據張金川教授
頁岩氣有經濟價值的開發必備條件:
(1)岩石組成一般為30-50%的粘土礦物、15-25%的粉砂質(石英顆粒);
(2)泥地比不小於50%;
(3)有機碳含量一般小於30%;
(4)toc:底限0.3%,一般不小於2%;
(5)ro:0.4%-2.2%,高可至4.0%;
(6)淨厚度:不小於6m;一般在30m以上。
(7)岩石物性:ф≤10%,ф含氣= 1-5%,k取決於裂縫發育程度;
(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:不大於3800(4000)m
頁岩氣成藏並具有工業價值的基本條件是:氣藏埋藏較淺且泥頁岩厚度較大, 母質豐富且生氣強度較大以及裂縫發育等。
據侯讀傑教授
toc:一般>4%,有機碳含量大於3%;( 據burnaman (2009) toc一般不小於2% )
ro:一般在1.1%以上,ro為1.1%~3.0%
厚度:高有機質豐度泥岩(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、長石等礦物含量大於25%
岩石物性:ф≤10%,ф含氣= 1-5%,k取決於裂縫發育程度;
地層含氣:廣泛的飽含氣性,吸附態一般》40%;
深度:<4000m
toc含量、富有機質頁岩厚度與有機質成熟度被認為是決定頁岩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:具有工業價值的頁岩氣藏toc>1% ,隨著開採技術的進步,有機碳下限值可能會降低至0.3%;(schmoker 認為產氣頁岩的有機碳含量(平均)下限值大約為2%;bowker 則認為獲得乙個有經濟價值的勘探目標有機碳下限值為2.
_5% ~ 3%。)
成熟度:變化範圍較大,一般》0.4%
厚_ 度:具有良好頁岩氣開發商業價值的頁岩厚度下限為9 m;
據李延鈞教授等
頁岩埋深:小於3000m,深於3000m 作為資源潛力區
頁岩單層厚度:大於30 m
有機碳含量(toc):2.0% 以上
矽質含量: >35%,易於形成微裂縫;
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岩氣評價指標提出了頁岩氣分級評價標準如下圖所示:
據 rimrock energy, 2008 頁岩氣優選標準
how we look for in a gas shale? (rimrock energy, 2008)
burnaman(2009)認為:
對於頁岩氣的形成而言,擁有高toc的頁岩的連續厚度至少為45m (150ft)。但這一數值並不是絕對的,厚度的下限標準還取決於其它toc等指標,高toc值頁岩的厚度下限可以低於上述界限。如haynesville頁岩中一些井的頁岩厚度就小於150ft,但由於擁有較高的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岩氣儲層往往分布面積廣、埋深適中、厚度大(大於30m)、有機質豐度高(toc > 2%)、成熟程度適中( ro介於1. 1% ~ 2. 5%)、含氣量較高( 3~ 10 m3/ t )、產水量較少、黏土含量中等(小於40%)和脆性較高(即低泊松比、高楊氏彈性模量)以及圍岩條件有利於水力壓裂控制。
據國外主要頁岩氣開採盆地相關文獻調研:
美國大規模商業開發的五大含氣頁岩系統厚度為31-579m(頁岩淨厚度為 9-91m),目前頁岩氣單井產量和年產量較高的barnett頁岩系統厚度為61-300 m(頁岩淨厚度為15-60 m);
加拿大核心開採區的頁岩厚度為 100-1000 ft(30-300 m)。富含有機質的泥頁岩厚度越大,就越能保證頁岩氣資源量和壓裂改造的條件。
國外已進行商業開採的頁岩氣厚度特徵
總體分析:泥頁岩作為頁岩氣生成和賦存的主體,一定的含氣泥頁岩厚度是形成頁岩氣富集區的基本條件,也是影響頁岩氣資源豐度高低的重要因素,控制著頁岩氣藏的經濟效益, 根據頁岩厚度及展布範圍可以判斷頁岩氣藏的邊界。到目前為止,具有經濟價值頁岩氣藏的頁岩厚度下限還沒有被明確提出來。
但是美國密執安盆地antrim頁岩氣藏頁岩的最小厚度大約為9.1m, 福特沃斯盆地的barnett頁岩氣藏30.5 m 的頁岩厚度已被證明具有商業開採價值。
頁岩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岩氣藏的頁岩厚度標準有:>6m 、>9m、>15m、>30 m、>45m
但是在頁岩氣成藏條件中,儘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岩氣仍然具有很好的產能,對比分析美國不同盆地的頁岩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,隨著開採技術的進步(水平壓裂技術的應用),頁岩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%、岩石總孔隙度3%、淨頁岩厚度6m等條件下亦可分別形成頁岩氣藏。
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採標準為》=30m。
(據curtis , 2002)
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頁岩氣調研報告
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