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2021年第5期西部探矿工程*收稿日期：2020-09-02作者简介：姜宝彦（1983-），男（汉族），黑龙江肇源人，高级工程师，现从事测录井监督工作。
页岩气评价标准与储层分类探讨姜宝彦*（大庆油田勘探事业部，黑龙江大庆163000）摘要：当前，我国页岩气可采集资源可高达23.5×1012m 3，页岩气含量十分丰富，仅次于美国。
美国页岩气早已进行商业性开采，开采量远远高于我国天然气产量，随着经济的发展，我国对页岩气的开发力度不断提升，四川盆地中直井压裂测试，页岩气的日常量可达上万立方米，已达到工业气流标准，为后续页岩气资源勘查奠定了基础。
就页岩气评价标准与储层分类方式展开论述。
关键词：页岩气；评价标准；储层分类中图分类号：TE15文献标识码：A 文章编号：1004-5716(2021)05-0076-02我国对页岩气的勘察力度不断提升，必须建立新型的页岩气评价标准和储层分类指标，在进行国内外页岩气地质特点调查、生产能力评估、储气量分析及易开采资料的建立过程中，必须从我国盆地地质情况出发，进行储层评价参数的最优化选择，对评价参数的分级标准进行界定，并应用灰色关联分析方式对不同因子的大小关系进行确定，对页岩气储层质量的综合因子进行评估，以开展储层分类划分。
据分析，储层分类结果与页岩气实际生产情况存在较高的相似度，可以利用其进行我国页岩气储层的评估。
1页岩气地质特征页岩气属于我国规模巨大的天然气资源之一，主要以游离状态和吸附状态存在，在暗色泥页岩及高炭泥页岩之中存在较多。
页岩气具有自生性、自我储存性和自我保护性质，存在低产量、无自然产能、无水气边界等特征，在盆地内厚度较大的页岩烃源岩之中存储量较多，必须进行压裂改造后才可进行工业气流的转化。
具备较长的生产周期和开采寿命。
页岩气成藏受到温度、地层压力值、孔隙度、有效厚度、埋藏深度、有机质成熟程度、渗透率、含气水平、有机碳含量、吸附气体值和矿物成分等因素影响。
一、页岩气的概念页岩气指主体位于暗色泥页岩或高碳泥页岩中（亦可存在于泥页岩层系中的粉、细砂岩,粉砂质泥岩或砂岩夹层中）,以吸附或游离状态为主要存在方式（也包括溶解气）的持续式富集（持续型油气藏是指低孔低渗储集体系中油气运聚条件相似、含流体饱和度不均的非圈闭油气藏,具有庞大的储集空间和模糊的油气藏边界,其存在几乎不依赖于水柱压力,主要指超级规气藏,包括致密砂岩气、页岩、深盆气、煤层气、浅层微生物气、天然气水合物6种主要类型/为不中断充注、持续聚集/持续散布成藏）的天然气聚集。
从某种意义来讲,页岩气藏的形成是天然气在烃源岩中大规模滞留的结果。
Curtis以为页岩气系统大体上是生物成因、热成因或生物—热成因的持续型天然气聚集,页岩气可以是贮存在天然裂隙和粒间孔隙内的游离气,也可以是干酪根和页岩颗粒表面的吸附气或是干酪根和沥青中的溶解气。
张金川等以为页岩气是指主体位于暗色泥页岩或高碳泥页岩中,以吸附或游离状态为主要存在方式的天然气聚集,为天然气生成以后在源岩层内就近聚集的结果,表现为典型的“原地”成藏模式。
二、页岩气的类型一、按气源成因分类：是最常采用的分类方式。
北美地域目前发现的页岩气藏存在3种气源,即生物成因、热成因和二者的混合成因，其中以热成因为主,生物成因及混合成因仅存在于美国东部的个别盆地中。
盆地斜坡/中心,倾油有机质经历充分热降解或热裂解,热成因页岩气较发育;有机质成熟度较低、水动力条件优越的盆地边缘,生物成因气发育。
热成因型页岩气又可分为3个亚类:①高热成熟度型,如美国Fort Worth盆地的Barnett页岩气藏;②低热成熟度型,如Illinois盆地的New Albany页岩气藏;③混合岩性型,即大套页岩与砂岩和粉砂岩夹层一路储气,如East Texas盆地的Bossier页岩气藏。
热成因气的形成有干酪根成气、原油裂解成气和沥青裂解成气3种途径: 原油及沥青二次裂解生成的天然气量大小主要取决于烃源岩中有机质丰度、类型和液态烃残留量，和储层的吸附作用。
1 页岩气成藏模式在页岩气藏中，天然气也存在于夹层状的粉砂岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、甚至砂岩地层中，表现为典型的“原地”成藏模式。
页岩气成藏过程体现了非常复杂的多机理递变特点，除了溶解作用机理以外，还有典型煤层气、典型根缘气和典型常规圈闭气成藏的多重机理，即:①生烃初期的吸附聚集，具有煤层气成藏特点;②大量生烃时期的活塞式运聚，类似于根缘气成藏;③生烃高峰时期的置换式运聚，形成常规圈闭气藏或根缘气[1]。
(张金川，2004)✓早期成藏阶段，主要为生物成因气，以游离相和溶解相形式运移至构造高部位，保存于泥页岩原生孔隙中;✓中期原地聚集成藏阶段，页岩开始大量生成热一裂解气，气体表现为原地聚集，保存于次生孔隙和微裂缝中;✓晚期裂缝调整成藏阶段，主要为干气，页岩气藏封闭体系遭受页岩内部构造及成岩裂缝破坏，页岩气由构造低部位向高部位短距离运移成藏。
从成因角度讲，页岩气可以理解为泥页岩地层中未被及时排出的残留气。
以刘成林为代表的学者的认识[2]刘成林，葛岩，范柏江，等.页岩气成藏模式研究[J].油气地质与采收率，2010,17 (5) :1-5.Boeker 等国外学者的观点页岩具有充足的原位含气量，是形成经济性页岩气藏的前提条件，这要求页岩必须是能产生大量热成因或生物成因气的烃源岩。
由于页岩气储于基质孔隙和/或吸附于有机质表面上，因此页岩必须具有足够的有机质和/或基质隙[3].[3] Bowker K. A. Barnett Shale Gas Production, Fort Worth Basin: lssues and Discussion .AAPG Bulletin,2007,91 (4) :523-533.聂海宽对于页岩气成藏的认识聂海宽等[10] 根据页岩气聚集机理及特征将页岩气聚集成藏的因素分为内部因素和外部因素✓有机碳含量✓成熟度✓岩石热解参数✓微观组分✓矿物组成✓物性参数(孔隙、含水饱和度、密度)✓深度\温度✓压力[10]聂海宽，张金川.页岩气聚集条件及含气量计算:以四川盆地及其周缘下古生界为例[J].地质学报，2012 86 (2) :349 -360.陈更生的研究成果陈更生等[5]研究表明页岩气藏形成的主要条件:✓页岩具有一定厚度有机质含量丰富✓处于生气窗演化阶段以上✓天然裂缝发育✓位于构造低部位或盆地中心等[5]陈更生，董大忠，王世谦，等.页岩气藏形成机理与富集规律初探[J].天然气工业，2009,29(5):17-21.张雪芬等[6]总结了页岩气赋存的影响因素✓有机碳含量、✓矿物成分、✓岩石含水量)、✓孔隙度✓渗透率✓温度、✓压力等。
页岩气资源／储量计算与评价技术规范中华人民共和国地质矿产行业标准DZ/T 0254-2014页岩气资源／储量计算与评价技术规范2014-04-17发布2014-06-01实施中华人民共和国国土资源部发布前言本标准按照GB/T 1.1-2009《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写》给出的规则起草。
本标准由中华人民共和国国土资源部提出。
本标准由全国国土资源标准化技术委员会（SAC/TC93)归口。
本标准起草单位：国土资源部矿产资源评审中心石油天然气专业办公室、中国石油天然气股份有限公司、中国石油化工股份有限公司、陕西延长石油（集团）有限责任公司。
本标准主要起草人：陈永武、王少波、韩征、王永祥、耿龙祥、吝文、张延庆、乔春磊、王香增、郭齐军、张君峰、包书景、刘洪林、胡晓春。
本标准由中华人民共和国国土资源部负责解释。
DZ/T 0254-2014页岩气资源／储量计算与评价技术规范1 范围本标准规定了页岩气资源／储量分类分级及定义、储量计算方法、储量评价的技术要求。
本标准适用于页岩气资源／储量计算、评价、资源勘查、开发设计及报告编写。
2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。
凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T 13610—2003 天然气的组成分析气相色谱法GB／T 19492—2004 石油天然气资源/储量分类GB／T 19559—2008 煤层气含量测定方法DZ／T 0216—2010 煤层气资源/储量规范DZ／T 0217—2005 石油天然气储量计算规范SY／T 5895--1993 石油工业常用量和单位（勘探开发部分）SY／T 6098--2010 天然气可采储量计算方法3 术语和定义下列术语和定义适用于本文件。
3.1 页岩气shale gas赋存于富含有机质的页岩层段中，以吸附气、游离气和溶解气状态储藏的天然气，主体上是自生自储成藏的连续性气藏；属于非常规天然气，可通过体积压裂改造获得商业气流。
页岩气评价标准据张金川教授页岩气有经济价值的开发必备条件：（1）岩石组成一般为30-50%的粘土矿物、15-25%的粉砂质（石英颗粒）；（2）泥地比不小于50%；（3）有机碳含量一般小于30%；（4）TOC：底限0.3%，一般不小于2%；（5）Ro：0.4%-2.2%，高可至4.0%；（6）净厚度：不小于6m；一般在30m以上。
（7）岩石物性：Ф≤10%，Ф含气= 1-5%，K取决于裂缝发育程度；（8）吸附气含量：吸附态20% -90%之间，一般50%±；（9）含气量：1-10m3/t；（10）经济开发深度：不大于3800（4000）m页岩气成藏并具有工业价值的基本条件是：气藏埋藏较浅且泥页岩厚度较大, 母质丰富且生气强度较大以及裂缝发育等。
据侯读杰教授TOC：一般＞4%，有机碳含量大于3%；( 据Burnaman (2009) TOC一般不小于2% ) Ro：一般在1.1%以上，Ro为1.1%～3.0%厚度：高有机质丰度泥岩(Corg>3.0%)连续厚度15m以上，如有机质丰度低，则须提高其厚度值；矿物含量：石英、方解石、长石等矿物含量大于25%岩石物性：Ф≤10%，Ф含气= 1-5%，K取决于裂缝发育程度；地层含气：广泛的饱含气性，吸附态一般>40%；深度：<4000MTOC含量、富有机质页岩厚度与有机质成熟度被认为是决定页岩气区带经济可行性的关键因素（Rokosh et al，2009）。
聂海宽内部控制因素：TOC：具有工业价值的页岩气藏TOC>1% ，随着开采技术的进步，有机碳下限值可能会降低至0.3%；（Schmoker 认为产气页岩的有机碳含量（平均）下限值大约为2%；Bowker 则认为获得一个有经济价值的勘探目标有机碳下限值为2. 5% ~ 3%。
）成熟度：变化范围较大，一般>0.4%厚 度：具有良好页岩气开发商业价值的页岩厚度下限为9 m；据李延钧教授等页岩埋深：小于3000m，深于3000m 作为资源潜力区页岩单层厚度：大于30 m有机碳含量（TOC）：2.0% 以上硅质含量：>35%，易于形成微裂缝；储层物性：K≥ 10-3mD、Ф≥4%有机质成熟度（Ro）：1.4%-3.0%李教授根据以上六项页岩气评价指标提出了页岩气分级评价标准如下图所示：据Rimrock Energy, 2008 页岩气优选标准1ft=0.3048M How we look for in a gas shale? (Rimrock Energy, 2008)Burnaman(2009)认为：对于页岩气的形成而言，拥有高TOC的页岩的连续厚度至少为45m（150ft）。
页岩气测井评价技术页岩气是储存在泥岩、页岩或者粉砂质较重的细粒沉积岩中的天然气。
在常规油气勘探和开发领域，人们把泥岩、页岩当成盖层和隔层，对地层进行岩石物理性质评价时通常把它们忽略，导致页岩气地层的测井评价方法及相关研究非常薄弱。
但是随着常规油气资源的日益紧缺，非常规的页岩气资源已经日益受到各国的重视。
中国也已经意识到页岩气对解决能源问题的重要性。
因此，研究与之配套的页岩气勘探和开发技术，是我们面临的一项紧迫任务。
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。
评价的目标、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的作用。
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。
与昂贵的钻井成本和低效并不低廉的取心、实验分析相比，测井可以快速而准确地在钻孔中直接获取地层的多种物理性质，并通过一定的解释理论和技术，高效地对地层做出精细的评价。
随着技术的进步，测井所采集的地层物理信息的数量和精度也在不断提高；其次，应该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，与常规油气等资源勘探相比，页岩气测井地层评价的内容也有一定的独特性。
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。
总体来说，目前页岩气测井地层评价主要围绕着3 个方面展开：①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；②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；③岩石力学参数和裂缝发育指标的评价。
特别是在资源调查和勘探的初期，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。
页岩气地质特征及选区评价页岩气是一种新的天然气资源形式，其储层岩石主要为含机质丰富、微细晶格、弱化学交错、固结和自生孔隙发育的页岩。
页岩气的开发取决于储层的地质特征和选址评价的准确性。
本文就页岩气地质特征及选区评价进行探讨。
1. 岩石类型：页岩气主要储存在泥岩中，其成分以粘土矿物、有机质和少量碎屑矿物为主。
2. 有机质类型：储层的有机质类型是页岩气勘探和开发的关键，目前已知的主要有机质类型有生物质、藻类、核质和沥青质。
3. 有机碳含量：页岩气的储层主要是由含有机质的页岩矿物组成的，其中的有机质含量很高，一般在1-5%之间，在一些优质储层中则可高达5-15%。
同时，有机碳含量高、烃类类型多、热解烃含量高的页岩气是优质储层的指标之一。
4. 矿物组成：页岩气储层内的矿物主要包括石英、长石、云母等，以石英为主要储集矿物。
5. 孔隙型态：页岩气储层孔隙的类型主要为有机质孔隙和自生孔隙，其中自生孔隙包括气体型孔隙、胶体型孔隙和纳米孔隙等类型孔隙。
有机质孔隙是页岩气储层中最主要的孔隙类型。
6. 储层气体成分：储层气体成分主要包括甲烷、乙烷、丙烷、丁烷等烷烃气体和部分非甲烷烃气体。
页岩气勘探开发需要进行选址评价，以确保勘探和开发活动能够成功实现。
下面是页岩气选区评价需要注意的几个方面：1. 地质条件：选取具有良好地质条件的区域进行钻探，如具有较厚的泥页岩层、高有机质含量等地质条件。
同时，需要充分考虑区域内地质构造、构造特征、地震资料等。
2. 成本效益：在选址过程中，需要充分考虑相应的勘探和开发成本，并进行相应的评估。
另外，还需要权衡勘探成功概率、开采期、投资风险等因素，以获得最优勘探开发效益。
3. 市场条件：对不同勘探区域的市场需求进行评估，并进行相应的市场调查和分析。
在确定勘探区域时，需要充分考虑当地市场条件、气价、销售网络等相关因素。
4. 环境和社会风险：在进行选址评价时，需要考虑到环境和社会风险，例如勘探和开发可能会对环境带来潜在的影响，需要进行透彻的环境评估，以确保勘探和开发活动的安全和可持续性。
页岩气储层分类标准
页岩气储层的分类标准可以从多个角度进行分析。
一般来说，可以根据储层的孔隙结构、渗透性、孔隙度、有机质丰度等特征进行分类。
首先，从孔隙结构来看，页岩气储层可以分为微观裂缝型和孔隙型两种。
微观裂缝型的储层主要依靠裂缝系统来储集气体，裂缝的发育程度和连通性对气体的储集和运移起着重要作用；而孔隙型的储层则是指储层中存在孔隙空间来储集气体，这种类型的储层通常需要较高的孔隙度和渗透率。
其次，根据渗透性的不同，可以将页岩气储层分为高渗透型和低渗透型。
高渗透型的储层渗透率较高，气体易于通过储层孔隙和裂缝进行运移和储集；而低渗透型的储层渗透率较低，气体运移困难，需要采用增产技术来提高开采效率。
另外，根据孔隙度和孔隙结构的不同，页岩气储层还可以分为致密型和非致密型。
致密型储层的孔隙度较低，气体主要以吸附态存在于有机质和岩石孔隙中；而非致密型储层的孔隙度较高，气体以游离态存在于孔隙中。
最后，根据有机质丰度的不同，可以将页岩气储层分为富有机质型和贫有机质型。
富有机质型的储层有机质丰度高，是气体的主要储集空间；而贫有机质型的储层有机质丰度较低，气体主要以孔隙和裂缝中的游离态存在。
总的来说，页岩气储层的分类标准是一个综合考量孔隙结构、渗透性、孔隙度、有机质丰度等多种因素的过程，通过对这些特征的分析和评价，可以更好地理解和评价页岩气储层的特征和潜力。
