页岩气资源/储量计算与评价技术规范解读

2015-12-13耿龙祥曹玉珊

非常规油气 2015年1期

耿龙祥，曹玉珊

(陕西延长石油 (集团)有限责任公司研究院，陕西西安 710075)

随着我国石油天然气勘探难度的不断加大，油气资源/储量增长缓慢、地质条件优越的储量占比减少。国内油气产量远不能满足我国经济发展和社会消费需求，对外依存度持续走高 (2014年已超过55%)，必须寻找新的油气资源/储量增长点。因此，加快我国页岩气勘探开发显得愈发重要。

为引导我国页岩气科学发展，国家层面有必要制订页岩气资源/储量计算及评价技术要求或规范。但是页岩气储层地质条件复杂、开发工程难度大，加上我国页岩气勘探开发工作起步晚、经验少，编制资源/储量计算及评价技术要求或规范难度较大。为此国土资源部曾组织国内油气专家，以我国现行的石油天然气、煤层气资源/储量计算及评价技术为基础，借鉴美国页岩气勘探开发、资源/储量计算与评价的方法和经验，编制了“页岩气资源/储量计算与评价技术要求”，并在此基础上开展多层次技术交流和研讨，征求多方意见和建议。如征求了国家有关部门、页岩气企业、相关科研单位和院校及院士专家的意见，在网上公开征求社会各方面的意见，前后历时2年多，易稿十余次。2014年，全国国土资源标准化技术委员会审查通过并发布了《页岩气资源/储量计算与评价技术规范 (DZ/T 0254—2014)》(以下简称《规范》)，该《规范》于2014年6 月1日起实施［1］。

1 《规范》的主要内容和意义

《规范》由术语和定义、页岩气地质储量计算、地质储量计算参数确定、技术可采储量计算、经济评价和经济可采储量计算、未发现原地资源量计算、储量综合评价及4个规范性附录等内容组成［1］。

《规范》规定了页岩气资源/储量分类分级及定义、资源/储量计算方法、储量评价技术要求，适用于页岩气资源/储量勘查、计算、评价、开发设计及报告编写。《规范》的实施有利于企业采用科学实用的勘探技术手段编制勘探部署，确定合理的勘查工作量，减少投资风险，提高投资效益;有利于企业按照标准计算页岩气储量，确定开发投资和产能规模，促进页岩气合理开发和利用。

《规范》的贯彻执行，有利于页岩气储量的评审、评价;有利于国家层面掌握页岩气资源/储量家底，制订页岩气资源/储量管理政策、页岩气发展的扶持政策。《规范》的出台对我国页岩气勘探开发和资源/储量管理具有重要意义，有助于页岩气产业科学、健康、快速发展。

2 对页岩气资源/储量计算与评价的几点认识

2.1 关于页岩气、页岩层段的定义

《规范》中“页岩气”的定义为“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”。同时也对“页岩层段”进行了定义—— “富含有机质的烃源岩系，以页岩、泥岩和粉砂质泥岩为主，含少量砂岩、碳酸盐岩或硅质岩等夹层。夹层中的致密砂岩气或常规天然气，按照天然气储量计算规范进行计算，若达不到单独开采价值的，作为页岩气的伴生矿产进行综合勘查、开采”［1］。

在起草和讨论“页岩层段”的定义时存在的主要分歧是页岩气储集体中砂岩、碳酸盐岩等夹层所占比例是否要明确限定，若要限定又如何确定具体的量化指标。在经多层次讨论后形成的主要意见是，不必定量规定页岩层段中夹层所占比例，但应明确页岩气必须赋存在烃源岩层系中，烃源岩是页岩气的主体，即定性不定量。《规范》中虽然未制订夹层量化指标，但要求计算出夹层中的天然气储量。

从定义中可看出，页岩气与致密气的区别:

(1)页岩气储层主要由石英等脆性矿物、有机质及伊利石等黏土矿物组成，致密气储层主要为砂岩或碳酸盐岩等，以石英、长石、碳酸盐等脆性矿物为主要组成;

(2)页岩气有吸附气，而致密气不存在吸附气;

(3)页岩气储层都富含有机质，而致密气储层不含有机质［2］。

2.2 页岩气遵循我国现行的油气储量分类方案，资源/储量序列与勘探开发程度相对应

页岩气储集体地质特征有别于常规的砂岩、碳酸盐岩，页岩气成藏和开采与常规天然气亦有所不同，属非常规天然气。为更好地推动页岩气发展，我国引进市场竞争机制，将页岩气列为独立的新矿种。但页岩气本质上属天然气范畴，页岩气勘探开发方法和常规油气基本类似，因此把页岩气纳入我国现行的油气储量分类方案符合勘探开发实际，且实现了不同矿种间规范或标准的衔接，有利于页岩气的资源/储量管理。

《规范》中明确要求将页岩气勘探开发分为4个阶段:勘探阶段、评价阶段、先导试验阶段、产能建设和生产阶段。资源/储量序列分为原地资源量、地质储量。其中又将地质储量按投入勘探开发实物工作量多少、地质研究认识程度进一步划分为预测、控制、探明3级，资源/储量序列与勘探开发程度相对应。要求从页岩气田发现直至废弃的勘探开发各个阶段应依据地质、工程资料和技术经济条件的变化，分阶段适时进行储量计算、复算、核算、结算和动态更新。

2.3 页岩气储集体的特殊性决定了页岩气地质储量计算的复杂性

根据形成环境可将富有机质页岩划分为3类:海相、海陆过渡相及陆相。虽然页岩气含量随沉积相不同有所差异，但页岩气储集机理和成藏特征基本一致［3～6］。

从宏观上看，页岩气储集体由岩石骨架和孔隙流体两部分组成。其中岩石骨架主要由页岩—泥岩、碳酸盐岩或硅质岩或泥质砂岩、固体有机质、束缚水等组成;孔隙流体主要由烃类气体(包括吸附气、游离气、溶解气)、烃类液体 (原油)、自由水等组成［7～12］。页岩气储集体体积模型见图1。

图1 页岩气储集体体积模型图Fig.1 Shale gas reservoir volume model

页岩气既具有常规砂岩的游离气特征，又具有煤层气的吸附气特征，页岩气地质储量难以采用现有的某一种方法计算得出。由页岩气储集体体积模型可分别计算出吸附气、游离气、溶解气及原油的地质储量，3种状态的气体之和即为页岩气地质储量。其中吸附气可采用体积法 (与煤层气类同)计算，游离气、溶解气和原油可采用容积法 (与常规油气类同)计算 (图2)。

页岩气储集体为极低孔、超低渗，储量计算公式中的一些关键参数在现阶段难以用化验分析等方法准确求出，增加了准确计算页岩气地质储量的难度。目前可分析测试出页岩岩心样品的总含气量 (游离气、吸附气及溶解气)，采用体积法计算页岩气地质储量 (图2)。

页岩气藏中一般存在少量原油及溶解气，由于其量很少，通常可忽略不计，因此计算的地质储量主要是吸附气和游离气的储量。

值得注意的是，页岩总含气量的求取至关重要，除了准确可靠的分析化验结果外，所取样品在平面、纵向分布要合理，样品数量应达到一定丰度，从而搞清页岩气藏含气量的分布规律，满足地质储量计算精度的要求。

图2 页岩气地质储量构成框图Fig.2 Shale gas geological reserves composition

2.4 我国页岩气勘探开发现状决定了储量计算方法有别于美国

在美国，油气储量计算重视技术可采储量，尤其是经济可采储量，常用方法为产量递减法。美国页岩气产业规模较大，页岩气产量在天然气产量中所占比例超过了30%，页岩气开发动态数据较多，因此采用产量递减法计算储量可行性较高。

我国现行储量计算体系中是地质储量、技术可采储量和经济可采储量并重。考虑到我国页岩气勘探开发处于起步阶段，基本还未形成大规模开发的页岩气田，储量计算采用静态法计算。《规范》中提供了静态法和动态法两类计算页岩气储量的方法，实际计算中根据勘探开发状况选取相应的计算方法。

2.5 关于页岩气储量起算标准

页岩气储量起算标准是在我国勘探开发实践基础上，借鉴美国页岩气开发的经验，从6个方面做了具体规定，分别是单井 (包括水平井)产量下限、含气量下限、总有机碳含量下限、镜质组反射率下限、页岩中脆性矿物含量下限、各级地质储量勘查程度和认识程度［1］。

目前我国油气储量管理体系中，国家层面评审备案的储量只是探明储量，控制储量和预测储量由各油公司自行管理。对于探明储量而言，《规范》中页岩气储量起算标准是最低限度要求，各油公司对控制储量和预测储量参照此标准执行。制订储量起算标准的主要目的是强调页岩气的可采条件和经济条件，避免计算的储量产生大的误差。如脆性矿物含量下限标准等就体现了页岩气的可采条件［13］，页岩气单井产量下限标准等就体现了页岩气开采的经济条件。

《规范》中单井产量下限规定单井6个月的平均产气量应达到起算标准。这是考虑到美国典型单井产量为第一年内初期产量高，一旦递减则产量下降速度快，当降至产量峰值的35%～25%后，产量下降速度明显趋缓［14］。从这点看，单井6个月平均产气量是较短的试采时间，现阶段暂定6个月试采时间具有合理性。

2.6 对计算储量的开发区块要进行经济评价，并计算页岩气藏经济可采储量

我国现行探明储量和控制储量管理体系中，不但要求计算地质储量、技术可采储量，而且也要求计算经济可采储量 (预测储量和资源量不要求计算经济可采储量)。这就要求页岩气勘探开发不仅要查清页岩气的赋存条件、有效储层、品位、开采条件，而且还要进行可行性经济评价，确定页岩气藏开发的经济意义。

同时《规范》也允许企业根据本地区的天然气价格和成本等测算求得只回收开发井投资的试采6个月的单井气产量下限。也可根据本地区平均的操作费和气价求得平均井深的试采6个月的单井平均产气量下限，再根据实际井深求得不同井深的单井平均产气量下限。因此，可根据本地区情况确定满足单井开采的最低经济条件，即单井最低日产气量下限。

考虑到我国页岩气勘探开发处于探索和试验阶段，加之地质情况复杂、开采技术相对美国不够成熟，初期勘探开发成本较高等情况，《规范》允许企业对页岩气藏开发制订内部收益率指标。当经济评价结果净现值不小于零，内部收益率达到企业规定收益率，即可进行经济可采储量计算。这较为客观地反映了现阶段页岩气勘探开发难度大的现状，允许企业制订内部收益率有利于页岩气勘探开发的长远发展。

3 结语

(1)我国油气资源/储量分类、计算已基本与国际接轨，重视经济可采储量的计算。但我国也继承了传统的储量分类方法，油气资源/储量包含了资源量、地质储量、技术可采储量、经济可采储量。将页岩气纳入已有的油气储量分类方案，有利于页岩气的勘探开发和管理。

(2)一般可采用两种方法计算页岩气地质储量:一是分别计算吸附气、游离气后相加求得地质储量;二是根据页岩总含气量测试分析，再结合其他参数计算地质储量。采用何种计算方法主要是依据分析化验测试技术和测试分析结果的可靠程度而定。如有条件也可采用两种方法分别计算，对两种方法分析评价后再确定合理的地质储量结果。

(3)我国页岩气勘探开发目前还处于起步阶段，基本没有大规模开采的页岩气藏，因此难以采用动态方法准确计算技术可采储量及经济可采储量。在经济评价中，企业可以根据本地区情况制订内部收益率指标。

(4)增加并完善针对页岩气储集体性质的分析化验及测试项目，研发提高分析测试精度的先进设备，制订我国页岩气储集体的分析化验等技术规范和标准，对提高页岩气资源/储量计算精度十分重要。

(5)《规范》只是在现阶段页岩气地质理论和认识的基础上作出的原则性规定，尤其是探明储量计算，对页岩气勘查和研究提出的仅是最低限度要求。在实际工作中，要根据客观地质规律、因地制宜、实事求是地执行，使页岩气勘探开发工作更加科学、高效。

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