然開(kāi)啟裂縫在頁(yè)巖中并不常見(jiàn)，而因膠結(jié)而封堵裂縫是力學(xué)上微弱帶，輕易在壓裂中破裂，能夠壓裂頁(yè)巖帶才是頁(yè)巖成藏帶成功儲(chǔ)集天然氣關(guān)鍵[20]。5.1有機(jī)組分有機(jī)碳含量（TOC）與頁(yè)巖產(chǎn)氣率之間有良好線(xiàn)性關(guān)系，把TOC作為評(píng)價(jià)頁(yè)巖氣主要參數(shù)，原因有兩方面：其一因?yàn)轫?yè)巖氣運(yùn)移距離短，含氣面積經(jīng)常與頁(yè)巖分布面積相當(dāng)；TOC高，生氣潛力大，因?yàn)檫\(yùn)移不出去，其單位面積頁(yè)巖含氣率也高。其二因?yàn)橛袡C(jī)質(zhì)含有大量微孔隙，它對(duì)氣體有較強(qiáng)吸附能，同時(shí)烴類(lèi)氣體在無(wú)定形和無(wú)結(jié)構(gòu)基質(zhì)瀝青質(zhì)體中溶解作用也對(duì)增加氣體吸附能力作出了貢獻(xiàn)。裂縫性泥頁(yè)巖儲(chǔ)集層天然氣組成模式與常規(guī)天然氣藏不一樣,相當(dāng)部分頁(yè)巖氣以吸附狀態(tài)存在。氣藏投入開(kāi)發(fā)后,早期產(chǎn)量來(lái)自頁(yè)巖裂縫和基質(zhì)孔隙,伴隨地層壓力降低,頁(yè)巖中吸附氣逐步解吸,進(jìn)入儲(chǔ)集層基質(zhì)中成為游離氣,經(jīng)天然和誘導(dǎo)裂縫系統(tǒng)流入井底,即吸附氣解吸是頁(yè)巖氣開(kāi)采主要機(jī)制之一。5.2無(wú)機(jī)組分孔隙度中含水量對(duì)頁(yè)巖吸附烴類(lèi)氣體能力有主要影晌。因?yàn)樗紦?jù)了孔隙空間，降低了烴類(lèi)氣體吸附位置。頁(yè)巖中無(wú)機(jī)礦物成份主要是黏土、石莢、方解石，其相對(duì)組成改變影響了頁(yè)巖巖石力學(xué)性質(zhì)、孔隙結(jié)構(gòu)和對(duì)氣體吸附能力。黏土礦物與石英和方解石相比，因?yàn)榍罢哂休^多微孔隙和較大表面積，所以對(duì)氣量有較強(qiáng)吸附能力，不過(guò)當(dāng)水飽和情況下，對(duì)氣體吸附能力要大大降低。石英含量增加將提升巖石脆性。石英和碳酸鹽礦物含量增加，將降低頁(yè)巖孔隙，使游離氣儲(chǔ)集空間降低，尤其是方解石在埋藏過(guò)程膠結(jié)作用，將深入降低孔隙。脆性礦物含量是影響頁(yè)巖