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应用油气系统模拟的方法分析页岩气资源 以四川盆地五峰组和龙马溪组页岩为例 王飞宇1，贺志勇3，包林燕‘，韦思雯1，张慧 中国5油大学(北京)油气瓷谭与探测国家重点实验室，|匕京 (Zetawarernc LandTX USA) Sugar 页岩气区带或有利区评价的关键是确定初始原地气量(Original 岩气介于致密砂岩气和煤层气页岩气主要呈三种状态孔隙中游离气、固体有机质吸附气、油和水中溶解 气，P-T条件控％rJ--种状态气的量和相且转化，游离气量主控冈素是页岩孔隙度和天然气饱和度，吸附气 量主控因素是有机质数量和有机成熟度，溶解气量的主控因素是页岩中残留油的数晕。目前已在油气系统 分析软件Trinity3D中建立页岩气原地气量分析工具(图1)．说明如F： 畴离气：控制游离气量关键参数是的页岩孔隙度，通过氢置挟法和汞置换法可测定泥页岩孔隙度，美 国典型页岩气盆地页岩的孔隙度5～10％。泥页岩孔隙可分为无机孔隙和有机质中孔隙，前者随压实作用 加大指数式降低，后者在有机质热裂解过程，有机质中微孔隙会增加．高过成熟页岩有机质的微孔隙随成 熟度增增高而增加，直至镜质体反射率45％。泥页岩埋深大于3000m，一般孔隙度小于10％，超压带泥页 岩孔隙度相对较高。中国南方寒武系和志留系页岩处在过成熟阶段，其孔隙度多在5％以下，但富有机质 层段孔隙度相对较高。 吸附气：有机质吸附容量随着压力增高而增加，随着温度增高而减少．另一方面．它也受有机质类型和 了温度、有机成熟度和水含量。已有分析数据表明过成熟海相页岩吸附模型归一化到单位有机碳类似于无 烟煤。 据校准 } ， t【 游离气 吸附气 溶解气 巷原地气GIP 圈1页岩气原地气量(0SIP)预月I方# 608 溶解气：根据残留油量和PVT模拟可计算溶解气量，页岩残余油中气体的溶解度是非常高的，典型 值为几百m3，t油，而水中气体的溶解度比较低，只有约几mⅥ，采用PVT模型可计算溶解气的量。利用 干酪根生烃动力学、原油裂解动力学和源岩有机地球化学数据，可定量认识溶解气对页岩气区带影响，或 献，在生油窗阶段，天然气主要溶于源岩中残留油之中，在成熟度较低阶段(1．4％Ro)，源岩中能否形成 游离相天然气主要取决于源岩有机相(或源岩初始氢指数HIo)和生烃动力学。我们认为中国东部高有机 成熟度较低阶段(1．4％Ro)在 质车度湖相源岩初始氢指数高(TOC大于2％．HIo大于600mg／gTOC)， 地下源岩中难以形成游离相天然气，这一成熟阶段生成的天然气溶解于油之中，只有在抬升或压力降低条件 下天然气才能出溶。 对于页岩气评价十分重要。 标定页岩气算法。 页岩气源岩的下限：要生成100scf／ton天然气，需要源岩TOC 衡计算表明页岩气岩石TOC下限不宜低于1％TOC。 四川盆地03．S1五峰组和龙马溪组页岩 2展示了四川盆地这套页岩的厚度(TOC大于1％)。高有机质丰度黑色页岩段主要赋存在五峰组和龙马溪 组下部，一般呈现向上有机质丰度降低。五峰组和龙马溪组页岩有机成熟度介于2．5-3．7％之间，明显高于 岩石。由于四川盆地页岩气勘探仍处在起步阶段，目前还没有页岩气开发数据来验证模型计算OGIP数值 的准确性。进一步的工作要建立较精细的地质模型，对源岩非均质性和有机成熟度作较好描述，如果有了 更多页岩物性参数和页岩气开发的数据，可进一步验证模型合理性，或修正模型，从而更合理地认识页岩 气GlP空间展布。 图2四川盆地岛-sl五峰组·龙马溪组黑色页岩层段厚度(TOC大于1％) 图3四川盆地0，．S．五峰组一龙马溪组黑色页岩原地气量0n硇空间分布