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Fort Worth盆地Barnett页岩气开发案例1


Fort Worth 盆地 Barnett 页岩气开发案例
——中国整装页岩气田勘探开发的借鉴
黄兄 1 丁梁波 2
中国石油杭州地质研究院, 310023 浙江杭州

摘 要 近年来我国对天然气的需求增长迅速, 而我国页岩气的资源丰富, 使研究页岩气的开 发利用成为我国能源安全供给的重要选择, 也是我国向清洁能源模式转变、 实现

低碳经济的 有效途径, 进而使得加快发展中国页岩气产业成为一种趋势。 我国页岩气资源的勘探开发起 步晚,经验少、技术不成熟,实现页岩气资源的规模开发还有很长的路要走。因此,深化页 岩气的国际合作,借鉴已有页岩气田开发技术,加强关键技术研发,找到适合我国地质特点 的页岩气勘探开发技术, 是我国页岩气产业化发展的关键。 而美国是世界上页岩气勘探开发 时间最长、程度最高、研究工作开展最多的国家。其中,Barnett 是目前产量最高、含气率 高、研究程度最高、文献最多的页岩气田,其开发的成功经验和先进技术非常值得我国借鉴 和参考,从而缩短我国页岩气勘探开发技术的摸索时间。 关键词 页岩气;Fort Worth 盆地;Barnett

1 引言
自上世纪 90 年代中期,德克萨斯州 Fort Worth 盆地的 Barnett 页岩气勘探开发已经历时 30 年。Barnett 的页岩气系统连续、近源、圈闭隐蔽且天然气富集。包括三种气藏类型:天 然裂缝及粒间孔内的游离气、 干酪根及泥岩内的吸附气及干酪根、 沥青中的溶解气 (Schettler 及 Parmely,1990;Martini,1998) 。Barnett 可采储量可达 39tcfg(Powell,2008;Engelder 及 Lash,2008) 。

2 位置
Barnett 页岩位于德克萨斯州北部-中部的 Fort Worth 盆地及 Bend 背斜(图 1) ,面积达 28000 平方米。露头主要出露在盆地南部边缘并向北下倾至 Texas/Oklahoma 的边界。东至 Ouachita 冲断前缘、北至 Muenster 背斜及 Red River 背斜、西至东部陆架及 Concho 背斜。

作者简介: 黄兄 (1981.05) 女, 中国石油杭州地质研究院工程师, 2007 年毕业于长安大学并获得硕士学位, , 从事测井解释工作。0571-85229060;huangx_hz@petrochina.com.cn

图 1 密西西比系 Barnett 页岩气的地理位置 (Montgomery 等,2005;Pollastro,2007) 。页岩气圈闭面积近 9000m2。

3 地质背景
3.1 Fort Worth 盆地 Fort Worth 盆地形成于古生代 Ouachita 造山运动时期,位于 Laurussia 及冈瓦纳大陆

之间 (图 2) , 为 Laurussia 南部边缘前陆盆地的一部分。 Gutschick 及 Sandburg (1983) , Arbenz (1989)及 Blakely(2005)对其进行了古地貌重建,为狭窄、受限的内陆河道。如今,Fort Worth 盆地非对称分布且与 Ouachita 冲断前缘平行(图 2 Lancaster 等,1993) 。该前缘位于 Ouachita 冲断及褶皱变形带之间,该盆地轴线与该冲断前缘临近。

图 2 Fort Worth 盆地的位置(据 Blakey,2005;Loucks 及 Ruppel,2007 修改) 3.2 地层 Fort Worth 盆地的地层岩性有灰岩及页岩(图 3) 。Barnett 页岩致密、性软、层薄、富 含有机质、石油、化石,灰岩性硬、黑色细粒,含石油、化石(Lancaster 等,1993) 。地层 年代为晚密西西比纪的奥萨季至契斯特(Hayden 及 Pursell,2005;Montgomery 等,2005) 。 盆地东北部,以 Forestburg 灰岩为标志层,将 Barnett 划分为上下两套地层(Hayden 及 Pursell,2005;Loucks 及 Ruppel,2007) 。另外,北部页岩层中有灰岩及白云岩夹层。局部 下 Barnett 层被灰岩层划分成 5 个小层,厚度范围在 10-30ft(图 4) (Johnston,2004a) 。过 Bend 背斜后,下 Barnett 岩性为 Chappel 灰岩(图 3) 。海百合灰岩本地建造达 300ft 厚 ( Montgomery 等, 2005 ) 。上覆页岩通常比下部页岩薄。中间的 Forestburg 层最厚达 300ft(Loucks 及 Ruppel,2007),在最南端的 Wise 及 Denton 村最薄,甚至尖灭(Montgomery 等,2005;Barnett 页岩分布图,2007) 。 从等值线图(图 5)看出等值线与隆起平行,西南部沿 Llano 隆起处的厚度小于 50ft (Barnett 页岩分布图, 2007) ,即为 Barnett 页岩的沉积间断面。厚度沿东北向增大,近 Muenster 背斜处最厚, 达 800ft。 另外, 沿 Bend 及 Lampasa 背斜的轴线处, 局部地层变薄(侵 蚀、未沉积或横向相变化 )表明在 Barnett 页岩沉积时其处于活动状态。往东, Barnett 向 Ouachita 冲断层带以下延展,具体性状未知(Loucks 及 Ruppel,2007)。东北-西南向 Barnett

图 3 Fort Worth 盆地地层

图 4 下 Barnett 层被划分为 5 个小层(A-E)(据 Johnston,2004a 修改)

图 5 Barnett 页岩厚度等值线分布图,据据 Barnett 页岩分布图,2007 修改

图 6 Newark East 油田北-南剖面,据 Barnett 页岩分布图,2007 修改

页岩最厚,表明该方向为沉积中心轴线(Pollastro 等,2003) 。 由于 Fort Worth 盆地缺失志留系及泥盆系,Barnett 页岩直接覆盖在奥陶纪碳酸盐岩之 上。中-上奥陶统 Viola-Simpson 地层为粗晶-微晶灰岩白云质灰岩。Viola 岩性还包括砂岩、 硬石膏及岩盐(Cheney,1929) 。这些地层在盆地东北部逐渐变少,沿西北-东南向经 Wise、 Tarrant 及 Johnson 村尖灭(图 6) (Montgomery 等,2005) ,下奥陶统的 Ellenburger 组包括 多孔白云岩及灰岩且富含燧石。 区域性层面以喀斯特溶岩、 垮塌及角砾构造为标志的侵蚀不 整合面(Loucks,2003) 。在 Newark East 油田 Ellenburger 组出现在 Viola-Simson 灰岩以下, 在 Viola-Simpson 尖灭的西南处,Ellenburger 组直接在 Barnett 页岩之下,向西沿着 Bend 背 斜,位于 Chappel 灰岩之下(图 3) 。 3.3 构造 Fort Worth 属于前陆盆地,不对称、楔形,古生代地层厚达 12000ft(Hill 等,2007a) 。 Ouachita 构造前缘至东部较西部至 Laurussia(北美)边缘有机质富集。 研究表明 Barnett 页岩呈南北向分布,从 Fort Worth 盆地南部边缘带的 Llano 隆起的露 头逐渐下切至德克萨斯州-俄克拉荷马州的边界,近 Muenster 背斜处,最大深度 8000ft。 中-晚密西西比纪,Ellenburger 碳酸盐岩台地发生形变,接受 Barnett 页岩沉积。早-中 宾夕法尼亚纪构造前缘继续迁移使得沉积中心向西移动(图 7) (Thompson,1982) 。 盆地内和盆地周围大构造的形成与 Ouachita 冲断有关。 Muenster 及 Red River 背斜 (前 寒武纪-寒武纪)在 Ouachita 造山运动时期重新活动。基底断层控制了两个背斜的南部边界 (Flawn 等, 1961; Montgomery 等, 2005) 。 Muenster 背斜翼部断层呈西南向, 断距为 5000ft (图 7) 。Bend 背斜南北向展布,西部成为盆地边界。从中奥陶纪至早宾夕法尼亚州纪,该 背斜周期性升降形成几个侵蚀不整合面(Flippen,1982;Pollastro 等,2003) 。 Mineral Wells 断层及 Lampasas 背斜是 Fort Worth 盆地里较小的构造。Mineral Wells 断 层将 Newark East 油田一分为二,且隶属于 Newark East 断裂系统,是 Ouachita 造山运动期 另一个基底构造。认为其影响盆地北部的 Barnett 页岩沉积厚度、上覆 Bend 地层、热史及 烃类运移 (Thompson, 1982; Pollastro 等, 2003) 。 而 Lampasas 背斜与 Llano 抬升有关 (Browning 及 Martin,1982) 。 盆地发育不同方位的高角度地堑断层 (与 Ouachita 冲断前缘, Llano 抬升及 Mineral Wells 断层有关)及沿盆地东部边缘发育的规模较小冲断褶皱(Walper,1982;Montgomery 等, 2005) 。断层及局部下沉与 Ellenburger 组顶部的喀斯特及溶解垮塌有关(Gale 等,2007) 。 天然裂缝及微裂缝通过岩心及微电阻率扫描(FMI)可观测到,宽度范围 0.02-0.2mm,走向

范围 100-120° (平均 114° )倾角范围 74-80° SW(Lancaster 等,1993;Kuuskraa 等,1998; Johnston,2004a)。碳酸盐岩中的裂缝较宽(达 2mm) ,在层间灰岩中裂缝也较常见(Gale 等,2007;Jarvie 等,2007) 。盆地北部的天然裂缝与 Muenster 背斜轴线平行(Montgomery 等,2005) 。水压裂缝对应力场有影响,走向 45-80° (平均 60° )及倾向 81° NW。天然裂缝 垂向不发育(Lancaster 等,1993;Bowker,2007b) ,裂缝通常被方解石充填(部分被石英、 钠长石、黄铁矿、重晶石及白云岩;Gale 等,2007) 。Barnett 页岩中发育微裂缝(研究得较 少) 。 Gale 等推测在 Barnett 页岩中裂缝开启, 但 Bowker 认为在超压地层中裂缝不可能开启。

图7

Fort Worth 盆地北-南及西-东剖面,据 Barnett 页岩分布图,2007 修改

3.4 岩性及岩相 岩心及露头分析认为 Barnett 页岩岩性主要为黑色硅质页岩、灰岩及少量白云岩 (Papazis,2005;Montgomery 等,2005;Loucks 及 Ruppel,2007,图 8) 。岩石成分为粘 土及粉砂质,偶见生物碎屑。

图 8 Barnett 页岩岩性,据 Slatt 等,2009 修改 据 Bowker(2002)的研究,成分为 45%石英,27%伊利石并少量蒙脱石,8%方解石及 白云岩,7%长石,5%黄铁矿,3%菱铁石,偶见铜及磷酸盐矿物。Givens 及赵的研究与此 类似。 Jarvie 等人研究的矿物含量中石英占 40-60%, 粘土占 40-60%, 且方解石含量很高 (图 9a) 。Loucks 及 Ruppel 的研究为 41%石英、29%粘土、9%黄铁矿、8%长石、6%方解石、4% 白云岩及 3%磷酸盐。

图 9a 左:Barnett 页岩石英、粘土及方解石含量;右:气流、热成熟度及页岩脆性的关系 基于详细的岩石学研究,Loucks 及 Ruppel 发现三种岩相:1)层状硅质泥岩,主要成 分为粪球、絮凝粘土及生物碎屑(放射虫、寄生虫、软体动物、有孔虫、牙形刺、钙性藻类 及棘皮动物) ,同时含粉砂级石英、斜长石及钾长石;2)Forestburg 灰岩,以方解石(钙质泥 岩及粉砂级颗粒)及白云岩为主要组分,常见粘土矿物、石英、长石及黄铁矿,化石主要为 放射虫、寄生虫及软体动物;3)含化石的泥砾灰岩。贝壳类化石薄层(软体动物、腕足动

物、寄生虫及放射虫)及磷灰岩碎屑(球状、内碎屑及包粒)被富含有机质的硅质泥岩薄层 分隔。另外,Loucks 及 Ruppel 发现大的钙质结核、较小的磷灰岩及黄铁矿结核及磷灰岩黄铁矿硬灰岩。 3.5 沉积环境 Gutschick 及 Sandberg(1983) 、Blakey(2005) 、Loucks 及 Ruppel(2007)对密西西比 时期的 Fort Worth 盆地的古地理进行重建认为其为狭窄的河道。前陆盆地发育早期,Barnett 页岩开始沉积。 岩相表明在浪基面以下的海底,海洋环流受限于水流层,沉积环境为贫气-厌氧环境。 水流上涌使浮游放射虫爆发性繁殖、磷酸盐颗粒增多( Gutschick 及 Sandberg , 1983 ) 。 Gutschick 及 Sandberg(1983)认为最大的水深超过 600ft,而 Loucks 及 Ruppel(2007)认 为超过 700ft。沉积开始于二级海平面高水位,三级海平面频繁升降过程中,Barnett 页岩沉 积最后时期海平面下降了 150ft。 陆源粘土矿物、 细粒石英及粉砂级长石的源岩来自于 Caballos Arkansas 岛弧链 (图 2) , 洼地至东南部为少量粗粒沉积(Lancaster 等,1993;Loucks 及 Ruppel,2007) 。细粒沉积物 为近岛弧链的半深海羽状流沉积。 较粗粒的碳酸盐岩沉积物大多为东部碳酸盐台地搬运过来 的贝壳类碎屑,由洋流导致的碳酸盐岩碎屑流从北部运移过来侵蚀 Muenster 背斜及其周围 出露的 Ellenburger 碳酸盐岩,将含氧水输入进深盆,使得有孔虫及水底掘穴动物能够在洋 底生存,形成深海有机物沉积。

图 10 沉积环境,据;Loucks 及 Ruppel,2007 修改

4 石油地质条件
4.1 有机碳含量 Jarvie(2004)认为 Barnett 页岩的总有机碳含量为 3.16-3.26%,Montgomery 等(2005) 认为是 3.3-4.5%,Jarvie 等(2007)认为是 2.4-5.1%。这些分析数据均来自于盆地热成熟区 域北部-中部的岩心、岩屑资料。Pollastro 等(2003)认为有机碳含量最高的区域是东北-西 南向的沉积中心。据 Perers 及 Cassa(1994)分类表明 Barnett 页岩质量好(TOC>2-4%)至 很好(TOC>4%)富含有机质。在硅含量高及磷酸盐含量高的区域有机碳的含量最高(有机 碳含量最低的在白云岩及方解石地层) ,多在下 Barnett 页岩层,局部上 Barnett 页岩的有机 碳含量也高。有机碳含量在中 Forestburg 灰岩层平均值为 1.8%,与富氧沉积环境有关。 相反,Llano 隆起附近的 Barnett 页岩露头热成熟度高、有机碳含量达到 11-13%(Jarvie 等,2001;Hayden 及 Pursell,2005) 。页岩成熟之后有机质生成石油,过成熟岩石的有机质 含量会降低 36-50%。地球物理数据表明:盆地南部原地沉积的页岩有机质含量达到 20%, 盆地中央为 5-12%(Montgomery 等,2005) 。 Hill 等研究 Barnett 页岩样品的煤岩组分:无定形干酪根(由藻类生成)91-93%,镜质 体(由陆地植物细胞壁及腐殖草煤里木质素及纤维素分离出来)3-5%,惰质体(由碳化木 形成)1-5%及壳质体(由花粉和孢子形成)1%。干酪根类型为Ⅱ 型。 Hickey 及 Henk ( 2007 ) 实 验 室 分 析 TOC 含 量 与 颗 粒 密 度 线 性 相 关 : TOC(wt%)=85.9-30.8*DEN(g/cc) 。由此推测有机碳含量与体密度同样具有线性相关性。 4.2 热成熟度及埋藏史 盆地内 Barnett 页岩镜质体反射率数据显示:往北东东方向热成熟度逐渐变高(图 11a 及 b) (Montgomery 等,2005) ,近 Llano 隆起及 Red River 背斜的值最小(<0.7),沿 Ouachita 冲断带最大(>1.7) 。 全区的 Ro 变化不一致,局部增大或减小由盆地内构造活动导致。Ouachita 冲断层前缘 Ro 相对高,Bend 背斜、Mineral Wells-Newark East 断裂体系、Lampasas 背斜 Ro 相对低(图 11) 。Pollastro 等(2003) 、Montgomery 等(2005)在深部断层附近,利用多个热事件及热 液情况恢复复杂的埋藏史。Bowker(2007a)认为热成熟度由距 Ouachita 冲断前缘的距离及 热盐水来决定。埋藏史图(图 12)显示 Barnett 页岩热史分为三个阶段:1)晚密西西比纪 沉积之后,在宾夕法尼亚纪和二叠纪盆地迅速下降。Jarvie 等推测早期油气在此阶段生成, 同时部分石油发生裂解;2)晚二叠纪至早白垩纪为第二阶段,Barnett 页岩温度 240-285° F, 油、 沥青及干酪根被裂解; 3) 晚白垩纪至第三纪为第三阶段, 发生抬升及剥蚀, Montgomery

等认为,当压力、温度下降的时候,可以二次生油。

图 11a 等镜质体反射率分布图,间隔为 0.2%,据 Montgomery 等,2005 修改

图 11b Newark East 气田的镜质体反射率分布图,据 Montgomery 等,2005 修改

图 12 Fort Worth 盆地西南部 Barnett 页岩的埋藏史,据 Montgomery 等,2005 修改 4.3 储层特性 Barnett 泥岩平均孔隙度 3-6%,非生产区域孔隙度为 1%(Johnston 等,2004a) 。Slatt 等(2009)发表扫描电镜下的粒间孔照片(图 13) 。压汞分析显示孔喉半径均小于 0.005 微 米,约为甲烷分子半径的 50 倍(Bowker,2007b) ,最小至 0.0001 微米。粒间孔多数是由干

酪根热降解产生。Jarvie 等(2007)计算出页岩中有机物(TOC=6.41%)在干气窗(Ro=1.4) 热降解可以增加 4.3%的基岩孔隙度。 已经发表的渗透率数据有 0.02-0.1md(Jarvie 等,2004) ,小于 0.01md(Montgomery 等, 2005) ,0.0005-0.00007md(Ketter 等,2008) ,或者是毫达西至毫微达西(Johnston,2004a; Bowker, 2007b) 。 渗透率的地理差异性由区域的裂缝、 断层及压力决定 (Kuuskraa 等, 1998) 。

图 13 Barnett 页岩的扫描电镜照片 在干气窗阶段,气饱和度达到 75%(Montgomery 等,2005) 。天然气在粒间孔及微裂 缝中储存,且附着在有机质及干酪根上。排烃过程中形成微裂缝及超压 (0.52psi/ft;Bowker,2007a) ,微裂缝被剩余油及焦沥青充填。 被吸附的气量可达 40-60% (Jarvie 等, 2004; Montgomery 等, 2005) , 也有认为吸附量为 20-25% (Lancaster 等, 1993; Kuuskraa 等,1998;Hayden 及 Pursell,2005) 、地层压力为 4000psi 时 80%页岩气为游离状态并分布 在连通孔隙中, 当压力小于 1000psi 时, 吸附烃解析成为甲烷的主要来源 (Lancaster 等, 1993) 。 4.4 排烃 Barnett 页岩气 90%为甲烷。Hill 等(2007b)通过实验室模拟排气的过程,认为气体与 有机质富集度(原始 TOC 增加三倍则天然气产率也是原来的三倍) 、热成熟度(天然气产率 增加因子为 25, Ro=1.3-2.0) 、 页岩中的剩余油 (油裂解是气源) 及地层厚度相关。 其余 10% 为二氧化碳、氮及氢硫化物等等(Johnston,2004a) 。 干酪根开始热降解即排少量的气,Ro=0.5-0.6;然而,Ro 小于 1.0 时,主要是低比重油

及凝析油排出(Ppastrp,2007) 。Ro=1.1 时,页岩中的油开始裂解为气及凝析油(Hill 等, 2007b) 。Ro=1.6 时,部分油开始裂解(15%) 。Ro=1.86 时,大部分石油裂解,Ro=2.2 时, 近 90%的油裂解。 Barnett 页岩中的气在 Ro=1.0-1.6 时,由干酪根及沥青生成,气通常与油共生(Hill 等, 2007a) 。 利用生油岩评价仪分析的成熟 Barnett 样品(TOC=4.51%及 Ro=1.15)数据如下(Hill 等 , 2007b ): S1 ( 热 成 因 石 油 ) 1.73mgHC/g,S2( 热 解 生 油 )3.07mgHC/g , S2/TOC× 100)68mgHC/Gtoc,生产指数(S1/S1+S2)为 0.36,意味着 36%的烃类已经排出。 Ro=1.3 时,储层岩石中的排气势能为 7.4scfg/t,Ro=2.0 时,为 184scfg/t。不成熟 Barnett 源岩的排烃势能为 820bcfg/sq mi,尚难排烃(Jarvie 等,2007) 。估算平均天然气地质储量范 围从 25-42bcfg/sq mi(Kuuskraa 等,1998)至 100bcfg/sq mi(Johnston,2004a)至 142.5bcfg/sq mi(Montgomery 等,2005)至 204bcfg/sq mi(Jarvie 等,2007)。储层压力为 3800psi 时,岩石 中的吸附气含量为 60-125scfg/t(Montgomery 等,2005) 。自由气含量为 105scfg/t,连通孔隙 天然气(自由气与吸附气)从 170-350scfg/t(Johnston,2004a;Hayden 及 Pursell,2005; Montgomery 等,2005;Arthur 等,2008a)。储层建模表明基质孔隙度为 6%,压力 3800psi, 气体储存能力为 159scfg/t 或者更多(Jarvie 等,2007) 。 源岩的孔渗足够低时可以成为盖层。Hill 等(2007b)计算出在运移过程中有 20%的气 势能损失,排烃 60%(Jarvie 等,2007) 。生物标志物及轻质烃的地球化学分析说明 Barnett 页岩中的气体已大规模地向 Ellenburger 及 Viola 及 Bend , Strawn 及 Cnyon 储层运移 (Montgomery 等,2005;Hill 等,2007a) 。 4.5 目标优选 Barnett 页岩气量主要来自于 Newark East 气田的核心地区(甜点) ,如 Denton、Wise 及 Tarrant 村。Mitchell 能源公司(Devon 能源公司的一个部门)的开发主要在这些地区进行。 此区域的 Barnett 页岩最厚(300-700ft) 、最深(7000-8000ft) ,有机质富集(TOC=5-12%) , 且 Barnett 页岩多为热成熟(Ro>1.1) (与计算天然气地质储量最高区域相比) 。Barnett 页岩 顶底板需要进行大型压裂处理。公司主要钻垂直井并实施大型水力压裂(Hayden 及 Pursell, 2005)以获得较大气量。 勘探目标主要分布在南部及西部(Johnston,2004a;Powell,2008) 。Hayden 及 Pursell (2005)根据现有的开发及评估风险,将 Tier1 村(Johnson,Parker 及 Hood)及 Tier2(分 布西部及南部的村庄)评价为重点目标区。Tier1 村缺少岩性隔挡(Viola-Simpson 灰岩) ,

但是该问题可由水平井及小型多期的压裂措施来弥补。核心地区及 Tier1 村的天然气地质储 量估算为 140-145bcfg/mi2(Hayden 及 Pursell,2005) 。Tier2 村包括开发最少的区域。该区 域烃源岩可能处于成熟阶段(Ro<1.0),生产少量低产原油(Hayden 及 Pursell,2005) 。另 外,Fort Worth 盆地的 TOC 值由东北向西南递减(Pollastro 等,2003) ,意味着西部的有机 质不太富集。一些地质家将 Ellenburger 组(近 Barnett 页岩底部)-5250ft 处的构造等值线作 为西部 Barnett 页岩目标的下限值(Kuuskraa 等,1998) 。 Kuuskraa 等(1998)提供对 Barnett 页岩气目标的早期定量评估。依据:1)目标区内未 经测试的地理范围 (最小、 中间及最大类似核心地区及 Tiers1、 2) ; 2) 井距 (320 英亩每井) ; 3)核心地区附近的成功率(86%) ;4)流体/气比值(10-30 每井) 。孔隙度、渗透率、含水 饱和度及压力措施的有效性包含在六个输入参数中, 但不包括技术进步及开发实践。 利用这 些输入数据,Kuuskraa 等计算出平均的技术可采气为 10.0tcfg。 Pollastro 等(2003)根据美国地质调查所的石油系统评估一系列 Barnett 目标。包括:1) 源岩的区域面积及厚度;2)有机质富集程度(TOC) ,干酪根类型(Ⅱ )及成熟度(通过 Ro 及生油岩评价仪分析得到) ; 3) 储层特性, 盖层及圈闭。 据此划分了三个评估单元。 Newark East 甜点的 Barnett 页岩(Newark East 压裂硅质页岩气评估单元)为硅质的、厚的、超压、 在排气窗并在非渗透地层上下。该单元的估算最终储量(EUR)为 1.25bcfg/井,生产 5 年 后的二次作业使得估算最终储量增加 0.75bcfg。Barnett 页岩外的区域(Ellenburger 地下露头 过 Barnett 页岩气评估单元)在排气窗之内,但上下的岩性屏障不存在。 Pollastro(2007)利用总石油系统更新美国地质调查所评估的 Barnett 页岩气目标(两个 气评估单元,不包括油单元)。输入参数包括:经过测试的单元数目(40 英亩) ,成功的单 元数、EUR 井史,基于地质不确定性的评估单元,排驱面积,未经测试的区域百分比,未 经测试但可能增加储量的百分比,估算成功率及未经测试区域的 EUR。1700 口产气的垂直 井史,EUR 值适用于 Greater Newark East 的断裂屏障内多次完井的 177 口井,连通 Barnett 页岩气评估单元(1800 平方米) 。将评估单元的地质不确定性及输入参数的不确定性降为最 小。同时,确定扩展的连续 Barnett 页岩气评估单元(7000 平方米)内的 134 口产气的垂直 井的勘探及生产史并确定该单元内 78 口井的 EUR 值。 地质不确定性比第二大评价区域大 (钻 井较少,历史较短) 。Pollastro(2007)评估出 Greater Newark East 断裂-屏障连续 Barnett 页 岩气评估单元未发现的技术可采量最大量为 14.6± 1.3tcfg, 扩展连续 Barnett 页岩气评估单元 为 11.6± 3.5tcfg。另外,Barnett 页岩有 3-4tcfg 的探明储量及 10 亿桶天然气流体。Pollasto 的 评估基于 1981-2003 年间的井史,不包括最近的水平井的数据。

根据上述各项参数指标,评价并优选出两个有利目标单元: Ouachita 冲断前缘 基底断层沿着 Muenster 背斜的南部边缘

图 14 Barnett-古生代油气系统范围及 Greater Newark 东断裂边界

5 认识与建议
通过对 Fort Worth 盆地 Barnett 页岩调研,我国含油气盆地页岩在许多方面与其具有一 定的可比性,表明我国页岩气同样具有很大的勘探开发潜力;另一方面,美国的页岩气勘探 开发的技术已经成熟可供研究、借鉴。我国要大规模开展页岩气勘探开发,还需要确定以下 几个方面: (1)开展页岩气的区域地质调查,确定我国页岩气资源分布区域,圈闭大小及预测储

量; (2)选择某个或者某几个区域进行测试研究,积累页岩气优选、评价开采技术和分析 经验,建立符合我国页岩气开发的特色技术; (3)美国的天然气供应非常充足,导致天然气价格下降,而页岩气区带的开采耗资巨 大,应对我国页岩气的投资环境进行市场评估,同时,国家制定相关扶持政策,增大相关投 入设备并设立专项资金,鼓励倡导有关石油公司及相关科研院所进行页岩气资源的勘探开 发,尽快实现我国页岩气的规模性勘探开发,以缓解我国油气供应的压力。


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页岩气行业研究报告
图四:全球主要页岩气国家储量估算 2、美国页岩气的开发状况 (1)美国是世界上...Barnett 页岩区位于美国德克萨斯州 的 Fort Worth 盆地,2010年Barnett页岩气产量...
页岩气读书笔记
气量:1-10m3/t; (10)经济开发深度:不大于 3800(4000)m 一、成藏机理 1...如美国 Fort Worth 盆地Barnett 页岩气藏; ②低热成熟度型 ,如 Illinois ...
国内外页岩气钻井液研究现状
1.2 国外页岩气勘探开发历史与研究现状从全世界范围看,泥、页岩约占全部沉积岩...Fort Worth 盆地 Barnett 页 岩钻探了第一口页岩气井后,页岩气的商业性开采才...
页岩气开采技术的革命性突破
美国页岩气产量为当年天然气总产量的 1%, 到 2010 年,这一数据跃升至 17%,...中开发页岩气,Barnett 页岩位于德克萨斯州 Fort Worth 盆地深部和德克萨斯州中...
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