页岩气测井评价技术

1、页岩气测井评价技术1) 有效页岩的厚度2) 页岩的有机质丰度3) 页岩的热演化程度4) 页岩的矿物组成 5) 页岩的含气量 6) 页岩的孔隙度 7) 页岩的渗透性 8) 构造格局北美地区页岩气评价包含16个参数，内容全面9) 沉积、构造演化史 10) 页岩横向连续性 11) 3D 地震资料情况 12) 地层压力特征 13) 压裂用水 14) 输气管网 15) 井场情况与地貌环境 16) 污水处理与环保1) 有效页岩的厚度2) 页岩的有机质丰度3) 页岩的热演化程度4) 页岩的矿物组成 5) 页岩的含气量 6) 页岩的孔隙度 7) 页岩的渗透性 8) 构造格局9) 沉积、构造演化史 10) 页岩

2、横向连续性 11) 3D 地震资料情况 12) 地层压力特征 13) 压裂用水 14) 输气管网 15) 井场情况与地貌环境 16) 污水处理与环保测井评价技术包括：识别有利储层地化参数计算储层参数计算岩石力学分析射孔方案优化测井项目用途自然伽马能谱必需深浅电阻率必需岩性密度必需补偿密度必需补偿声波必需井 径必需自然电位 (SP)可选测多极子声波 计算岩石力学参数、主应力方向等，推荐声电成像识别裂缝、孔洞、岩性、断层、构造等，推荐核磁共振提供准确的孔隙度、渗透率参数，识别流体类型，推荐地层元素（ECS、GEM等）识别粘土矿物类型、测量岩石矿物含量，推荐CBL/VDL、SBT固井质量评价，必需测

3、井系列选择建议ANS1井测井系列设计常规测井系列 测量目的：划分储层、孔隙度、渗透率、饱和度等地质问题。FMI-电阻率成像测井斯伦贝谢 测量目的：解决沉积、构造、裂缝、地应力、岩性等地质问题。ECS-元素俘获谱测井2170-2312m，2450-2599m,3100-3460m)斯伦贝谢 测量目的：提供地层主要元素含量，确定地层粘土含量、确定碳酸盐岩和黄铁矿等含量，区分粘土类型，辅助计算干酪根含量。核磁成像测井 测量目的：识别储层、有效孔隙度、渗透率、饱和度等地质问题。偶极子声波测井： 测量目的：预测压裂高度、地应力计算、岩石物理参数。测井地层评价包括：1、页岩生烃潜力评价2、热成熟度指标评价

4、3、页岩气储层参数评价4、吸附气含量计算5、游离气含量计算6、总含气量计算测井地层评价页岩气的地层评价涉及到很多方面的内容和技术，如地质学、地球化学、地球物理学、钻井工程、开发等。评价的日标、内容和手段，在勘探与开发的不同阶段又有一定的变化。测井作为一种高效的地球物理探测技术，在页岩气勘探和开发的不同阶段都将发挥重要作用。测井地层评价首先，利用测井资料发现和评价页岩气层是一种高效经济的方法。与昂贵的钻井取心相比，测井可以快速而准确地直接获取地层的多种物理性质，通过相关解释理论和方法，高效地对地层做出精细评价；其次，应注意到页岩在矿物组成、岩石物性和渗流特性上与砂岩有着很大的区别，因此传统测井解

5、释理论和方法对于页岩气层并不能完全适用，测井地层评价的内容和方法也有一定区别;另外，页岩气测井地层评价内容有一定的独特性。例如对页岩气藏来说，页岩本身既是源岩又是储层，天然气在页岩中的存在方式既有游离的又有吸附的测井地层评价主要任务总有机碳含量、成熟度、干酪根类型、气含量、埋藏史和演化程度是表征页岩气的重要指标，其中总有机碳含量、成熟度是决定性因素第一、页岩气地层的岩性和储集参数评价，包括孔隙度、含气量包括吸附气、游离气、渗透率等参数；第二、页岩的生烃潜力评价，主要包括干酪根的识别与类型划分、有机质含量、热成熟度等一系列指标的定性或定量解释；第三、岩石力学参数和裂缝发育指标评价特别是在资源调查

6、和勘探的初期，如何从烃源岩中寻找最有利的页岩气藏富集，是地球物理测井的首要任务北美页岩气主要储层参数指标测井地层评价 近几年，国外在页岩气测井评价力一面主要表达在对元素测井(ECS、GEM)、高分辨率测井和电阻率成像测井(FMI)的应用。另外有研究说明，感应测井X-分量中包含的岩石介电常数异常与干酪根的存在及其类型之间有一定的相关性。1-页岩生烃潜力测井评价页岩是否具有生烃能力，产生的是油还是气，主要与页岩中所含的有机物总量、类型，促成化学分解的微量元素和热成熟度有关。在一定的条件下，有机物先是变成干酪根，它是形成烃类物质的主要来源。研究说明，干酪根可分为四种类型，每种类型都直接关系到所要产烃

7、类型，即是油还是气干酪根分类及与产烃类型的关系类：湖泊或海洋环境，来源于藻类、浮游物等，含H高、O低，易于产油，也可产气。不多见，油气储量仅为2.7%类：中等深度海洋还原环境，来源于细菌分解后的浮游物遗骸，含H高、C低，在温度和成熟度高的条件下可形成油或气类：来源于沉积在浅海-深海环境或非海洋环境的陆地植物遗骸。含H低、O高，易生干气类：来源于腐蚀后再次沉积的古沉积环境。含C高、不含H，不具备烃潜能1-页岩生烃潜力测井评价因此，研究页岩中有机物总量、成熟度、微元素，确定干酪根的类型和含H量，有助于明确页岩气的成藏潜力用测井资料还可以评价干酪根的类型、有机质含量和反应成熟度的镜质体反射率Ro测井

8、资料计算总有机质含量TOC通常情况下，干酪根的形成多是在一个放射性元素U含量比较高的还原环境中，因而自然伽马曲线出现高值TOC与干酪根的含量、类型密切相关，因此通过求得TOC可知地层生烃能力1-页岩生烃潜力测井评价美国各页岩气藏都各具特点，但也有一些共同点理想含气页岩特征:总有机碳含量 TOC 4%热成熟度 VR 1.3%黑色页岩厚度 30米 脆性 1500米/异常高压沉积环境 海相页岩， 远岸远离三角洲复杂性 区域性沉积，构造复杂性低181-页岩生烃潜力测井评价主要页岩特征：总有机碳 (TOC)产气页岩中的TOC一般为1%-20%，0.5%是有潜力页岩气源岩的下下限；如果高于12%TOC，

9、页岩很可能太柔软，不能成功压裂。Marcellus页岩在TOC大于10%时水平管线被卡；如果是高热成熟页岩，TOC含量达到2%即可，因为原始TOC含量在生气前已经足够高；即使是更低TOC的页岩也能发现气体，但基本上达不到商业要求19BarnettHaynesvilleMarcellusEagle FordFayetteville总有机碳含量（TOC）% 2 - 70.5 4.02 - 122 - 64 101-页岩生烃潜力测井评价测井资料计算总有机质含量-TOC测井资料计算总有机质含量-TOC测井资料计算总有机质含量-TOC干酪根类型早期成岩作用1.251.341.48晚期成岩作用1.201.

10、191.18干酪根TOC转换因子2-热成熟度指标测井评价2-热成熟度指标测井评价成熟度指数MI与气油比GOR关系3-页岩气储层参数测井评价页岩的孔隙度、含气饱和度(游离气、吸附气)等储集参数是评价其地质储量，特别是含气量和生产能力的重要指标(1) 确定孔隙度 三孔隙度测井计算孔隙度 密度测井计算孔隙度。考虑到TOC的影响，计算公式为：3-页岩气储层参数测井评价(2)粘土含量 传统GR、电阻率或三孔隙度测井方法 ECS法4-吸附气含量计算岩石对天然气的吸附作用是一种复杂的物理化学过程。 含气量计算复杂 影响含气量的因素多 方法： 单元线形回归法 多元非线形回归法 等温吸附线法1单元线性回归法 4

11、-吸附气含量计算2多元非线性回归法国内外学者，充分考虑影响吸附的各种因素：4-吸附气含量计算3等温吸附线法 也广泛应用于煤层气领域4-吸附气含量计算难点：求准孔隙度和饱和度方法：吸附气量乘以某个系数; 利用泥质砂岩储层计算方法，加以改进：5-游离气含量计算1总含气量游离气含量吸附气含量6-总含气量计算 2 单元线性回归法6-总含气量计算吸附气饱和度 Sads(Gads / Gmax ) 100 Sads为吸附气饱和度； Gads为吸附气含量；Gmax为兰氏体积，即最大吸附量。游离气饱和度 难以消除泥质影响 基于阿尔奇公式的各种变形 6-含气饱和度计算核磁共振在页岩气评价中的作用提供准确的孔隙度

12、自由气体体积可动水根据T2分布识别油、气计算TOC(综合其他测井资料核磁共振在页岩气评价中的作用没有放射性源测量孔隙流体中的含H量岩石骨架不对核磁共振测井产生信号即使是低孔隙度、复杂岩性地层，核磁孔隙度也可靠核磁共振在页岩气评价中的作用核磁共振在页岩气评价中的作用核磁共振在页岩气评价中的作用核磁共振在页岩气评价中的作用核磁共振在页岩气评价中的作用地应力分析及岩石力学参数计算 钻井、压裂作业前需了解工区应力、压力等资料，岩性、物性、弹性模量、波松比等参数，计算破裂、坍塌剖面，评估地层的可压裂性，制定钻井以及压裂设计方案。 上述重要资料均可以利用测井资料方便、经济的求取，计算所需的纵横波速度、井眼长轴方向等数据可以由中子、密度、多极子声波、双井径等测井方法获得。 完井方案优化最终优选出来的作业目标应是气藏质量和完井质量完美结合的产物，即 RQ X CQ。避射选射页岩气开发中的测井解释技术 页岩的孔隙度和基岩渗透率都非常低，如果页岩中裂缝发育，在一定程度上可以补偿基质的低渗透率。因此，在页岩气的开发阶段，