一种评价复杂改造区页岩气保存有效性的方法与流程
本发明属于石油天然气勘探开发技术领域，涉及一种评价复杂改造区页岩气保存有效性的方法。
背景技术：
近年来，我国页岩气的勘探开发蓬勃发展，四川盆地页岩气已得到商业性大规模开发。页岩气的开发可以有效地减少环境污染，弥补油气短缺，保障能源安全。页岩气作为非常规油气资源，具有储层致密、油气丰度低和分布面积广等特征。美国是页岩气勘探开发最早、也是目前技术比较成熟的国家，页岩气产量居世界第一位。中美两国在页岩气发育地质条件上具有较大的区别，主要是由于我国南方海相古生界页岩地层经历了多期构造活动作用，具有不同规模断裂发育、热演化程度高、地层年代老、储层物性较差等特征，其富集规律也具有自身的特点，页岩气勘探评价技术也与北美具有较大区别。我国南方地区富有机质页岩广泛分布，厚度也较大，具备良好的大规模生烃的条件，但页岩气开发效果差别较大，主要是由于保存条件的差异性决定的。页岩气富集区通常发育在具有良好保存条件的地区，可以使得页岩生成的天然气得以保存在地层中供开发。目前判断页岩气是否可以保存在地层中主要依据是上覆盖层的断裂发育程度。但不同规模断裂的识别目前由于地震资料品质存在一定的困难，地表剖面的断裂研究地下差距较大，在复杂改造区对地下页岩地层裂缝发育分析的指导性不强。
在南方复杂改造区，钻井数量较少，直接钻井获得含气量大小进而评价保存条件比较困难。复杂改造区大多数没有三维地震数据体，即使存在三维地震数据体，也由于地表灰岩存在而导致品质较差，对地层厚度、断裂发育位置和规模、含气性直观识别存在不小的困难，因此很难评估复杂改造区页岩气保存条件的优劣，进而不能圈定复杂改造区页岩气发育有利区。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种评价复杂改造区页岩气保存有效性的方法，该方法能够有效的评估页岩气保存条件的优劣，进而圈定页岩气发育有利区。
为达到上述目的，本发明所述的评估复杂改造区页岩气保存有效性的方法包括以下步骤：
1)根据区域页岩地层沉积环境进行野外地质调查，选取研究区富有机质页岩段，测定富有机质页岩段厚度、有机质丰度和成熟度，再根据有机质生烃演化模式选定有效生烃页岩层段；
2)通过野外剖面实测、露头取样及钻井岩心确定复杂改造区页岩气发育层直接上覆盖层的厚度及岩性、区域盖层的厚度、岩性及分布范围，测定直接盖层的孔隙度、渗透率及毛细管压力，以评估垂向上页岩气保存的有效性；
3)分析页岩气发育层的空间展布特征，研究目标区距逸散断裂的距离及距地层出露点的距离，分析地层构造形态及地层倾角，以评估页岩气横向上保存的有效性；
4)分析页岩气发育层段中水离子种类及密度，通过钻井评估页岩层压力大小，再在地表上进行微生物化探分析，确定烃氧化菌的数量，然后根据地层水离子浓度及压力大小和烃氧化菌的数量评估页岩气保存的有效性；
5)根据页岩气垂向上保存的有效性及页岩气横向上保存的有效性，并参考烃氧化菌的数量、地层水浓度和压力大小来评估复杂改造区页岩气保存条件的优劣，最后根据复杂改造区页岩气保存条件的优劣圈定页岩气发育有利区。
步骤1)中，当页岩段的toc>2％，有机质热演化程度等效ro在1.3％-3.5％之间，累计厚度>20m时，则该页岩段为有效生烃页岩层段。
步骤2)中直接盖层的毛细管压力
步骤3)中，当目标区与地层出露点之间的距离大于1.5km，正向构造有利，负向构造地层倾角小于15°，埋藏深度大于500m时，则说明页岩气横向上封堵的有效性优良。
当烃氧化菌的数量小于16，地层压力梯度大于1时，则页岩气保存的有效性较好。
本发明具有以下有益效果：
本发明所述的评价复杂改造区页岩气保存有效性的方法在具体操作时，根据页岩气垂向上保存的有效性及页岩气横向上封堵的有效性，并参考烃氧化菌的数量、地层水浓度和压力大小来评估复杂改造区页岩气保存条件的优劣，最后根据复杂改造区页岩气保存条件的优劣圈定页岩气发育有利区，从而简单、快速及准确的圈定页岩气发育有利区，为页岩气资源潜力评价和钻探部署提供重要依据，需要说明的是，本发明通过有效地进行页岩气有利区优选及探井的部署工作，以提高页岩气的勘探成功率。
附图说明
图1为本发明的流程图；
图2为实施例一中页岩上覆盖层岩性和厚度对比图；
图3为实施例一中页岩空间分布与露头距离示意图；
图4为不同区块页岩气发育构造形态图；
图5为实施例一中烃氧化菌微生物平面分布图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
参考图1，本发明所述的评估复杂改造区页岩气保存有效性的方法包括以下步骤：
1)根据区域页岩地层沉积环境进行野外地质调查，选取研究区富有机质页岩段，测定富有机质页岩段厚度、有机质丰度和热成熟度，再根据有机质生烃演化模式选定有效生烃页岩层段；
步骤1)中，当页岩段的toc>2％，有机质热演化程度等效ro在1.3％-3.5％之间，累计厚度>20m时，则该页岩段为有效生烃页岩层段。
2)通过野外剖面实测、露头取样及钻井岩心确定复杂改造区页岩气发育层直接上覆盖层的厚度及岩性、区域盖层的厚度、岩性及分布范围，测定直接盖层的孔隙度、渗透率及毛细管压力，以评估垂向上页岩气保存的有效性；
步骤2)中直接盖层的毛细管压力
3)分析页岩气发育层的空间展布特征，研究目标区距逸散断裂的距离及距地层出露点的距离，分析地层构造形态及地层倾角，以评估页岩气横向上保存的有效性；
步骤3)中，当目标区与地层出露点之间的距离大于1.5km，正向构造有利，负向构造地层倾角小于15°，埋藏深度大于500m时，则说明页岩气横向上封堵的有效性优良。
4)分析页岩气发育层段中水离子种类及密度，通过钻井评估页岩层压力大小，再在地表上进行微生物化探分析，确定烃氧化菌的数量，然后根据地层水浓度及压力大小和烃氧化菌的数量评估页岩气保存的有效性；
其中，当烃氧化菌的数量小于16，地层压力梯度大于1时，则页岩气保存的有效性较好。
5)根据页岩气垂向上保存的有效性及页岩气横向上封堵的有效性，并参考地层水浓度、压力大小和烃氧化菌的数量来评估复杂改造区页岩气保存条件的优劣，最后根据复杂改造区页岩气保存条件的优劣圈定页岩气发育有利区。
实施例一
本实施例的具体操作过程为：
1)选取研究区为四川盆地东南部某一复杂改造区，通过页岩沉积环境分析和野外地质调查，选定富有机质页岩层段，总有机碳含量高于2％，厚度大于20m，且页岩有机质处于成熟到高过成熟阶段，ro在2.0％-3.0％之间，选定该有效生烃页岩的空间展布特征。
2)通过野外剖面实测、露头取样及钻井岩岩心分析，确定复杂改造区页岩气发育层直接上覆盖层为砂质泥岩及粉砂岩，如图2所示，直接盖层累计厚度为68m、64m及66m,小于商业页岩气开发区域的96m及104m；区域上优质盖层为一套膏岩层，该研究区内缺失；上覆盖层的物性属于微孔微渗特征，但裂缝发育带渗透率增大，研究区页岩气在垂向上的封堵性较差。
3)复杂改造区页岩地层受构造作用部分出露地表，页岩地层在空间上埋深大小不同，距离露头远近不同，离露头越远，则埋深越大，侧性封堵性越好，如图3所示，横向封堵有效性c>b>a；页岩气地层发育的构造形态也影响横向封堵性，背斜好于向斜，如图4所示，横向封堵有效性a>b；大规模断裂发育处不利用页岩气生成后的保存，横向封堵有效性b>c。若负向构造，在地层倾角越大，则越不利于页岩气的保存。
4)该复杂改造区地层水类型为氯化钠型，氯根离子浓度在2000-4000ppb,离子浓度含量低，属于开放性系统，保存条件差；钻井测定地层压力梯度小于1，为常压或负压地层。地层微生物化探分析，检测到了大量烃氧化菌的存在，说明地下有大量烃类气体的逸散，如图5所示，页岩地层露头区有大量烃氧化菌微生物的存在，封堵性不好，远离露头区的页岩气保存条件差，远离露头区大量烃氧化菌微生物量少，页岩气保存条件好。
5)在复杂改造区，目的页岩层的上覆地层岩性为粉砂岩或粉砂质泥岩，厚度为66m，具有一定的封堵性，盖层断裂发育处渗透率增大，纵向上封堵有效性变差，离露头区及断裂越远，横向封堵性越好；构造形态呈正向或水平，横向封堵性好；地层水离子浓度大、地层压力大和没有微生物宏渗漏的地层保存条件好；因此，在复杂改造区，有利目标区应为具有一定厚度致密盖层且断裂不发育，远离露头和大规模断裂区，背斜构造形态，地层水浓度高、地层压力大和没有微生物宏渗漏的区域为页岩气发育的较好保存区，可以作为页岩气发育有利区，进行探井部署。
通过本发明识别的良好保存条件区处部署探井，钻探成功率达到70％以上，页岩气测试产量较高，显示了本发明的准确性及实用性。
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