頁巖A區儲量計算方法

索 蘇

（東北石油大學， 黑龍江 大慶 163318）

頁巖A區儲量計算方法

索 蘇

（東北石油大學， 黑龍江 大慶 163318）

頁巖氣作為一種新型的非常規油氣資源，因其儲量大，開采周期長等特點，已成為當前能源研究的重點，精確的資源評價對區塊的開發和發展尤為重要。對勘探區塊精確的資源評價，有利于進一步了解評估該區塊，對下一步的開發具有一定的指導意義。利用體積法對頁巖A區的吸附氣進行評估計算，利用容積法對該區塊溶解氣進行評估計算，這對該區塊的認識及開發具有重要意義

頁巖氣；資源評價；地質儲量；采收率；可采儲量

據不完全統計，目前國內外已有的油氣資源定量評價方法多達近百種，方法雖然眾多，但每種方法都有其適用的特定條件，因此，需要針對自己的需要而選擇恰當的方法。

頁巖氣以吸附氣、游離氣和溶解氣三種狀態儲藏在頁巖層段中，頁巖氣總地質儲量為游離氣、吸附氣和溶解氣的地質儲量之和；當頁巖層段中部含原油時則無溶解氣地質儲量。

根據含氣頁巖層段儲層情況確定頁巖氣地質儲量計算方法。計算主要采用靜態法了根據氣藏情況或資料情況也可采用動態法；可采用確定性方法，也可采用概率法[1-7]。

根據《頁巖氣資源儲量計算與評價技術規范》，采用體積法對頁巖A區儲量進行計算[8]。

本次研究目標區塊為頁巖A區塊，地形圖如圖1.1所示。該區塊總體為我國南方丘陵山地，受到來自北西方向擠壓應力作用，以正向構造為主，各背斜帶之間以寬緩向斜帶為界。海拔最高675 m，最低250 m，多在400～600 m之間，目標區塊在圖中以紅色區域標出。

圖1 區塊地形圖Fig.1 Block topographic map

1 頁巖A區儲量計算

頁巖氣主要游離于頁巖的基質孔隙、微裂縫內或吸附在粘土和有機質的顆粒表面。本區塊中的頁巖氣以游離氣和吸附氣兩種狀態存在，根據附錄對該區塊進行儲量計算[9-11]。

1.1 吸附氣地質儲量計算

計算頁巖層段中吸附在泥頁巖粘土礦物和有機質表明的吸附氣地質儲量時，采用體積法，見式（1）。

式中：GX—吸附氣地質儲量（×108m3）；

Ag—頁巖含氣面積,km2；

h—有效頁巖厚度,m；

ρy—頁巖密度,t/m3；

CX—吸附氣含量,m3/t；

Zi—頁巖氣偏差系數。

根據區塊拐點坐標，其拐點坐標見表 1。計算該區塊面積，Ag=41.5 km2。

基礎數據中給出了各單井的巖心測試數據，根據加權平均，計算頁巖密度ρy。

計算吸附氣地質儲量所需各參數見表2。

表1 區塊拐點坐標Table 1 Coordinate of the break point

表2 頁巖A區吸附氣地質儲量計算基本參數表Table 2 Basic parameters for calculating geologic reserve of adsorbed gas in shale gas block A

帶入數據至式（1），得Gx=233.56×108m3。即該區塊吸附氣的地質儲量為233.56億m3。

1.2 游離氣地質儲量計算

計算頁巖層段中儲集在頁巖基質孔隙和夾層孔隙中的游離氣地質儲量時，采用容積法，見式（3）。

式中：Gy—游離氣地質儲量（×108m3）；

Ag—頁巖含氣面積,km2；

h—有效頁巖厚度,m；

φ—含氣頁巖孔隙度；

Sgi—含氣飽和度；

Bgi—原始頁巖氣體積系數。

通過加權平均，計算平均孔隙度φ。

原始含氣飽和度Sgi=1-Swi=65.9%。

Bgi為體積壓縮系數，無因次。

式中：Psc—地面標準壓力，0.1 MPa；

T—地層溫度，單位K，358.92 K；

Pi—原始地層壓力，MPa，Pi=h×Kp；

Tsc—地面標準溫度，單位K，289 K；

Kp—壓力梯度，MPa/100m，通過加權平均。

計算得：Kp=1.426 , Pi=35.359。

由式（5）計算得體積壓縮系數Bgi=0.003 73。

表3 頁巖A區游離氣地質儲量計算基本參數表Table 3 Basic parameters for calculating geologic reserve of free gas in shale gas block A

帶入式（3）計算得到頁巖A區的游離氣地質儲量為310.65×108m3，即該區塊游離氣地質儲量為310.65億m3。

1.3 地質儲量計算

當頁巖層段不含油時，不計算溶解氣地質儲量，將式（1）和式（3）計算的吸附氣和游離氣地質儲量相加，即為頁巖氣總地質儲量，見式（7）。

式中：Gz—頁巖氣總量（×108m3）；

Gx—吸附氣總量（×108m3）；

Gy—游離氣總量（×108m3）。

帶入計算得，頁巖氣總地質儲量為544.21×108m3，即該區塊頁巖氣地質儲量為544.21億m3。

2 可采儲量的計算

2.1 采收率計算

氣田投入開發生產一段時間后，按照頁巖氣儲量計算技術規范，可采儲量的評價可采用物質平衡法、產量遞減法、類比法和采收率計算法等方法進行計算。由于中國尚無開發成熟的頁巖氣藏，區塊剛剛進入生產期，遞減規律無法掌握，方案只選擇物質平衡法和采收率計算法進行計算。采收率計算法中用類比法和等溫吸附法進行采收率的確定。本區塊采用采收率計算進行可采儲量評價。

（1）類比法

類比法確定頁巖氣采收率，是根據與已開發氣田或鄰近氣田的地質參數和工程參數進行類比得出。該方法依據氣藏類型、儲層特性和開發方式、廢棄壓力等情況，應用水平井（組）動態生產資料和儲層資料與開發成熟地區相似條件頁巖氣田類比。不該方法強調局限于對比氣區與研究氣區地質條件相近的頁巖氣田，而與兩者之間的地理位置無太大關系。

（2）公式法

對該區塊的廢棄壓力進行計算，根據經濟—產能方程法

式中：Pa—頁巖氣廢棄壓力，MPa；

D—深度，m。

頁巖氣進行修正，加上40%。

頁巖氣藏吸附氣的采收率的計算式分別為

式中：ERa—吸附氣采收率（%）；

Pa—頁巖氣廢棄壓力，MPa；

PL—蘭氏壓力，MPa，6.5 MPa；

Pi—原始地層壓力，MPa。

頁巖氣藏自由氣的采收率的計算式分別為

式中：ERf—吸附氣采收率,%；

Pa—頁巖氣廢棄壓力，MPa；

Pi—原始地層壓力，MPa；

Zi—頁巖氣偏差系數；

Za—廢棄壓力下的偏差系數。

將數據帶入公式得：Za=0.332 8；ERa=45.76%；ERf=50.06%。

式中：E—綜合采收率,%；

ERf—吸附氣采收率,%；

ERa—游離氣采收率,%；

Gz—頁巖氣總量（×108m3）；

Gx—吸附氣總量（×108m3）；

Gy—游離氣總量（×108m3）。

通過式2.7計算得，該區塊的采收率為48.37%。

2.2 可采儲量計算

頁巖A區的地質儲量為544.21億m3，根據公式法求取采收率，得到該區的采收率為48.37%，進而計算得到可采儲量為263.23×108m3。

3 結 論

（1）利用體積法計算頁巖A區吸附氣的地質儲量為233.56億m3，利用容積法計算游離氣地質儲量為310.65億m3，頁巖A區總地質儲量為544.21億m3。

（2）利用公式法計算得頁巖 A區采收率為48.37%，可采儲量為263.23億m3。

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Calculation Methods of Reserves in Shale Gas Block A

SUO Su
（Northeast Petroleum University, Heilongjiang Daqing 163318，China）

Shale gas as a new type of unconventional oil and gas resources with large reserves and long production cycle has become the focus of the current energy research. At the same time, accurate resource evaluation is particularly important to exploration and development of the blocks. Accurate prospecting for resources evaluation is beneficial to further understand the block, so it has a certain guiding significance to evaluate the blocks for the next step development. In this paper, adsorbed gas and dissolved gas in the shale block A were evaluated. The evaluation calculation of the block is important to understand and develop this block.

Shale gas; Resources evaluation; Geological reserves; Recovery; Recoverable reserves

TE 122.1

A

1671-0460（2015）08-1984-03

2015-07-06

索蘇（1987-），女，遼寧盤錦人，碩士研究生，東北石油大學地球科學學院。E-mail：suosu123@126.com。