第22卷增刊Vol 22 Suppl2004年5月ACTA SEDIMENTOLOGICA SINICAMay 2004文章編號:1000-0550(2004)增刊-0079-05天然氣資源評價重點參數(shù)研究劉成林22劉人和2羅霞2謝增業(yè)2李劍2曾慶猛11(石油大學北京102249)2(中國石油勘探開發(fā)研究院魔坊分院河北廊坊065007)摘要天然氣資源評價重點參數(shù)主要包括產(chǎn)氣率運聚系數(shù)區(qū)帶評價參數(shù)與可采系數(shù)等4項。首先,通過生物氣模擬、不同類型干酪根的產(chǎn)氣率模擬實驗建立生物氣煤巖、不同類型泥巖與碳酸鹽巖的產(chǎn)氣率圖版;其次,通過相關分析建立運聚系數(shù)與地質參數(shù)的關系模型:運聚系數(shù)=0.298-0.00259×烴源巖年齡+0.218×有機碳含量0.00223成戴關鍵時刻一0.00236×蓋層厚度+0.0009×蓋層埋深一0.286×不整合數(shù)+0.000104×儲層年齡;第三,在大量統(tǒng)計分析的基礎上建立中國天然氣區(qū)帶地質評價參數(shù)體系與取值標準;最后,基于巖性和驅動類型兩大因素將天然氣藏分為5種類型,其中:碎屑巖水驅氣藏的可采系數(shù)為50%~70%碎屑巖氣驅氣戴75%~90%,碳酸鹽巖水驅氣藏55%~80%碳酸鹽巖氣驅氣藏80%~95%致密氣藏40%~55%。關鍵詞天然氣資源評價產(chǎn)氣率可采系數(shù)第一作者簡介劉成林男1970年出生博土研究生礦物學、巖石學與礦床學中圖分類號P593文獻標識碼A評價方法與參數(shù)研究是天然氣資源評價的兩大核菌培養(yǎng)產(chǎn)生生物氣,由此得到不同溫階下各類有機質心內容,評價參數(shù)是評價方法的基礎,其值的準確與否的生物氣產(chǎn)率。在模擬實驗結果的基礎上,結合前人的直接影響評價方法的有效性。產(chǎn)氣率、運聚系數(shù)是成因研究結果φ~3,分別建立了淡水環(huán)境、濱海環(huán)境和鹽湖法的關鍵參數(shù),產(chǎn)氣率求取天然氣生成量、運聚系數(shù)計環(huán)境中不同類型有機質的生物氣產(chǎn)氣率圖版及演化模算天然氣聚集量;區(qū)帶評價參數(shù)標準是類比法的依據(jù),式(圖1)通過區(qū)帶評價參數(shù)標準,對已知與未知區(qū)帶進行評分,(1)無論是在哪種環(huán)境中,有機質的生物氣生成定量評價二者天然氣成藏地質條件的差異,從而評價量一般具有I型>1型>Ⅱ型的規(guī)律未知區(qū)帶的資源豐度?？刹少Y源量的計算是中國資源(2同樣有機質類型,不同環(huán)境生物氣產(chǎn)量不同評價與國際接軌的重要體現(xiàn)而可采系數(shù)是將地質資一般是濱海環(huán)境中生物氣量最高,為125m2/t·有機源量轉化成可采資源量的關鍵參數(shù)。在大量模擬實驗質;其次是淡水環(huán)境,為110m3/t·有機質;鹽湖環(huán)境與統(tǒng)計分析的基礎上,對產(chǎn)氣率、運聚系數(shù)、區(qū)帶評價最低,為85m3/t·有機質;參數(shù)與可采系數(shù)等4項天然氣資源評價重點參數(shù)進行(3)生物氣大量生成溫度,一般分布在30℃~了研究。60℃之間,但不同環(huán)境的有機質生氣高峰有所差異濱不同類型氣源巖的產(chǎn)氣率海環(huán)境生物氣生成高峰55℃,而淡水環(huán)境和鹽湖環(huán)境生氣高峰在40℃左右由于生物氣生氣機制與干酪根成氣和原油熱裂解1.2干酪根和原油裂解氣產(chǎn)氣率氣的生氣機制不同,因此其產(chǎn)氣率與干酪根和原油裂對于不同類型氣源巖油產(chǎn)氣率,國內外學者及解氣產(chǎn)氣率求取方式不同。生物氣主要采用厭氧細菌二輪資源評價中已做過大量的工作。較多的實驗是應在不同溫度下進行細菌培養(yǎng)生成生物氣的方法進行模用熱壓模擬方法對各種類型烴源巖進行產(chǎn)油及產(chǎn)氣率擬實驗,干酪根和原油裂解氣主要采用封閉和開放體實驗,這種方法所計算的產(chǎn)氣率包括了原油全部裂解系下相同類型氣源巖進行模擬實驗,并將上述兩種體成氣的產(chǎn)率,亦即常說的封閉體系下源巖的產(chǎn)氣率,所系下的產(chǎn)氣率曲線輸入PRA軟件中,得到烴源巖在得到的天然氣產(chǎn)率是氣源巖的最大產(chǎn)氣率。另一種求不同封閉條件下的產(chǎn)氣率圖版1.1生物氣產(chǎn)氣率對生物氣源巖樣品在25~75℃CYH中國煤化工本系下對源巖進行熱CNMHG原油均全部排出源贈為天然氣。這兩種情①“中油段份公司主要含油氣盆地油氣資源評價”項目部分成果收稿日期:2003-11-2080沉積學報第22卷累計產(chǎn)氣半m·有機階段產(chǎn)氣率(m有機質累計產(chǎn)氣率(mW有機質)1型型淡水環(huán)境水環(huán)境價段產(chǎn)’率(m·有機累計產(chǎn)《名(mh·有機娠階段產(chǎn)i率(m-有機標yue鹽湖環(huán)境鹽測環(huán)境圖1不同環(huán)境有機質生物氣產(chǎn)率Fig 1 Evolutionary model and gas-yielding rate chart of biogas from different organic matters in freshoffshore and salt lake environment況都是地質中的極端情況。但是實際的地質條件大多最高,可達350m3/t·煤,惰質煤產(chǎn)氣率最低,僅為是半開放體系,在這種情況下,源巖生成的油既不能全100m3/t·煤,鏡質煤產(chǎn)氣率200m3/·煤。隨開放程部排出烴源巖,也不能完全滯留于源巖中不同地質條度的增大鏡質煤產(chǎn)氣率降低:全封閉條件下,產(chǎn)氣率件下亦即開放程度不同情況下不同源巖產(chǎn)氣率如何計為250m3/t·煤;全封閉一半開放條件下為220m3/t算?本次研究提出了油裂解氣的方法求得封閉和開放·煤;半開放條件下為200m3/t·煤;半開放一全開放體系下相同類型源巖的產(chǎn)氣率將上述兩種體系下的條件下為180m3/t·煤,全開放體系下為150m3/t產(chǎn)氣率圖版(中值曲線)輸入PRI軟件中,得出烴源巖煤(圖2)層在不同滲透條件下產(chǎn)氣率圖版。(2)泥巖產(chǎn)氣率(1)煤產(chǎn)氣率泥巖產(chǎn)氣率具以下規(guī)律:①隨開放程度的增大,泥不同類型的煤產(chǎn)氣率相差較大,燭藻煤產(chǎn)氣能力巖產(chǎn)氣率降低:全封閉條件下,I型湖相泥巖產(chǎn)氣率為◆個◆個時全H一卞開放▲個-半封*半封閉-開放半開放一全肝皎全開放R,/鏡煤產(chǎn)’青冬圖2不同封閉條件下煤H中國煤化工CNMHGFig 2 Gas-yielding chart of coal and mudstone under different sealing conditions增刊劉咸林等:天然氣資源評價重點參數(shù)研究650m2/tTOC;全封閉一半開放條件下為500m3/t評價。一個運聚單元或區(qū)帶成藏地質條件的優(yōu)劣取決ToOC;半開放條件下為400m3/t:TOC;半開放一于其供氣條件、儲集條件圈閉條件、保存條件與配套全開放條件下為300m3/t·TOC,全開放體系下為條件等5項主要的地質條件。在大量統(tǒng)計松遼渤海210m/t·TOC;②無論開放還是封閉體系,無論是哪灣、鄂爾多斯、四川、柴達木、吐哈、準噶爾、塔里木等8種類型的氣源巖,其生氣高峰在R。=1.0~2.0%之個含氣盆地40個區(qū)帶參數(shù)的基礎上,建立中國天然氣間,相對而言,I型~I2型泥巖生氣高峰相對偏前,I區(qū)帶地質評價參數(shù)體系與取值標準(表1)型相對偏后;③無論是開放還是封閉體系,總產(chǎn)氣率均具有I型>I1型>I2型>I型泥巖的趨勢;④封閉4可采系數(shù)體系與開放體系差值具有I型>1,型>I2型>廈型可采資源量的計算是中國資源評價與國際接軌的泥巖的趨勢,說明類型好的源巖,無論是干酪根裂解氣重要體現(xiàn)?？刹上禂?shù)是將地質資源量轉化成可采資源還是總產(chǎn)氣率均較大,類型好的源巖不僅是好的油源量的關鍵參數(shù)。巖也是好的氣源巖(圖2)4.1天然氣藏分類(3)碳酸鹽巖產(chǎn)氣率為了統(tǒng)計不同類型氣藏的可采系數(shù),基于巖性和在所有類型巖石中,碳酸鹽巖產(chǎn)氣率范圍最大,封驅動類型兩大因素,將天然氣藏分為碎屑巖氣驅、碎屑閉體系下產(chǎn)氣率為385~690m3/ t ToC,中值為巖水驅、碳酸鹽巖氣驅、碳酸鹽巖水驅、致密氣藏等580m/tTOC,,開放體系下產(chǎn)氣率范圍為種類型。這套分類方案既適用于沒有或較少開發(fā)數(shù)據(jù)266m3/tTOC,中值為156.5m/tTOC。究其原因,的勘探階段,也適于開發(fā)階段,力求簡明,避免繁可能是由于碳酸鹽巖其干酪根類型不同所致瑣2運聚系數(shù)4.2不同類型氣藏可采系數(shù)取值標準的建立采用SPSS統(tǒng)計軟件,對國內外近3000個可采系對國內外22個油氣盆地200個天然氣運聚系數(shù)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析表明,天然氣運聚系數(shù)與烴源巖年齡、數(shù)數(shù)據(jù)進行分析,從而建立不同類型氣藏可采系數(shù)取有機碳含量、成藏關鍵時刻、蓋層厚度、蓋層埋深、不整值標準:碎屑巖水驅氣藏可采系數(shù)為50%~70%,碎合數(shù)及儲層年齡等地質參數(shù)具有較好的的相關性,其屑巖氣驅氣藏75%~90%,碳酸鹽巖水驅氣藏55%關系模型分別如下:80%碳酸鹽巖氣驅氣藏80%~95%致密氣藏40%55%表2)S=-215.55K+519.0C=2.2417K+0.01665結論T=-79.612K+130.3D=376.57K+19.751(1)通過生物氣模擬、不同類型干酪根的產(chǎn)氣率H=529.26K+2600.1模擬實驗建立生物氣、煤巖、不同類型泥巖與碳酸鹽巖的產(chǎn)氣率圖版。N=-1.5645K+3.6573R=-183.14K+436.2(2)通過相關分析建立運聚系數(shù)與地質參數(shù)的關系模型:運聚系數(shù)=0.298-0.00259×烴源巖年齡最后經(jīng)過多因素綜合分析,得出了運聚系數(shù)與以十0.218×有機碳含量-0.00223×成藏關鍵時刻上7個主要因素之間的關系模型0.00236×蓋層厚度+0.0009×蓋層埋深-0.286×不整合數(shù)+0.000104×儲層年齡。0.00236D+0.0009H-0.286N+0.000104R式中:K為運聚系數(shù);S為烴源巖年齡,Ma;C為(3)在大量統(tǒng)計分析的基礎上,建立中國天然氣有機碳,%;T為成藏關鍵時刻,Ma;D為蓋層厚度區(qū)帶地質評價參數(shù)體系與取值標準。m;H為蓋層埋深,m;N為不整合數(shù),個;R為儲層年(4)基于巖性和驅動類型兩大因素將天然氣藏分為V凵中國煤化工可采系數(shù)為50%~70幾 CNMHG%,碳酸鹽巖水驅氣3區(qū)帶地質評價參數(shù)體系與分級標準藏55%80%,碳酸鹽巖氣驅氣藏80%~95%致密區(qū)帶地質評價的主要研究內容是區(qū)帶成藏條件的氣藏40%~55%沉積學報第22卷表1中國天然氣區(qū)帶地質評價參數(shù)取值標準Table 1 Parameters of nature gas evaluation分值(評價系數(shù))參數(shù)類型參數(shù)名稱4(1.0~0.75)3(0.75~0.5)2(0.5~0.25)1(0.25~0.0)生氣強度/108m3·km-225~10生氣速率/105m3·Ma-1>6000060000~10000高溫遞進低溫遞進供氣條件受熱方式斷大低溫退火輸導體系類型儲層十斷層不整合供氣方式匯聚流供烴平行流供烴發(fā)散流供烴線形流供烴運移距離/km30~5030~20孔隙度/%碳酸鹽巖儲集條件滲透率/10-3pm2碳酸鹽巖0~1.51.5~0.5儲層厚度/m>175175~7575~25儲層百分比/%55~4040~25儲集空間類型孔隙型裂縫一孔隙型孔隙“裂縫型裂縫型主要圈閉類型背斜為主斷背斜、斷塊凰閉條件閉面積系數(shù)/%10~5圈閉閉合度/m益層巖性膏鹽巖、泥膏巖厚層泥巖泥巖、砂質泥巖脆泥巖、砂質泥巖、砂巖蓋層厚度/m100~3030~10突破壓力/mP保存條件擴散系數(shù)/cm2·s-110-~10-710-7~10-6>10-5水化學條件蓋層受斷裂破壞的程度無破壞破壞輕微壞中等破壞較強藍層以上區(qū)域不整合數(shù)/個生儲蓋配置關系下生上儲配套條件自生自儲異地生儲圖閉形成時期與生氣高峰的配置關系同沉積表2不同類型氣藏可采系數(shù)取值標準Table 2 Recovery rates of different kinds of nature gas resvvoirs堅動類型適用氣藏可采系數(shù)/%儲層為碎屑巖,有邊、底水存在,可根據(jù)地層水活躍程度分為活躍、次活躍和不活躍三種類型氣驅儲層為碎屑巖,無邊、底水存在,多為封閉型的多裂縫系統(tǒng)、斷塊砂體或異常壓力氣藏75~90儲層為碳酸鹽巖,有邊、底水存在,可根據(jù)地層水活躍程度分為活躍、次活躍和不活躍三種類型氣驅儲層為碳酸鹽巖,無邊、底水存在,多為封閉型的多裂縫系、斷塊和異常壓力氣藏致密氣粼儲層基質涂透率K<1×10-3m2,裂縫不太發(fā)育,橫向連通性差參考文獻( References)5櫪通佑,范尚炯陳元千,等.石油及天然氣儲量計算.北京:石油工出版社,1998253~2741李明宅,張洪年,生物氣成藏規(guī)律研究,天然氣工業(yè),1997,17(2):76陳元千,自學預測油氣田產(chǎn)量和可采儲量的新模型.見:全國資2劉成林蔣助生,李創(chuàng),等,柴達木盆地一里坪地區(qū)上新統(tǒng)獅子溝組源委石油天然氣儲量委員會辦公室編石油天然氣資源管理論文集,北京:石油工業(yè)出版社,199.1生物氣成戴研究,天然氣工業(yè),2001,21(6):14~163劉成林,姜桂風,王金鵬等.柴達木盆地東部天然氣資源潛力分析7劉雨芬陳元千,畢海濱,利用多元回歸方法確定稠油油藏吞吐階段的采收率.北京;石油工業(yè)出版社,199.11~114見:架狄剛黃第藩,馬新華等.有機地球化學研究新進展第八屆全國有機地球化學學術會議論文集.北京:石油工業(yè)出版社,20022328陳元千,劉雨芬畢海濱.確定水驅砂巖油采收率的方法,北京中國煤化工4張文爾主編.石油天然氣儲量管理,北京:石油工業(yè)出版社,199.1的方法,北京:石油工業(yè)出版CNMHG劉成林等:天然氣資源評價重點參數(shù)研究Study on Key parameters of Natural Gas Resource assessmentLIU Cheng-lin.2 LIU Ren-he2 LUO Xia2 XIE Zeng-ye2 li Jian2 ZENG Qing-mengz(langfang Branch of Research lnstitute of Petroleum Exploration and Development, CNPC, Langfang Hebel 065007)Abstract There are mainly 4 key parameters of natural gas resource evaluation, including gas productionrate, migration-accumulation coefficient, play evaluation parameters, and recovery rate. First, gasproduction rate charts of biotic gas, coal, mudstone, and carbonate are built up through biotic gas simulationexperiments and pyrolyses. Second, the relationship of migration-accumulation coefficient and differentgeologic parameters is K=0.298-0.0025s+0.218C-0.002237-0.002360+0.0009H-0.286N+0.000104R(K-migration-accumulation coefficient, S-age of source rock, C-TOC, T-critical moment, Dthickness of Cap, H-depth of cap, N-times of unconformities, R-age of reservoir rock ) Third, playevaluation parameter system and classification standards are built up based on lots of statistics. In the end,recovery rate of 5 types of natural gas reservoirs are analyzed and the results are recovery rate of gas driveclastic reservoirs is (75%-90%), water drive-clastic ones 50%-70%, gas drive-carbonate ones 80%95%, water drive-carbonate ones 55%--80%, and tight ones 40%-55%Key words natural gas, resource assessment, gas production rate, recovery ratc中國煤化工CNMHG