页岩气资源量分类评价方法

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国内现阶段对包括页岩气资源量评价方法的研究还很少。但就常规天然气而言，其资源评价方法主要有地质类比法、容积法和动态法等。地质类比法比较粗略，但方便实用，特别是在勘探初期探井基础数据不足情况下较为合适；容积法则评价精细，计算周全，比较适合开发设计前的储量预测；动态法则是开发后期时采用的评价方法。由于页岩气的赋存方式与常规天然气有很大不同，结合以上方法的特点，可采用容积法对页岩气进行资源分类评价。
1.页岩气的赋存方式和机理
页岩气的赋存状态主要包括吸附态和游离态两种。与常规气赋存方式不同的是，大部分的页岩气主要是吸附在有机质或矿物颗粒表面和矿物晶格之中，而少量的则游离于页岩内部颗粒和裂隙孔隙空间中。由此，可将页岩气资源量分为吸附气量和游离气量两大部分，而吸附气量占页岩总气量的绝大部分，有些区块可高达80%以上。
一般认为，页岩的孔隙度和渗透率都很低，但其内部孔隙的表面积很大，相比较而言颗粒孔隙的表面积比裂缝孔隙的表面积要大几倍，因而主要是颗粒孔隙为天然气提供了足够的吸附场所。在地下页岩层中，有机质和矿物颗粒分子间存在吸引力作用，即范德华力，其产生的吸附场会将甲烷分子吸附到有机质和矿物颗粒的表面上，使得甲烷气体以吸附状态保存下来。反之，随着地层压力的降低吸附气之间的动能逐渐增加，就会使气体分子克服范德华力的束缚而从页岩颗粒表面解析出来成为游离气，存在于颗粒孔隙和裂缝系统中。
2.页岩气的资源分类评价方法
容积法是页岩气资源评价较为常用的一种方法，是建立在页岩气的赋存方式和资源分类的基础上。因此，容积法所估算的页岩气具体包括四种，即页岩孔隙和天然裂缝内的游离气、干酪根和粘土颗粒表面的吸附气、液态烃(干酪根、沥青)和水中的溶解气。总气体量则是以上四种气体量的总和，表示岩石中单位质量所含气体的体积。通常吸附气含量与溶解于油中的气体含量一起计算，溶解于水中的气体含量几乎小到可以忽略；因此通过计算吸附气量和游离气量，就能最终得到所需要的总气体量Gst，单位cm3/g。
（1）吸附气量的估算
吸附气量占页岩总气量的绝大部分，由于页岩气与煤层气具有相似的吸附、解吸附机理，因而目前主要借鉴煤层气中吸附气的评价方法来计算页岩中的吸附气量，即采用兰格缪尔等温吸附模拟试验，通过拟合实测样品的吸附气含量与压力值，建立两者的关系模型，进而推广到其它实际的计算中。兰格缪尔等温线表示岩样饱和时在特定压力下所能吸附的天然气量。天然气吸附量会随压力增加按等温线所描述的动态轨迹变化，且其吸附能力以非线性形式逐渐减弱。在压力较低时，页岩就能吸附大量的天然气，并随着压力的增加，天然气的吸附量逐渐趋于饱和。
（2）游离气量的估算
虽然在页岩气产量中以有机质和粘土矿物表面的吸附气为主，但储集在裂缝、基质孔隙等空间中的游离气资源潜力仍然很大，经济可采性高。通过对游离气与其它地质参数的分析，可采用公式对游离气进行计算。游离气量与有效孔隙度存在密切关系，而有效孔隙度可以由地层体积密度拟合计算得出。
页岩气资源量评价有许多方法，容积法是一种较为常用的资源评价方法。它是建立在页岩气的赋存方式和资源分类的基础上进行的，即分别对页岩中的吸附气量和游离气量进行估算，从而得到所需要的总气体量。
通过兰格缪尔等温吸附模拟试验，拟合出井中实测点样品的吸附气含量与压力值，建立起两者关系的计算模型就能实现对页岩吸附气量的估算；而利用游离气量与有效含气孔隙度之间的密切关系，并拟合有效含气孔隙度和地层体积密度的关系来估算页岩的游离气量。
采用资源分类评价方法对四川盆地南部某页岩气井区的资源量进行评价，应用效果较好，值得推广。但该方法需要利用到实测的相关数据，而在资料不全或是不充分的情况下，就不容易开展工作，还会影响到最终的结果。

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bunny2659

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