页岩气测井评价技术简介课件

思考题1、什么是页岩气？页岩气有什么特点？2、页岩气储层岩性有哪些特点？3、页岩气储层测井特征？4、页岩气储层参数与常规储层参数有哪些不同？5、页岩气储层测井评价主要要做好哪些事情?

页岩气简介页岩气储层测井识别页岩气测井解释建模方法页岩气测井综合解释应用实例页岩气测井评价技术简介页岩气(shalegas)深盆气（deepgas）致密砂岩气（tightgas）

天然气水合物（Arcticandsub-seahydrates）煤层气（coal-bedmethane）页岩气是继致密砂岩气和煤层甲烷气之后第三种重要的非常规油气资源，具有含气面积广泛、资源量大、生产寿命长、产量稳定等特点页岩气是指主要以吸附或游离状态赋存于暗色泥岩、页岩的天然气。非常规天然气（unconventionalnaturalgas）页岩气定义

页岩气简介

页岩气是一种特殊的非常规天然气。具有自生自储、无气水界面、大面积连续成藏、低孔、低渗等特征，一般无自然产能或低产，需要大型水力压裂和水平井技术才能进行经济开采，单井生产周期长。页岩气特点

页岩气简介

全球页岩气资源量很丰富，预计达456.24×1012m3，相当于常规天然气的1.4倍，主要分布在北美、中亚、中国、中东、北非和前苏联。

页岩气资源量

页岩气简介国内页岩发育在古生界海相、中新生界陆相盆地据类比法预测，我国页岩气资源前景约30万亿方国内页岩气资源分布

三大海相页岩分布区南方古生界海相页岩华北地区下古生界海相页岩塔里木盆地寒武-奥陶系海相页岩

五大陆相页岩分布区松辽盆地白至系湖相页岩准噶尔盆地中一下侏罗统湖相页岩鄂尔多斯盆地上三叠统湖相页岩吐哈盆地中一下侏罗统湖相页岩渤海湾下第三系湖相页岩

页岩气简介页岩气储层岩性特征页岩的矿物成分比较复杂,除伊利石、蒙脱石、高岭石等粘土矿物以外,常含有石英、方解石、长石、云母等碎屑矿物和自生矿物；矿物成分的变化影响了页岩对气体的吸附能力，页岩中的吸附态甲烷主要分布在伊利石表面,其次吸附于干酪根之中；石英、碳酸盐矿物含量增加,岩石的脆性提高

，在外力作用下，易形成裂缝。

页岩气简介页岩微孔隙特征——微米～纳米级，基质微孔隙＋溶蚀孔隙＋有机孔隙岩孔、金沙剖面，∈1q，黑色页岩中生烃残留孔（？）

有机质生烃体积缩小形成的微孔隙威远

龙马溪组

贵州金沙县岩孔剖面筇竹寺组威106井筇竹寺组重庆城口石溪河剖面五峰组贵州金沙县岩孔剖面筇竹寺组有机质中蜂窝状微孔(直径0.1-1μm)

页岩气简介页岩气藏储层特征页岩气藏一般呈现低孔、低渗的物性特征孔隙度<4%～6%，（常规8－30%）渗透率小于0.001～2×10-3μm2，（常规50－2000）处于断裂带或裂缝发育带的页岩储层渗透率可以大幅度提高孔隙度最高可达11%渗透率2×10-3μm2左右含水饱和度一般Sw＜45%

页岩气简介典型的页岩气产量递减曲线低产，无自然产能，所有井都要实施压裂改造。据美国资料统计：40%的井初期裸眼测试时无天然气流55%井初始无阻流量没有工业价值直井压裂改造后，产能8063方/d水平井压裂改造后，产能最高可达10万方/d以上生产周期比较长年递减率小于5%，一般为2%～3%一般的页岩气田开采寿命可达30～50年USGS最新数据显示，Barnett页岩气田开采寿命可达80～100年低产，无自然产能，生产周期长页岩气生产特征

页岩气简介

页岩气简介页岩气储层测井识别页岩气测井解释建模方法页岩气测井综合解释应用实例四、页岩气测井评价技术简介

页岩气储层测井识别自然伽马能谱：页岩气层的自然伽马值显示高值，这是由于：页岩中泥质含量高，泥质含量越高伽马放射性就越高；某些有机质中含有高放射性物质；一般性地层中，泥页岩在地层中伽马显示最高值（>100）；总自然伽马和无铀伽马的差异幅度反映了地层中有机质含量的多少

。井径测井：砂岩显示缩径；泥页岩一般为扩径。常规测井识别声波时差测井：页岩气储层声波时差值显示高值。页岩比泥岩致密，孔隙度小，声波时差介于泥岩和砂岩之间。遇到裂缝气层有周波跳跃反应，或者曲线突然拔高。页岩有机质含量增加时，其声波时差增大；声波值偏小，则反映了有机质丰度低。常规测井

页岩气储层测井识别常规测井识别地层密度测井：地层密度为低值。地层密度值实际上测量的是地层的电子密度，而电子密度相当于地层体积密度；页岩密度为低值，比砂岩和碳酸岩地层密度测井值低；但是比煤层密度值高出很多；随着有机质和烃类气体含量增加将会使地层密度值更低；存在裂缝，也会使地层密度测井值降低。

页岩气储层测井识别常规测井识别电阻率测井：页岩深浅探测电阻率均显示低值。页岩气的电阻率影响因素复杂，主要是：页岩泥岩含量高，束缚水饱和度高，而这两者的电阻率都很低；页岩气储集层低孔低渗，使得泥浆滤液侵入范围很小，侵入带影响很小，深浅曲线值非常相近，这反映了页岩气储集层的渗透率值低；有机质电阻率高，干酪根的电阻率为无限大；在有机质丰度高的地层中，电阻率测井值为相对高值。

页岩气储层测井识别常规测井识别元素俘获能谱测井(ECS)

通过谱分析图观测页岩的矿物含量；能够识别泥页岩中黏土、石英、长石、碳酸盐岩、黄铁矿等成分的含量。微电阻率扫描成像测井(FMI)

识别真假裂缝和各种非均质构造；识别小的断层，对页岩进行分层。特殊测井识别

页岩气储层测井识别交叉偶极声波（DSI）提取质量可靠的纵波、横波、斯通利波时差，判别储层的有效性；计算岩石力学参数；用于地层各向异性分析;核磁共振测井（CMR)分析泥页岩孔隙结构，求取有效孔隙度;计算泥页岩的束缚水饱和度；计算泥页岩的渗透率特殊测井识别

页岩气储层测井识别

页岩气测井解释建模方法

应用岩心分析资料结合测井资料建立各种参数的解释模型。

岩性组份和含量有机质丰度孔隙度含气量岩石力学参数有机质成熟度裂缝参数

岩性组份和含量建模有岩心分析资料和元素俘获测井数据时：岩心刻度元素俘获测井建立的钙质岩类、硅质岩类、粘土、长石、黄铁矿等参数的解释模型；有岩心分析资料，无元素俘获测井数据时：岩心刻度常规测井，采用多元统计回归、最小二乘法等方法建立的钙质岩类、硅质岩类、粘土、长石、黄铁矿等参数的解释模型；无岩心分析资料时，有元素俘获测井数据时：用元素测井经验模型进行计算钙质岩类、硅质岩类、粘土、长石、黄铁矿等参数；无岩心分析资料时，无元素俘获测井数据时：用去铀伽马、中子-密度交会等方法计算各种矿物成份与含量

。

页岩气测井解释建模方法有机碳丰度（TOC）测井计算模型

1、线性回归法：岩心分析数据刻度自然伽马能谱、体积密度、声波时差→TOC。2、电阻率与声波时差重叠法：3、体积模型法：利用声波时差（或岩性密度、补偿密度、补偿中子）和电阻率测井的参数对，通过三角形方式计算TOC。

页岩气测井解释建模方法含气量计算

1、吸附气含量估算方法线性回归法：利用实验得到的解析气含量与补偿密度测井值建立的区域含气量经验模型计算；等温吸附线法：按朗格缪尔方程估算：2、游离气含量估算方法直接估算法：游离气含量=吸附气含量；经验模型估算：3、总气含量估算方法总含气量=游离气含量+吸附气含量

页岩气测井解释建模方法岩石力学参数计算

岩石力学试验资料刻度多极子阵列声波测井→建立提取地层的纵横波时差及比值→计算泊松比、杨氏模量、切变模量、体积压缩系数、地层破裂压力梯度等岩石力学参数→计算水力压裂裂缝高度。有机质成熟度指数计算

孔隙度测井+岩心分析→经验模型。裂缝参数计算

岩心刻度成像测井→页岩储层裂缝宽度、长度、密度等参数，并描述裂缝的产状、岩性等

页岩气测井解释建模方法

页岩气简介页岩气储层测井识别页岩气测井解释建模方法页岩气测井综合解释应用实例四、页岩气测井评价技术简介

测井测井综合解释2、有利储集段评价有利储层段评价标准：泥质含量≤40％脆性矿物含量≥55%TOC≥2%储层分类标准：Ⅰ类：孔隙度≥5%、TOC≥5%Ⅱ类：3%≤孔隙度＜5%、3%≤TOC＜5%III类：1%≤孔隙度＜3%、2%≤TOC＜3%1、有利储集段划分测井、地质、气测等资料结合定性划分页岩气有利储集段。3、可压裂性分析与评价脆性矿物含量、泊松比、杨氏模量、切变模量、体积压缩系数；地层破裂压力梯度、地应力、水力压裂裂缝高度;判断岩层的可压裂性，推荐易于压裂的井段和布井方向。

测井测井综合解释

页岩气简介页岩气储层测井识别页岩气测井解释建模方法页岩气测井综合解释应用实例四、页岩气测井评价技术简介NamedSoroush等指出，在页岩气储层测井为了防止井眼垮塌，通常采用油基泥浆钻井；为了评价裂缝，通常采用油基泥浆电阻率成像测井(OBMI)和超声成像测井(UBI)；成像测井评价裂缝右图为Barnett层的OBMI与UBI的比较。左图为成像测井在水平井中识别页岩气储层层理和裂缝实例。

应用实例上部含气页岩为Oklahoma州泥盆一密西西比系Woodford页岩表现为伽马、电阻率高值;Pe低值;密度、中子孔隙度高值下部为Sylvan地层，不含气，测井曲线（与页岩气层相比）差异明显。判断含气页岩

应用实例含气页岩的典型测井曲线图计算孔隙度、渗透率、饱和度、有机碳含量

应用实例有研究表明，页岩气储层的含气量主要取决于其总有机碳含量确定总有机碳含量(TOC)

根据自然伽马测井资料计算TOC。Schmoker于1981年对美国Illinois州NewAlbany页岩岩心进行研究，发现自然伽马测井值与TOC呈线性关系。

应用实例Schmoker于1979年对美国Illinois的NewAlbany页岩岩心进行研究，发现TOC与密度测井值之间具有良好的相关性，因此利用密度测井资料计算总有机碳含量。根据密度测井资料计算TOC。

应用实例电阻率-孔隙度曲线叠合图也可以用于确定TOC，这种方法也称为△lgRt法；Passey等(1990)给出了利用声波时差和地层电阻率计算TOC的数学表达式:△lgRt法求取TOC

应用实例

在压裂中必须进行优化设计，为此必须进行演示物理参数的计算包括脆性、闭合压力、压裂宽度、杨氏模量、泊松比等计算方法。计算储层岩石力学参数

应用实例

应用实例威201井筇竹寺组

国内第一口页岩气井

气产量为：1.08×104m3/d射孔井段(m)射厚(m)2675-268052695-27005四、页岩气测井评价技术简介

测井类别测井项目备注必测项目综合测井双感应-八侧向

补偿中子

岩性密度

长源距声波或补偿声波

自然伽马能谱

自然伽马

自然电位

井径采用盐水钻井液时，用双侧向-微球型聚焦测井代替感应测井。标准测井井斜方位

自然伽马

自然电位

双感应

长源距声波或补偿声波

选测项目核磁共振成像

声、电成像测井

多极子阵列声波

元素俘获能谱测井

井壁取心

碳氧比能谱测井根据地区需要选择；

裸眼井录取资料困难时，可以考虑选择碳氧比能谱测井。页岩气测井项目四、页岩气测井评价技术简介

各测井项目在页岩气测井评价中的作用项目测井内容解决问题常规项目自然电位、自然伽马、双感应八侧向电阻率、补偿声波、补偿中子、岩性密度、井径岩性识别、参数计算、烃源岩TOC计算以及页岩气有利储集段划分。特殊测井项目自然伽马能谱计算有机碳含量TOC、热解生烃潜量。核磁共振测井计算总孔隙度、有效孔隙度、渗透率等地质参数电成像测井裂