陳元千，周　翠

（中國石油勘探開發(fā)研究院，北京100083）

·專家論壇·

中國《頁巖氣資源/儲量計算與評價技術(shù)規(guī)范》計算方法存在的問題與建議

陳元千，周翠

（中國石油勘探開發(fā)研究院，北京100083）

頁巖氣在國際上是重要的后續(xù)戰(zhàn)略資源。目前中國已進入頁巖氣的規(guī)?？碧胶凸I(yè)試采階段，并取得了明顯成果。然而，因經(jīng)驗不足，致使在2014年6月1日發(fā)布實施的《頁巖氣資源/儲量計算與評價技術(shù)規(guī)范》中，有關(guān)頁巖氣藏地質(zhì)儲量和可采儲量的計算方法，存在不正確性和不可靠性，甚至是錯誤的問題，值得大家關(guān)注。由于地質(zhì)儲量和可采儲量的計算方法是該技術(shù)規(guī)范的核心內(nèi)容，應(yīng)盡量避免因計算方法帶來的評價結(jié)果的失誤和投資風(fēng)險，具體來說，該技術(shù)規(guī)范提出的有關(guān)頁巖氣藏基質(zhì)吸附氣地質(zhì)儲量、裂縫系統(tǒng)自由氣地質(zhì)儲量和兩者總地質(zhì)儲量的計算方法，以及相應(yīng)的可采儲量計算方法都是不正確的，或者說是錯誤的。其次是，將漢語拼音字母x，y和z等作為不同儲量符號的下角或儲量參數(shù)符號的下角，均有背于采用英語專業(yè)術(shù)語字頭作為下角的原則。為此，建議針對頁巖氣藏地質(zhì)儲量和可采儲量計算方法及使用符號的科學(xué)性和合理性進行技術(shù)討論，考慮制定動態(tài)法的計算細則和應(yīng)用范例，并考慮引入預(yù)測模型法和其他方法計算與評價頁巖氣藏的地質(zhì)儲量和可采儲量。

頁巖氣藏 地質(zhì)儲量 可采儲量 計算方法 問題 建議

根據(jù)中國當(dāng)前頁巖氣的勘探與開發(fā)的形勢，國土資源部于2014年6月1日發(fā)布實施的《頁巖氣資源/儲量計算與評價技術(shù)規(guī)范》［1］（簡稱為《技術(shù)規(guī)范》），屬于國家地質(zhì)礦產(chǎn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。地質(zhì)儲量和可采儲量的計算方法是《技術(shù)規(guī)范》的核心，它會直接影響到頁巖氣的開發(fā)和投資的風(fēng)險程度。在對《技術(shù)規(guī)范》研讀后發(fā)現(xiàn)，頁巖氣藏地質(zhì)儲量和可采儲量的計算方法存在不正確性和不可靠性，甚至是錯誤的問題，實在令人感到遺憾及不安。作為一名油氣儲量評估和評價工作者，有責(zé)任對《技術(shù)規(guī)范》中有關(guān)地質(zhì)儲量和可采儲量計算方法存在的問題予以提出，并期待與大家一起討論。

1　頁巖氣藏地質(zhì)儲量計算方法存在的問題

在《技術(shù)規(guī)范》中，頁巖氣藏地質(zhì)儲量主要采用靜態(tài)法（即體積法）和動態(tài)法2類方法計算。筆者將2類方法存在的問題予以簡要評論。

1.1靜態(tài)法存在的問題

1.1.1頁巖氣藏吸附氣地質(zhì)儲量計算公式是錯誤的

式（1）的主要錯誤是，在等號右邊不應(yīng)該除以原始氣體偏差系數(shù)。由于頁巖氣藏的吸附氣含量，是在地面標(biāo)準(zhǔn)條件下，質(zhì)量為1t的頁巖的含氣量，因此，不需要像天然氣藏那樣除以原始氣體體積系數(shù)，將地下體積轉(zhuǎn)換到地面標(biāo)準(zhǔn)條件下的體積；更不能除以表示真實氣體體積與理想氣體體積偏差的原始氣體偏差系數(shù)。作為國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的《技術(shù)規(guī)范》，在式（1）中出現(xiàn)除以Zi的錯誤，實在不應(yīng)該！

1.1.2頁巖氣藏游離氣地質(zhì)儲量計算公式不準(zhǔn)確

在《技術(shù)規(guī)范》5.3.1中，關(guān)于游離氣（應(yīng)稱為自由氣）地質(zhì)儲量的計算是這樣表述的：在頁巖基質(zhì)孔隙和夾層孔隙中游離氣的地質(zhì)儲量計算公式為

應(yīng)當(dāng)指出，式（2）中的φ為基質(zhì)和夾層的有效孔隙度。對于只能用納米級和納米平方級描述的顆粒半徑和滲透率的頁巖基質(zhì)，目前的巖心分析儀，根本無法測定其孔隙度和滲透率，哪會有儲集游離氣的基質(zhì)孔隙度呢？事實上，在頁巖的基質(zhì)中，只有以分子吸附狀態(tài)存在的吸附氣，根本沒有游離氣。而游離氣只存在于孔隙度為φf的頁巖裂縫系統(tǒng)中，其地質(zhì)儲量計算式應(yīng)為

1.1.3頁巖油藏的地質(zhì)儲量不能用常規(guī)油藏的公式計算

在《技術(shù)規(guī)范》的5.3.1中，當(dāng)頁巖氣藏存在含油層段時，提出可利用《石油天然氣儲量計算規(guī)范》［2］中計算常規(guī)油氣地質(zhì)儲量的公式，這是不正確的。同時，對于同一地質(zhì)環(huán)境條件下形成的頁巖氣層，一般不會存在頁巖油層；即使存在，也應(yīng)該應(yīng)用頁巖油藏的計算公式，即

《學(xué)員研修反思報告框架》分為三部分，第一部分為學(xué)習(xí)準(zhǔn)備，學(xué)員需要思考“最困擾我的問題是什么？我認為問題對自己未來的價值是什么？為解決這個問題目前做了哪些努力？未來還計劃怎樣更有效地解決？”等；第二部分為學(xué)習(xí)過程，反思“與專家、同伴交流后解決了什么？我的改變是什么？哪些方面是我沒有關(guān)注到的？沒有關(guān)注到的原因是什么？”等；第三部分為學(xué)習(xí)結(jié)果部分，學(xué)員需要思考“培訓(xùn)后我發(fā)生了哪些變化？哪些方面仍存在困惑？對余下的學(xué)習(xí)有何計劃？”等。

頁巖油藏的溶解氣地質(zhì)儲量的計算公式為

1.1.4頁巖氣藏吸附氣和游離氣總地質(zhì)儲量的計算公式不正確

在《技術(shù)規(guī)范》的5.3.1中，頁巖氣藏吸附氣和游離氣的總地質(zhì)儲量計算公式為

由于頁巖氣藏吸附氣和游離氣是以不同的狀態(tài)分別儲存于頁巖氣藏的基質(zhì)和裂縫之中，因此，兩者的計算公式是不同的，故不能用式（6）計算，頁巖氣藏的總地質(zhì)儲量計算公式應(yīng)為

1.2動態(tài)法存在的問題

在《技術(shù)規(guī)范》的5.3.2中，規(guī)定可以利用物質(zhì)平衡法、彈性二相法和產(chǎn)量遞減法計算頁巖氣藏的地質(zhì)儲量，但沒有給出具體的計算公式，只是要求利用《天然氣可采儲量計算方法》［3］規(guī)定的方法。應(yīng)當(dāng)指出，在《天然氣可采儲量計算方法》標(biāo)準(zhǔn)中，計算天然氣可采儲量的物質(zhì)平衡法、彈性二相法和產(chǎn)量遞減法，均存在比較嚴(yán)重的錯誤和問題［4］，根本不能應(yīng)用，而且產(chǎn)量遞減法僅適用于可采儲量的計算。由于頁巖氣藏與天然氣藏是2種完全不同性質(zhì)和類型的氣藏，決不能套用《天然氣可采儲量的計算方法》中規(guī)定的有關(guān)方法。

2　頁巖氣藏技術(shù)可采儲量計算方法存在的問題

頁巖氣藏技術(shù)可采儲量的計算，是評價頁巖氣藏地質(zhì)儲量和可采儲量的重要內(nèi)容。它的可靠性和可利用性，直接關(guān)系到上、中、下游企業(yè)的投資效益。在《技術(shù)規(guī)范》的7.4.1中提出，頁巖氣藏技術(shù)可采儲量的計算方法也分為靜態(tài)法和動態(tài)法2類。盡管對計算方法的規(guī)定很簡單，但存在的問題卻非常突出，有必要加以討論。

2.1計算頁巖氣藏技術(shù)可采儲量的靜態(tài)法是錯誤的

在《技術(shù)規(guī)范》的7.4.1中，頁巖氣藏技術(shù)可采儲量的計算式為

其中

正如前述，將頁巖氣藏的總地質(zhì)儲量寫為式（6）是錯誤的。而將Gz改為Gxx的式（9）也是錯誤的。因此，用式（8）計算技術(shù)可采儲量是不正確的。

關(guān)于頁巖氣藏采收率的確定方法，在《技術(shù)規(guī)范》7.4.3中提出：“根據(jù)氣藏類型、儲層特征和開發(fā)方式、廢棄壓力等情況，應(yīng)用水平井（組）動態(tài)生產(chǎn)資料和儲層資料與開發(fā)成熟地區(qū)相似條件頁巖氣田類比，選擇經(jīng)驗公式、經(jīng)驗取值法、類比法和數(shù)值模擬法求?。⊿Y/T6098—2010）”。這些方法，除類比法外，其他方法并不適用于頁巖氣藏。因此，頁巖氣藏吸附氣和自由氣的采收率的計算式［5］應(yīng)分別為

2.2計算頁巖氣藏技術(shù)可采儲量的動態(tài)法是空洞且不現(xiàn)實的

在《技術(shù)規(guī)范》的7.5.1和7.5.2中，只是空洞地規(guī)定可以利用產(chǎn)量遞減法和物質(zhì)平衡法計算頁巖氣藏的技術(shù)可采儲量，并提出參考《天然氣可采儲量計算方法》中規(guī)定的計算方法，而完全沒有涉及到計算方法的具體內(nèi)容和要求。然而，《天然氣可采儲量計算方法》中規(guī)定使用的產(chǎn)量遞減法和物質(zhì)平衡法都是不正確的［4］，甚至是錯誤的，完全不能有效地用于頁巖氣藏技術(shù)可采儲量的計算。關(guān)于如何計算頁巖氣藏的地質(zhì)儲量、可采儲量和井控可采儲量的方法和實例，可參考文獻［5］的內(nèi)容。在《技術(shù)規(guī)范》的7.5.3中，規(guī)定可以利用數(shù)值模擬法計算頁巖氣藏的技術(shù)可采儲量，這既不現(xiàn)實，又不可靠。以吸附氣為主的頁巖氣藏，完全不同于儲藏于多孔介質(zhì)中的常規(guī)氣藏。迄今為止，由于尚沒有描述頁巖氣藏基質(zhì)吸附氣的解吸、擴散、聚集、膨脹和流動的理論方法，以及難以描述的頁巖氣藏裂縫系統(tǒng)分布的不確定性，因此，根本談不上利用數(shù)值模擬技術(shù)計算頁巖氣藏吸附氣和游離氣的技術(shù)可采儲量的問題。

3　幾點建議

第一，鑒于《技術(shù)規(guī)范》是國家地質(zhì)礦產(chǎn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，它的重要性不言而喻，它的影響不可低估。應(yīng)該考慮盡快召開一次相關(guān)的研討會，評估問題的所在，商討改進的辦法。由于《天然氣可采儲量計算方法》［3］和《石油可采儲量計算方法》［6］均存在較多的問題，已經(jīng)影響到《技術(shù)規(guī)范》的正確使用，因此，應(yīng)考慮一并研討解決。對于筆者已發(fā)表的相關(guān)論文［4-5，7］，也希望大家提出寶貴意見。

第二，《技術(shù)規(guī)范》中有關(guān)頁巖氣藏地質(zhì)儲量和可采儲量計算公式中所使用的符號實在是太隨意、太不嚴(yán)謹(jǐn)了。尤其是引用漢語拼音字母x表示吸附或泄氣，y表示頁巖或游離，z表示總和自由等，將Gx表示為頁巖氣藏吸附氣的地質(zhì)儲量，Gy表示為頁巖氣藏游離氣的地質(zhì)儲量，Gz表示為頁巖氣藏吸附氣和游離氣的總地質(zhì)儲量，Gxx表示為頁巖氣藏泄氣面積內(nèi)的總地質(zhì)儲量等。這種物理量下角規(guī)定，既未考慮它的科學(xué)性、實用性和國際性，也不符合中國現(xiàn)行按國際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的油氣下角符號。這種獨出心裁、自成一家的規(guī)定是不可能為大家所認同的。建議參考文獻［5］中使用的有關(guān)符號。

第三，動態(tài)法尤其是產(chǎn)量遞減法，是計算頁巖氣藏井控可采儲量的重要方法。然而，在《技術(shù)規(guī)范》中幾乎沒有涉及到產(chǎn)量遞減法的公式和具體要求。應(yīng)當(dāng)考慮制定頁巖氣藏動態(tài)法的計算細則和應(yīng)用范例。

第四，目前，針對頁巖氣藏地質(zhì)儲量和可采儲量的計算方法的相關(guān)文獻［8-11］很少且存在不確定性，甚至是“錯誤”的問題，應(yīng)進一步研究。除注重產(chǎn)量遞減法的應(yīng)用外，還應(yīng)考慮預(yù)測模型法［12］和其他方法［13］的引入。

4　結(jié)束語

中國是一個油氣生產(chǎn)、進口和消費的大國，也是一個向國外大量投資和擁有一定油氣資源的大國。因此，所制定的國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)當(dāng)考慮其科學(xué)性、實用性和國際性，并與中國的地位相符。應(yīng)以慎之又慎的態(tài)度把規(guī)范制定好、實施好。只有掌握科學(xué)實用的技術(shù)規(guī)范，才能得到可信度較高的油氣地質(zhì)儲量和可采儲量評價結(jié)果。

符號解釋：

Gx——頁巖氣藏吸附氣的地質(zhì)儲量，108m3；Ag——頁巖氣藏的含氣面積，km2；h——頁巖氣藏的有效厚度，m；ρy——頁巖密度，t/m3；Cx——在地面標(biāo)準(zhǔn)條件下，質(zhì)量為1t的頁巖的原始吸附氣含量，m3/t；Zi——原始地層壓力下頁巖氣藏的原始氣體偏差系數(shù)；Gy——式（2）中為頁巖氣藏中游離氣的地質(zhì)儲量，式（3）中為裂縫系統(tǒng)中游離氣的地質(zhì)儲量，108m3；φ——頁巖氣藏基質(zhì)和夾層的有效孔隙度；Sgi——式（2）中為頁巖氣藏的原始含氣飽和度，式（3）中為頁巖氣藏裂縫系統(tǒng)的含氣飽和度；Bgi——頁巖氣藏的原始氣體體積系數(shù)，Rm3/SCm3；φf——頁巖氣藏裂縫系統(tǒng)的孔隙度；No——頁巖油藏的地質(zhì)儲量，104t；Ao——頁巖油藏的含氣面積，km2；ho——頁巖油藏的有效厚度，m；Co——在地面標(biāo)準(zhǔn)條件下，質(zhì)量為1t的頁巖的含油量，m3/t；Gs——頁巖油藏溶解氣的地質(zhì)儲量，108m3；Rsi——頁巖油藏的原始溶解氣量，m3/t；Gz——頁巖氣藏吸附氣和游離氣的總地質(zhì)儲量，108m3；Cz——在地面標(biāo)準(zhǔn)條件下，質(zhì)量為1t的頁巖的總含氣量，m3/t；GR——頁巖氣藏的技術(shù)可采儲量，108m3；Gxx——頁巖氣藏泄氣面積內(nèi)的地質(zhì)儲量，108m3；ER——頁巖氣藏的采收率；Agx——頁巖氣藏的泄氣面積，km2；ERa——頁巖氣藏基質(zhì)中吸附氣的采收率；pa——廢棄地層壓力，MPa；pL——蘭氏壓力，MPa；pi——原始地層壓力，MPa；ERf——頁巖氣藏裂縫系統(tǒng)中自由氣的采收率；Za——pa下頁巖氣藏裂縫系統(tǒng)中自由氣的氣體偏差系數(shù)。

［1］ 陳永武，王少波，韓征，等.DZ/T0254—2014頁巖氣資源/儲量計算與評價技術(shù)規(guī)范［S］.北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2014. ChenYongwu，WangShaobo，HanZheng，etal.DZ/T0254—2014Regulationofshalegasresources/reservesestimation［S］. Beijing：StandardsPressofChina，2014.

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編輯常迎梅

ProblemsandrecommendationsfortheRegulationofshalegas resources/reservesestimationinChina

ChenYuanqian，ZhouCui
（ResearchInstituteofPetroleumExploration&Development，PetroChina，BeijingCity，100083，China）

Asanimportantfollow-upstrategicresource，shalegasisnowexploredandindustriallyproducedinChina，and obviousresultshavebeenobtained.However，theinexperienceinevaluatingtheshalegasresources/reservesestimation leadstoincorrectness，unreliabilityandevenerrorinestimatinggeologicalandrecoverablereservesofshalegasintheRegulationofshalegasresources/reservesestimationpublishedonJune1，2014，whichdeservesmoreattention.Thecoreofthe regulationistoestimatethereservesoftheshalegas，andgreatimportanceshouldbeattachedtoinsureitscorrectnessin ordertoavoidmistakeinevaluationresultsandeveninvestmentrisk.Theestimatingmethodoftheadsorptiongasreserves intheshalegasreservoir，freegasreservesinfracturalsystemareincorrectandthecorrespondingestimatingmethodofthe recoverablereservesisincorrectorevenmistake.Moreover，usingtheinitialsofChinesePinyinx，yandzassubscriptof differentsymbolsisirrational，whichdoesn’tmaintaintheprincipleofusingEnglishprofessionaltermsasthesubscript. Existingproblemsinestimatinggeologicalreservesandtechnicalrecoverablereservesofshalegaswereanalyzed.Itissuggestedtodiscussabouttheestimatingmethodofshalegasreservesandthescientificityandreasonabilityofitssymbols.Also，rulesofdynamicestimatingmethodsandapplicationcasearerecommended.Othermethods，suchaspredictionmodel，maybeintroducedatthesametime.

shalegas；GIIP；recoverablereserves；estimatingmethods；problems；recommendations

TE313.8

A

1009-9603（2015）01-0001-04

2014-11-03。

陳元千（1933—），男，河南蘭考人，教授級高級工程師，從事油氣藏工程、油氣田開發(fā)和油氣儲量評價方面的科研、教學(xué)與評估工作。聯(lián)系電話：（010）62398212，E-mail：1099690612@qq.com。