基于游離氣為核心的頁(yè)巖氣層類型劃分方法
——以川南地區(qū)下志留統(tǒng)龍馬溪組海相頁(yè)巖氣層為例

石 強(qiáng) 蔣春碧 陳 鵬 陳云天 王秀芹 劉鳳新

1.中國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)研究院 2.鵬城實(shí)驗(yàn)室

0 引言

影響非常規(guī)頁(yè)巖氣藏開(kāi)發(fā)評(píng)價(jià)結(jié)果的因素眾多，礦物組成、總有機(jī)碳含量（TOC）、含氣量、干酪根類型、孔隙結(jié)構(gòu)、孔隙度、熱演化成熟度、滲透率等都有可能成為影響其開(kāi)采價(jià)值的重要參數(shù)[1]，使得頁(yè)巖氣層類型劃分較常規(guī)氣層更加困難。國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)頁(yè)巖氣層類型劃分進(jìn)行了長(zhǎng)期、多方位的研究，形成了以TOC 為核心的地球化學(xué)參數(shù)與儲(chǔ)層參數(shù)相結(jié)合的頁(yè)巖氣層評(píng)價(jià)體系。例如：2005 年，Wang 等[2]總結(jié)了一套篩選北美頁(yè)巖氣的標(biāo)準(zhǔn)；2016年，鄒才能等[3]總結(jié)了四川盆地上奧陶統(tǒng)五峰組—下志留統(tǒng)龍馬溪組頁(yè)巖氣儲(chǔ)層主要特征與“經(jīng)濟(jì)甜點(diǎn)區(qū)”關(guān)鍵參數(shù)并建立了海相頁(yè)巖氣“經(jīng)濟(jì)甜點(diǎn)區(qū)”評(píng)選條件與分類指標(biāo)。也有學(xué)者分別從頁(yè)巖氣的成因[4]、儲(chǔ)層巖性[5]、壓力[6]將劃分頁(yè)巖氣儲(chǔ)層的參數(shù)總結(jié)為地質(zhì)參數(shù)（TOC、孔隙度、脆性礦物等）[7]和巖石物理參數(shù)（自然伽馬、密度、聲波時(shí)差等）[8]進(jìn)行頁(yè)巖氣儲(chǔ)層分類，形成了多種分類方法及標(biāo)準(zhǔn)。

中國(guó)石油天然氣集團(tuán)有限公司2015 年頒布了企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《頁(yè)巖氣測(cè)井評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范：Q/SY 1847—2015》[9]，基于TOC、孔隙度、含氣量和脆性礦物含量將我國(guó)的頁(yè)巖氣劃分成3 類。該評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)在我國(guó)頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)過(guò)程中發(fā)揮了積極作用。但是，隨著頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)的不斷深入，現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)所存在的局限性也不斷顯現(xiàn)，頁(yè)巖氣層產(chǎn)能與儲(chǔ)層劃分結(jié)果出現(xiàn)了較大偏差。為了更好地支持頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)，筆者以川南地區(qū)龍馬溪組為例，通過(guò)分析大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，基于頁(yè)巖氣儲(chǔ)層評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)比，探討原有評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)與評(píng)價(jià)結(jié)果之間存在矛盾的原因，結(jié)合生產(chǎn)動(dòng)態(tài)資料開(kāi)展更具針對(duì)性的頁(yè)巖氣類型劃分標(biāo)準(zhǔn)研究，建立了以游離氣為核心參數(shù)的新頁(yè)巖氣層類型劃分方法及標(biāo)準(zhǔn)，以期有效區(qū)分頁(yè)巖儲(chǔ)層含氣性，分層次、分階段優(yōu)選水平井目標(biāo)靶區(qū)，實(shí)現(xiàn)頁(yè)巖氣的效益開(kāi)發(fā)。

1 問(wèn)題的提出

2009 年，我國(guó)開(kāi)始在四川盆地開(kāi)展大規(guī)模頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)實(shí)踐，在四川盆地南部龍馬溪組龍一1 亞段發(fā)現(xiàn)了一套厚度介于30 ～50 m、TOC ＞2%的黑（褐）色頁(yè)巖氣“甜點(diǎn)”段，成為目前川南地區(qū)海相頁(yè)巖氣勘探的主要目的層段。該段頁(yè)巖無(wú)論在巖石成分還是沉積特征上都有著較大的差異[10-12]，根據(jù)測(cè)井響應(yīng)及巖性特征變化，可將其細(xì)劃分為6 個(gè)測(cè)井分層（小層）。以威遠(yuǎn)地區(qū)W202 井為例，具體劃分結(jié)果如表1、圖1 所示。

表1 W202 井測(cè)井標(biāo)志層（小層）劃分表

根據(jù)巖石礦物成分、TOC、孔隙度、含氣量等的實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果（表2），依據(jù)《頁(yè)巖氣測(cè)井評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范：Q/SY 1847—2015》[9]的劃分標(biāo)準(zhǔn)（表3），其中1 號(hào)、2 號(hào)、5 號(hào)、6 號(hào)層評(píng)價(jià)均為Ⅰ類儲(chǔ)層；3 號(hào)、4 號(hào)層多項(xiàng)指標(biāo)也達(dá)到了Ⅰ類儲(chǔ)層標(biāo)準(zhǔn)，但TOC ＜3%，劃分為Ⅱ類儲(chǔ)層（圖1）。

然而，近5 年的開(kāi)發(fā)實(shí)踐表明，威遠(yuǎn)地區(qū)只有5號(hào)層為高產(chǎn)層，而其他小層均為低產(chǎn)層，6 個(gè)小層的產(chǎn)能與儲(chǔ)層劃分結(jié)果出現(xiàn)了較大偏差。

以2015 年已投產(chǎn)的W202H2 平臺(tái)為例，該平臺(tái)6 口水平井分別鉆探了6 個(gè)不同小層，其中W202H2-1 井、W202H2-6 井鉆遇地層主要為1 號(hào)層，W202H2-2 井鉆遇地層主要為3 號(hào)層，W202H2-4 井鉆遇地層主要為5 號(hào)層，W202H2-3 井由3 號(hào)層鉆至1 號(hào)層，W202H2-5 井則由3 號(hào)層鉆至5 號(hào)層[13]。

6 口井Ⅰ類儲(chǔ)層鉆遇結(jié)果如表4 所示，其中W202H2-1 井、W202H2-6 井Ⅰ類儲(chǔ)層鉆遇率最高，超過(guò)80%，鉆遇長(zhǎng)度均超過(guò)1 000 m；W202H2-3井、W202H2-4 井Ⅰ類儲(chǔ)層鉆遇率介于60% ～ 71%，鉆遇長(zhǎng)度介于796 ～1 134 m；W202H2-2 井、W202H2-5 井Ⅰ類儲(chǔ)層鉆遇率均小于30%，鉆遇長(zhǎng)度約400 m。據(jù)此評(píng)價(jià)結(jié)果，W202H2-1 井、W202H2-6井應(yīng)為該平臺(tái)的高產(chǎn)井。但是，測(cè)試結(jié)果及開(kāi)采結(jié)果與儲(chǔ)層劃分結(jié)果卻存在巨大的矛盾。從表4 中可見(jiàn)無(wú)論測(cè)試日產(chǎn)氣量還是3 年累計(jì)產(chǎn)氣量，W202H2-1井、W202H2-6 井都是低產(chǎn)井，而W202H2-4 井、W202H2-5 井則是該平臺(tái)的高產(chǎn)井。Ⅰ類儲(chǔ)層鉆遇長(zhǎng)度接近的高產(chǎn)井W202H2-4 井與低產(chǎn)井W202H2-6 井比較，其測(cè)試日產(chǎn)氣量相差4.5 倍，累計(jì)產(chǎn)氣量相差約3.5 倍。經(jīng)研究該平臺(tái)6 口井工藝改造沒(méi)有很大差別，產(chǎn)氣量差異主要來(lái)自于地質(zhì)因素，這一結(jié)論也被后期開(kāi)發(fā)過(guò)程中的其他平臺(tái)（井）所證實(shí)。因此，為了更好地支撐頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)，有必要開(kāi)展更具針對(duì)性的頁(yè)巖氣類型劃分標(biāo)準(zhǔn)研究。

圖1 W202 井頁(yè)巖巖性變化圖

2 游離氣核心參數(shù)及評(píng)價(jià)方法

2.1 評(píng)價(jià)結(jié)果矛盾原因

2.1.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)比

對(duì)比威遠(yuǎn)地區(qū)產(chǎn)能與原儲(chǔ)層劃分矛盾最大的1號(hào)層和5 號(hào)層，可以發(fā)現(xiàn)5 號(hào)層無(wú)論是TOC、巖性、物性方面都遠(yuǎn)優(yōu)于1 號(hào)層，但含氣量實(shí)驗(yàn)結(jié)果卻相差不大。

1）TOC：5 號(hào)層TOC 介于3.63%～7.02%，平均值為5.30%，1 號(hào)層TOC 介于1.99%～5.60%，平均值為3.20%，5 號(hào)層平均高于1 號(hào)小層2.10%（表2）。

2）脆性礦物含量：元素分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，5 號(hào)層脆性礦物含量介于72.1%～85.8%，平均值為77.8%，石英含量介于59.8% ～80.9%，平均值為68.7%；1 號(hào)層脆性礦物含量介于49.6%～57.2%，平均值為54.4%，其中石英含量介于26.7%～51.1%，平均值為42.9%（表2）。基于礦物含量，5 號(hào)層可命名為硅質(zhì)頁(yè)巖，1 號(hào)層為含鈣、含砂質(zhì)泥質(zhì)頁(yè)巖。

表2 W202 井不同小層實(shí)驗(yàn)分析綜合統(tǒng)計(jì)表

表3 頁(yè)巖氣層劃分級(jí)別及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)表

表4 W202H2 平臺(tái)原標(biāo)準(zhǔn)Ⅰ類儲(chǔ)層與產(chǎn)氣量統(tǒng)計(jì)表

3）孔隙度及孔隙類型：5 號(hào)層物性參數(shù)要優(yōu)于1 號(hào)層，5 號(hào)層孔隙度介于4.8%～9.6%，平均值為7.4%；1 號(hào)層孔隙度介于2.5%～8.4%，平均值為5.7%，孔隙度比5 號(hào)層低1.7%。掃描電鏡成果顯示，1 號(hào)層儲(chǔ)層無(wú)論無(wú)機(jī)孔還是有機(jī)孔均不發(fā)育，且孔隙半徑較小，有機(jī)孔半徑介于30 ～60 nm，無(wú)機(jī)孔半徑介于30 ～100 nm（圖2-a、b）；5 號(hào)層無(wú)機(jī)孔發(fā)育，有機(jī)孔相對(duì)不發(fā)育，有機(jī)孔半徑介于80 ～280 nm，無(wú)機(jī)孔半徑介于100 ～560 nm，無(wú)論有機(jī)孔還是無(wú)機(jī)孔，孔隙半徑均大于1 號(hào)層（圖2-c、d）。

圖2 W202 井孔隙結(jié)構(gòu)SEM 掃描電鏡照片

4）含氣量：解析法含氣量檢測(cè)結(jié)果表明，5號(hào)層與1 號(hào)層之間差異很小。1 號(hào)層總含氣量介于2.95 ～6.14 m3/t，平均值為4.12 m3/t，其中解吸氣量介于0.72 ～0.87 m3/t，平均值為0.76 m3/t，損失氣含量介于1.49 ～4.49 m3/t，平均值為2.58 m3/t，殘余氣含量介于0.67 ～0.69 m3/t，平均值0.68 m3/t；5號(hào)層總含氣量為4.94 m3/t，其中解吸氣量為0.75 m3/t，損失氣含量為3.38 m3/t，殘余氣含量為0.83 m3/t（表2）。5 號(hào)層的總含氣量為1 號(hào)層的1.2 倍。

二者在含氣量上的差別不僅與其他指標(biāo)性參數(shù)不相吻合，更與3.5 ～4.5 倍的產(chǎn)氣量差異相差甚遠(yuǎn)。因此，威遠(yuǎn)地區(qū)頁(yè)巖氣儲(chǔ)層不能有效區(qū)分或高產(chǎn)層無(wú)法有效界定之根源在于含氣量指標(biāo)沒(méi)能發(fā)揮其應(yīng)有作用。

2.1.2 含氣量實(shí)驗(yàn)測(cè)量誤差分析

頁(yè)巖氣賦存方式分為3 種：以游離態(tài)存儲(chǔ)于天然裂縫和孔隙中、以吸附態(tài)吸附在有機(jī)物質(zhì)和黏土表面、還有少量氣體溶解于干酪根和瀝青中[14-15]。 由于溶解氣量很小，頁(yè)巖氣含氣量大小主要由吸附氣量和游離氣量決定，吸附氣量占總氣量的20%～80%[16-18]，同樣，游離氣量也可達(dá)到總含氣量的20%～80%。

目前，含氣量的確定方法大致分為直接法和間接法兩類。

直接法即解吸法，是指通過(guò)測(cè)定現(xiàn)場(chǎng)鉆井巖心或有代表性巖屑的解吸獲取實(shí)際含氣量。間接法則是通過(guò)等溫吸附實(shí)驗(yàn)?zāi)M以及測(cè)井解釋等方法獲取含氣量結(jié)果。

解吸法測(cè)得的頁(yè)巖氣含量等于損失氣含量、實(shí)測(cè)的自然解吸氣含量和殘余氣含量之和[19]。自然解吸氣含量是將巖心從取心筒取出裝入解吸罐密封，放入地層溫度條件的恒溫水浴中自然解吸出的含氣量。殘余氣量是終止解吸后仍留在樣品中的那部分氣體含量。自然解吸結(jié)束后，將樣品搗碎裝入球磨罐密封，在球磨機(jī)上進(jìn)行破碎，測(cè)得的含氣量為殘余氣含量。損失氣量是取心完成后上提至地表，直至裝入解吸罐之前所釋放出的氣量。

自然解吸氣含量和殘余氣量可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)方法精確獲得，而損失氣量無(wú)法通過(guò)實(shí)驗(yàn)直接測(cè)量，只能通過(guò)氣體損失時(shí)間和實(shí)測(cè)解吸氣量的變化速率進(jìn)行理論推算[20]。

由于不確定因素很多，不同地區(qū)、不同類型頁(yè)巖氣層損失氣量完全不同，且很難準(zhǔn)確計(jì)算。同時(shí)損失氣量主要是游離氣，儲(chǔ)層物性越好，游離氣含量越高，散失氣量則越大。因此，解吸法不能得到準(zhǔn)確的游離氣含量。

等溫吸附法是通過(guò)頁(yè)巖樣品的等溫吸附實(shí)驗(yàn)來(lái)模擬樣品的吸附過(guò)程，從而計(jì)算頁(yè)巖的吸附氣含氣量，也無(wú)法獲得準(zhǔn)確的游離氣含量。

2.2 頁(yè)巖氣含量測(cè)井評(píng)價(jià)方法

相對(duì)于實(shí)驗(yàn)室測(cè)量方法，測(cè)井評(píng)價(jià)方法在表征頁(yè)巖氣含量特別是游離氣含量方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。測(cè)井資料是真實(shí)地層條件下地質(zhì)參數(shù)的地球物理響應(yīng)，測(cè)井過(guò)程中保持了原始地層的溫壓場(chǎng)，基本沒(méi)有吸附氣的解吸與和游離氣的散失，代表了原狀地層條件下各種類型頁(yè)巖氣含量的原始狀態(tài)。

2.2.1 頁(yè)巖氣電阻率測(cè)井響應(yīng)機(jī)理

測(cè)井解釋作為一種間接的評(píng)價(jià)方法，需要有與之相適應(yīng)的響應(yīng)機(jī)理作基礎(chǔ)。為此，筆者在測(cè)井資料評(píng)價(jià)之前首先開(kāi)展了機(jī)理實(shí)驗(yàn)。大量的巖電實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：①頁(yè)巖巖石導(dǎo)電與常規(guī)儲(chǔ)層一樣仍遵循孔隙流體導(dǎo)電機(jī)理，即隨孔隙度增加，電阻率逐漸降低的規(guī)律（圖3-a），孔隙之中游離氣含量變化直接影響電阻率的大小。②孤立的有機(jī)質(zhì)對(duì)巖石導(dǎo)電性貢獻(xiàn)很小，電阻率測(cè)井基本不反映吸附氣含量變化。通常情況下，巖石中TOC 高，巖石電阻率應(yīng)隨之增大，但圖3-b 中飽和水頁(yè)巖電阻率與TOC 之間卻顯示出負(fù)相關(guān)現(xiàn)象，與一般導(dǎo)電規(guī)律相違背。從圖3-c 中可知，研究區(qū)TOC 與孔隙度之間存在強(qiáng)正相關(guān)性，因此，電阻率與TOC 間的假象本質(zhì)上仍然反映的是孔隙度與電阻率的負(fù)相關(guān)關(guān)系。

圖3 電阻率、孔隙度、TOC 關(guān)系圖

2.2.2 頁(yè)巖氣賦存方式測(cè)井判識(shí)

基于上述測(cè)井響應(yīng)機(jī)理，頁(yè)巖氣賦存方式可以通過(guò)飽和水巖石電阻率實(shí)驗(yàn)測(cè)量與實(shí)際測(cè)井資料對(duì)比獲得。

飽和水巖石電阻率是巖石完全不含氣狀態(tài)下的實(shí)驗(yàn)測(cè)量電阻率值（Roc），代表了地層完全含水情況下的電阻率，基本沒(méi)有氣的影響，而測(cè)井得到的電阻率是當(dāng)前真實(shí)地層狀態(tài)的電阻率，將二者進(jìn)行比較即可得到含氣性信息。如果測(cè)井電阻率值與飽和水巖石電阻率相等或接近，代表地層當(dāng)中基本沒(méi)有游離氣的存在，當(dāng)測(cè)井電阻率高于飽和水巖石電阻率時(shí)，表明地層有游離氣的存在，且差值與含氣飽和度正相關(guān)。

表5 展示了W202 井巖電實(shí)驗(yàn)與電阻率測(cè)井對(duì)比結(jié)果。其中1 號(hào)層真實(shí)地層電阻率（Rt）與飽含水狀態(tài)電阻率（Ro）非常接近，二者比值介于1.2 ～2.6。5 號(hào)層真實(shí)地層電阻率遠(yuǎn)大于飽和水狀態(tài)電阻率，二者比值介于4.2 ～6.4。由此表明1 號(hào)層游離氣含量較低，頁(yè)巖氣主要以吸附氣為主，5 號(hào)層游離氣含量較高，頁(yè)巖氣以游離氣為主。

表5 W202 井巖電實(shí)驗(yàn)測(cè)量電阻率與測(cè)井電阻率對(duì)比表

2.2.3 游離氣測(cè)井定量評(píng)價(jià)

地層含水飽和度一般采用斯倫貝謝公司修改過(guò)的西門(mén)度公式計(jì)算，即式（1）計(jì)算，游離氣飽和度即地層含氣飽和度（Sg）可以通過(guò)公式Sg＝1-Sw轉(zhuǎn)換。

式中Rt表示地層電阻率，Ω·m；Rsh表示純泥巖電阻率，Ω·m；Rw表示地層水電阻率，Ω·m；Vsh表示泥質(zhì)含量；evcl 表示泥質(zhì)指數(shù)；Sw表示含水飽和度；a 表示巖性系數(shù)；m 表示膠結(jié)指數(shù)；n 表示飽和度指數(shù)；φ 表示孔隙度。

根據(jù)測(cè)井解釋結(jié)果（圖4），W202 井縱向上游離氣飽和度變化明顯，其中：5 號(hào)、6 號(hào)層游離氣飽和度為最高值，介于70%～92%，平均值為90%；1號(hào)層游離氣飽和度呈中高值特征，介于40%～60%，平均值為50%；3 號(hào)層游離氣飽和度呈中低值特征，介于30%～40%，平均值為38%；2 號(hào)、4 號(hào)小層游離氣飽和度呈低值特征，基本低于10%。

游離氣含量可以通過(guò)式（2）[19]計(jì)算。為了防止溫度、壓力參數(shù)取值產(chǎn)生誤差，可利用兩小層相對(duì)量比較。由于二者在深度上只相差10 m 左右，溫壓場(chǎng)基本相同，其游離氣含量的比值（相對(duì)量）實(shí)際上由含氣飽和度（Sg）、孔隙度（φ）、巖石密度（ρ巖）控制。計(jì)算結(jié)果表明，5 號(hào)層游離氣含量為1 號(hào)層的3.6 倍。

式中G游離表示游離氣含氣量，m3/t；m巖為巖石質(zhì)量，t；p1表示井口壓力，MPa；p2表示井下壓力，MPa；T1表示地面溫度，K；T2表示井下溫度，K；ρ巖表示巖石密度，g/cm3。

綜上所述，5 號(hào)層含氣性最佳，不僅含氣量為全井段最高，頁(yè)巖氣賦存方式以游離氣為主，而且其游離氣含量遠(yuǎn)高于其他層段，這與研究區(qū)頁(yè)巖氣產(chǎn)量完全相符合。

圖4 W202 井測(cè)井評(píng)價(jià)圖

3 以游離氣為核心的頁(yè)巖氣層類型劃分方案及標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)以上對(duì)威遠(yuǎn)地區(qū)頁(yè)巖氣特征分析，筆者將巖性、物性、含氣性（包括頁(yè)巖氣賦存方式）綜合考慮，建立以游離氣含量為核心的頁(yè)巖氣類型劃分標(biāo)準(zhǔn)，以更加適合實(shí)際生產(chǎn)需求。

根據(jù)TOC、吸附氣含量、脆性礦物含量、孔隙度、游離氣含量（為便于使用，游離氣含量以測(cè)井計(jì)算含氣飽和度代替），將威遠(yuǎn)地區(qū)龍馬溪組頁(yè)巖地層分為3 大類：游離型、過(guò)渡型以及吸附型（表6）。

游離型頁(yè)巖氣層主要指標(biāo)參數(shù)要求巖性為脆性礦物（石英、長(zhǎng)石、云母）含量大于80%的硅質(zhì)頁(yè)巖，頁(yè)巖氣以游離氣為主，游離氣飽和度大于50%，對(duì)于TOC、吸附氣量不做要求，并且測(cè)井計(jì)算孔隙度大于8%。在此基礎(chǔ)上，還可根據(jù)游離氣飽和度及孔隙度變化將其細(xì)分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類。

過(guò)渡型頁(yè)巖氣層主要指標(biāo)參數(shù)要求巖性為脆性礦物（石英、長(zhǎng)石、云母）含量介于50%～80%的含砂質(zhì)泥質(zhì)頁(yè)巖，游離氣飽和度介于30%～50%，頁(yè)巖氣類型為游離氣與吸附氣共存。根據(jù)TOC、吸附氣含量以及游離氣飽和度及孔隙度變化，過(guò)渡型頁(yè)巖氣也可以細(xì)分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類。

表6 頁(yè)巖氣層類型劃分標(biāo)準(zhǔn)表

吸附型頁(yè)巖氣層主要指標(biāo)參數(shù)要求巖性為脆性礦物（石英、長(zhǎng)石、云母）含量小于50%的泥質(zhì)頁(yè)巖，頁(yè)巖氣主要以吸附氣為主，游離氣飽和度低于30%。根據(jù)TOC、吸附氣含量變化，吸附頁(yè)巖氣層同樣可以細(xì)分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類，此類頁(yè)巖氣層基本與Q/SY 1847—2015 原標(biāo)準(zhǔn)保持一致。

根據(jù)此標(biāo)準(zhǔn)，威遠(yuǎn)地區(qū)W202 井龍一11中下部（5 號(hào)層）的脆性礦物高達(dá)80%，含氣飽和度為90%，測(cè)井計(jì)算孔隙度大于10%，劃分為游離型頁(yè)巖氣層；龍一11上部（4 號(hào)層）的脆性礦物小于50%，含氣（3 號(hào)層）以及龍一14下部（1 號(hào)層）脆性礦物大于飽和度小于30%，劃分為吸附型頁(yè)巖氣層；龍一1250%，含氣飽和度介于40%～50%，TOC ＞2%，劃分為過(guò)渡性頁(yè)巖氣；龍一13下部（2 號(hào)層）脆性礦物小于10%，含氣飽和度小于10%，TOC ＞2%，劃分為吸附型頁(yè)巖氣層。

游離型頁(yè)巖氣層以游離氣為主，在生產(chǎn)過(guò)程中初始產(chǎn)氣量較高，然后快速遞減；過(guò)渡型頁(yè)巖氣層以游離氣、吸附氣共存，初始產(chǎn)氣量低，遞減速度慢；吸附型頁(yè)巖氣層以吸附氣為主，初始產(chǎn)氣量低，產(chǎn)氣量遞減緩慢。

圖5 W202H2 平臺(tái)生產(chǎn)曲線圖

W202H2 平臺(tái)6 口井生產(chǎn)曲線（圖5）顯示W(wǎng)202H2-4 井、W202H2-5 井具有20×104～30×104m3/d 的初產(chǎn)氣量，但開(kāi)發(fā)初期具有很快的遞減速率。在不到1 年半的時(shí)間內(nèi)（W202H2-4 井生產(chǎn)515 天，W202H2-5 井生產(chǎn)436 天），其日產(chǎn)氣量從開(kāi)發(fā)初期20×104m3快速下降至4×104m3。然而，在此快速遞減期內(nèi)，其階段累計(jì)產(chǎn)氣量超過(guò)總產(chǎn)氣量的75%。根據(jù)國(guó)外頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)，此類頁(yè)巖氣為典型的游離型頁(yè)巖氣層。W202H2-6 井生產(chǎn)曲線表明，該井具有短暫的快速遞減期，日產(chǎn)氣量在150 天的生產(chǎn)時(shí)間內(nèi)由原來(lái)的7×104m3遞減到4×104m3，階段累計(jì)產(chǎn)氣量占總產(chǎn)氣量的32%，貢獻(xiàn)率較小，表現(xiàn)出過(guò)渡型頁(yè)巖氣特征。而其他井基本上以低產(chǎn)緩慢遞減為主，沒(méi)有快速遞減期，為吸附型頁(yè)巖氣層。

需要注意的是，吸附氣、游離氣是頁(yè)巖氣的兩種主要賦存方式，必然同時(shí)存在于頁(yè)巖氣層之中，任何頁(yè)巖氣層不可能完全是游離氣，也不可能完全是吸附氣，只有兩種類型頁(yè)巖氣富集程度上的差異。基于游離氣為核心的頁(yè)巖氣層類型劃分不是將其完全割裂成3 種類型，而是將游離氣富集程度作為主要指標(biāo)進(jìn)行的分類。

這種分類對(duì)于頁(yè)巖氣效益開(kāi)發(fā)具有一定指導(dǎo)意義。游離型頁(yè)巖氣層初產(chǎn)氣量高，見(jiàn)效快，是威遠(yuǎn)頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)的首選目標(biāo)，隨著工藝改造技術(shù)不斷進(jìn)步，混合型頁(yè)巖氣層也將是效益開(kāi)發(fā)的可選目標(biāo)，而對(duì)于純吸附型頁(yè)巖氣層而言，除非工藝改造有革命性突破，否則很難進(jìn)行效益開(kāi)發(fā)。

4 生產(chǎn)應(yīng)用及效果

上述頁(yè)巖氣層類型劃分標(biāo)準(zhǔn)，在威遠(yuǎn)地區(qū)頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)過(guò)程中已得到了廣泛應(yīng)用并取得了很好的結(jié)果。

勘探開(kāi)發(fā)初期，威遠(yuǎn)地區(qū)頁(yè)巖氣“甜點(diǎn)”段定義為龍一1 亞段厚度介于30 ～50 m 的頁(yè)巖段，水平井靶體范圍大，單井產(chǎn)氣量變化大，2017 年底單井最高日測(cè)試產(chǎn)氣量30.1×104m3，平均值為16.6×104m3，自2018 年開(kāi)始，威遠(yuǎn)頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)重點(diǎn)完全轉(zhuǎn)移到最優(yōu)的游離型Ⅰ類頁(yè)巖氣層，水平井箱體靶區(qū)全部界定在龍一11層的5 號(hào)、6 號(hào)層之中，當(dāng)年就取得了顯著的成果。

實(shí)踐證明，威遠(yuǎn)頁(yè)巖氣水平井段5 號(hào)、6 號(hào)層鉆遇率大于80%的井均獲得了高產(chǎn)；2019 年威遠(yuǎn)地區(qū)首獲一批測(cè)試日產(chǎn)氣量大于50×104m3的高產(chǎn)井，并在W202H15-5 井獲得威遠(yuǎn)地區(qū)最高日產(chǎn)氣量71.22×104m3；2019 年威遠(yuǎn)地區(qū)井均測(cè)試產(chǎn)氣量較2018 年上半年翻一番，井均估算最終可采儲(chǔ)量增加2.1 倍，從根本上確保了威遠(yuǎn)地區(qū)頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)方案的順利實(shí)施。

5 結(jié)論

1）根據(jù)地區(qū)特點(diǎn)，筆者以游離氣含量為核心指標(biāo)建立了新的頁(yè)巖氣層類型劃分標(biāo)準(zhǔn)，將頁(yè)巖氣層其劃分為游離型、過(guò)渡型以及吸附型3 種類型，該標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐中取得了明顯實(shí)效。

2）頁(yè)巖氣層類型復(fù)雜多樣，進(jìn)行精細(xì)的頁(yè)巖氣層類型劃分，能夠有效地區(qū)分不同頁(yè)巖氣層類型，從而對(duì)不同類型頁(yè)巖氣層進(jìn)行針對(duì)性開(kāi)發(fā)。

3）威遠(yuǎn)地區(qū)龍馬溪組頁(yè)巖氣存在著游離型、吸附型以及過(guò)渡型等多種氣層類型，尋找以游離型為主的優(yōu)質(zhì)頁(yè)巖氣儲(chǔ)層是獲得高產(chǎn)的前提條件。

4）過(guò)渡型頁(yè)巖氣層是威遠(yuǎn)地區(qū)另一潛在有利目的層段，它具有厚度大，分布范圍廣等特點(diǎn)，盡管目前工藝條件下其產(chǎn)量偏低，但隨著工藝改造的進(jìn)步，必將會(huì)有新的突破。