研究区位于波兰北部和西部的片段Peribaltic Syneclise,波罗的海盆地的一部分,作为一个椭圆形凹槽在东欧的前寒武纪地层平台( 13, 14)(图 1)。由于利益的增长在一个非传统的页岩储层在最近10年,几十个勘探钻粉已经在这个领域进行了广泛的核心收集和钻孔测井项目。的一个结果是一组相对宽的新数据提供更深入的基础研究和方法论评价的可能性。

在波罗的海盆地页岩油气藏勘探是专注于低古生代(志留纪和奥陶系)复合物,包括以下的形成( 15)(从上到下):(1)Pelplin调频。(文洛克),(2)Pasłęk调频(兰多维利)和黑色页岩Jantar成员与有机碳(TOC)含量相对较高;(3)Prabuty调频。(阿石极阶);(4)Sasino调频。(Caradocian /兰维尔阶):黑色页岩上间隔TOC含量相对较高;和(5)Kopalino调频。(Arenigian /特马豆克阶)。最有前途的形成从油气勘探的角度来看Jantar和Sasino岩层,以下为简单起见将被命名为页岩和页岩II。那些在研究区地层的厚度,分别15米和21米,而平均TOC含量在2.4% - -2.7%的范围,局部达到4.5%和5.5%。 The burial conditions and prevailing thermal regime resulted in the maturity level of source rocks in a range of 0.9-1.1 of vitrinite reflectance scale (% VR₀)[ 16- - - - - - 18]使液态碳氢化合物的生成和符合热成熟度主要生产页岩油在我们( 19- - - - - - 21]。

地质储量估算的方法提出了liquid-saturated页岩地层应用Jantar和Sasino页岩地层的三维地质模型。为了这个目的,一个广泛的数据集是集成,包括实验室数据(岩石物性和化学)和测井解释从四个垂直勘探钻孔(数字 1和 2)。实验室调查的地球化学及岩石物性性能低古生代地层的研究区域包括岩石Eval热解、压汞porosimetry, x射线衍射分析(XRD)、核磁共振(NMR)测量,渗透率与脉冲衰减渗透仪调查(微型和纳米级),和Dean-Stark测量。上述调查结果给出了详细和讨论在许多出版物和会议论文( 17, 22- - - - - - 27]。在这篇文章中,我们不提供一个详细的地质研究,而是专注于计算方法及其应用领域的三维地质模型的基础上给出的数据集。在这种方法中,三维高分辨率储层模型结果可视化的工具和解释的页岩油资源分布在感兴趣的形成。

研究区域的地质三维模型的基础上开发可用数据集组成的实验室测量、测井和地震数据(结构和地震属性) 27, 28]。地质统计学,variogram-based岩石属性空间可变性建模方法应用( 29日, 30.]。3 d分配下列Jantar和Sasino地层的岩石物性和化学属性建模:页岩岩石容重、总孔隙度和有效孔隙度、有机质含量(TOC),饱和水页岩与储层岩石的孔隙空间(Sw),和 年代 1 参数,指示的游离烃含量岩石样本进行热解(图 3)。的相关性 年代 1 与岩石密度参数与TOC值和TOC是量化和用于储层建模过程。这样的话,3 d网格与TOC人口,最后 年代 1 值间接支持3 d seismic-derived岩石密度立方体。

除了页岩地层属性、过程原油地质储量的计算需要知识的属性(表 1)。它适用于标准体积方法基于孔隙度和流体饱和度属性,用于本研究的质量检查地球化学方法。

页岩地层的细节充满液态碳氢化合物能够承担地质储量评估利用直接的任务中包含的碳氢化合物的地球化学测量岩石样本收集的水量充足页岩间隔。优势的石油资源评估方法基于地球化学数据的结果,它不需要的可用性孔隙度、流体饱和度数据并不总是可用的。它主要适用于流体(油)饱和度信息,通常造成测井数据解释,这可能是模糊的页岩地层。可用实验方法来评估的液态碳氢化合物存在于岩石样本包括( 1, 6, 12, 33, 34]: (我)

碳氢化合物的提取包含在示例(EOM-extractable有机物)浸出他们使用有机溶剂和提取量测定溶剂蒸发后的温度60°C;加工措施C12 +组件,包括非易失性碳氢化合物

岩石Eval热解和 年代 1 参数测定比溶剂萃取更方便,因为它是一个快速和简单的方法可以在开发过程的早期。它可以很容易地扩大规模,以反映地质储量潜在的对于一个给定的页岩地层厚度。在这项研究中,作者认为摇滚Eval 年代 1 数据作为主要的测量类型地质储量估算方法被采用,和溶剂萃取过程被用于精化的修正系数。

石油资源的计算过程基于岩石Eval 年代 1 页岩形成指定数量的数据来源于以下公式( 1, 2, 10, 11]: (1) 石油 内容 = V o V r = 年代 1 ∗ ρ r ρ o 石油表达的内容在哪里 米 3 的 石油 / 米 3 的 岩石 ; V o 油的体积(m³); V r 岩石的体积(m³); 年代 1 含油量(mg HC / g的岩石)出现在岩石体积与岩石Eval测量确定; ρ r 岩石密度(公斤/米³);和 ρ o 是石油密度(公斤/米³)。

采用这个公式对于地质储量估算,有必要解决这些大量的液态碳氢化合物不记录 年代 1 值。如前所述,低估的碳氢化合物存在于岩石样本 年代 1 参数(相比,原位条件)的结果 (我)

最轻的化合物的蒸发的原油oil-published数据指的是损失的C15-compounds [ 1, 12:然而,部分蒸发C12-C15化合物的观察(图 4)。较轻的碳氢化合物的损失是岩石样本处理的结果在实验室过程,这要求,其中,其磨削

在我们使用的方法,这些来源不准确的地质储量评估(如果只进行的基础上 年代 1 值直接)是借助于适当的修正系数: c 1 损失校正系数依赖石油的C15-compounds API重力和页岩成熟度级别( 1, 12), c 2 低估校正系数较重的化合物中 年代 2 峰(部分 年代 2 ),但是通过引入 c 2 系数表示为的一小部分 年代 1 值。修正的规模需要将补偿最轻的复合损失由于蒸发过程( c 1 值)近似的基础上发表的数据( 12],它涉及液态烃由于蒸发损失作为原油的函数API重力和时间的曝光(图 5下文)。

地质储量储备的估计考虑蒸发损失的引入可以表达 c 1 系数,根据公式: (2) OIIP 免费的 = V r ∗ ρ r ∗ 年代 1 ∗ c 1 ρ o ∗ 10 − 3 在哪里 OII P 免费的 石油资源(m³鉴于页岩体积)计算,近似“免费”/“移动”油, 年代 1 含油量(mg HC / g的岩石)出现在岩石样本确定岩石Eval热解方法, V r 岩石的体积(m³), ρ r 是岩石密度(公斤/米³), ρ o 是石油密度(公斤/米³), c 1 是失去C15-dependent的修正系数对石油API重力和成熟度级别。

地质储量资源计算方法包括碳氢化合物以岩石Eval分析和表达 年代 1 价值观,一起轻石油化合物失去了由于蒸发过程。一般来说,这个数字可能会代表“自由”或“移动”石油。

总地质储量的更精确的评估值,需要额外的校正, 年代 1 参数没有考虑页岩中包含碳氢化合物释放热解炉的温度超过300°C,而原油的重分数(这件+)被释放在更高的温度下(c.a。500°C [ 6, 11]。

在这项研究中,原油的重校正化合物是通过实验室的发展过程相结合来解决岩石Eval热解结果和岩石样本用有机溶剂萃取。它由一个双液态烃含量的测定样品(之前分成两部分)和摇滚Eval热解,虽然第一分析之前进行烃拔牙后,第二个用有机溶剂萃取。包括的解释结果 年代 1 和 年代 2 山峰的岩石Eval热解(图 6),旨在确定的部分 年代 2 参数可归因于液态碳氢化合物。的 年代 2 参数表示的碳氢化合物的温度范围内发布300到650°C。通常情况下,它被解释为剩余的反映潜在的烃源岩的生烃能力。然而,对于更成熟烃源岩的值 年代 2 参数可能部分与重分数已经生成的碳氢化合物。这部分油是由一系列C18-C35碳氢化合物,沸点超过300°C。

假设这个分数油本质上是被困在孤立的孔隙空间,主要在干酪根和可能被视为“这些”(吸附和吸收)或“固定”石油( 1, 6]。页岩的吸附是一个重要的存储机制。富含有机物页岩包含一定比例的微孔干酪根,展品高吸附可能由于其显著的内部表面积( 19, 35]。此外,在水量充足的页岩,干酪根中的碳氢化合物保留扮演着一个关键角色,估计最终复苏(欧元) 36]。因此,页岩气资源评价方法不能忽视hydrocarbon-in-place的吸附组件。在页岩气储层的情况下,吸附组件的量化是根据吸附等温式发展,比如最著名的朗缪尔等温线,代表的单层分子的吸附材料的内表面( 37]。研究集中在吸附在页岩油 38)发现,总有多个液态碳氢化合物的吸附层。因此,假设朗缪尔等温线不是有效的水量充足或湿页岩地层 35]。

正如上面提到的,人们相信,这些石油主要是由高分子量沥青质和树脂 1, 6]。基于这个假设,我们试图近似的数量,这些组件通过岩石Eval热解;在这篇文章中,我们这个量来表示 OII P 不动 。额外的液态碳氢化合物的数量(一些残留的C18-C25没有完全蒸发的温度范围300°C和C26-C35)测量使用两步热解(溶剂萃取前后)= (3) 年代 2 0 − 年代 2 E = Δ 年代 2 , 在哪里 年代 2 0 的值是 年代 2 参数在沥青提取岩石(mg HC / g); 年代 2 E 的值是 年代 2 参数后沥青提取岩石(mg HC / g);和 Δ 年代 2 之间的区别是 年代 2 值之前和之后提取。

上述修正的实现导致较重的液态碳氢化合物资源的公式计算: (4) OIIP 不动 = V r ∗ ρ r ∗ ∆ 年代 2 ρ o 在哪里 OII P 不动 是石油资源(m³)的重馏分的液态碳氢化合物化合物计算页岩体积。

上面的计算公式提出了重产生的评估分数的液态碳氢化合物(nC25-nC35)。然而,进行这样的过程是艰苦的,相对昂贵,耗时,因为它需要重复沥青的热解分析以及执行与有机溶剂提取一定数量的页岩岩石样本。

出于这个原因,我们试图定义功能链接的一部分 年代 2 参数反映了较重的液态碳氢化合物( Δ 年代 2 之间的差异 年代 2 值提取之前和之后)与任何收到Eval岩石热解参数。这将允许限制实验室工作与有机溶剂萃取和岩石Eval热解重复。提供实验室数据集包括7 Sasino页岩地层的岩石Eval测量样品和溶剂萃取结果 4]。(表 2,图 7)。

相对重要的值之间的相关性 年代 10 岩石Eval热解获得的参数(表 2,第2列)和重液烃含量的差异 年代 2 峰值前后提取(表 2、列注意到(图4) 7)。

这将创建的基础确定修正系数值重质油化合物的一小部分 年代 1 0 ,它可以表示为 (5) c 2 = 年代 2 0 − 年代 2 E 年代 1 0 , 在哪里 c 2 是重质油化合物的校正系数(的一部分吗 年代 2 峰)。

的想法 c 2 系数引入替换 年代 2 0 − 年代 2 E / 年代 1 0 表达,这就需要重复的完成裂解为每个样品测量以及溶剂萃取。如果 c 2 校正系数是决定有限数量的样本,然后只 年代 1 值是需要执行地质储量资源的评估包括重质油化合物对整个体积的水量充足页岩地层。

因此,计算公式( 4)可以改写成如下形式,只有 年代 1 和 c 2 值是足够: (6) OIIP 不动 = V r ∗ ρ r ∗ 年代 1 ∗ c 2 ρ o 在哪里 OII P 不动 石油资源是由重分数(m³鉴于页岩体积)计算; V r 岩石的体积(m³); ρ r 是岩石密度(克/厘米吗³), 年代 1 含油量(mg HC / g的岩石)出现在岩石样本确定岩石Eval热解方法; ρ o 是石油密度(克/厘米吗³);和 c 2 是这件的修正系数+油化合物(的一部分吗 年代 2 参数)。

因此,总地质储量计算,包括打火机(C5-C25)和重(C25-C35)化合物的石油可收到一笔“自由”和“不动”的液态碳氢化合物: (7) OIIP 总 = OIIP 免费的 + OIIP 不动 , (8) OIIP 总 = V r ∗ ρ r ∗ 年代 1 ∗ c 1 ρ o + V r ∗ ρ r ∗ 年代 1 ∗ c 2 ρ o = V r ∗ ρ r ∗ 年代 1 ∗ c 1 + c 2 ρ o 。

在此,总地质储量估算表示 年代 1 参数值,以及岩石和石油数据密度,建立了修正系数的值。

考虑实验的一些元素地球化学方法的调整提出了在前面的小节中,一直尝试质量检查评估结果提供了替代方法。标准体积法,因为它揭示了一些可比性采用地球化学方法他们都是体积的方法。另一方面,使用不同的计算进行页岩参数,也是一个优势原因结果比较。

经典的体积石油或天然气的估计方法在传统水库是基于岩石物性属性和PVT数据。自由体积石油和天然气页岩地层可以以同样的方式计算( 3]。所需的PVT数据计算(石油和溶解气体量) B o 石油地层体积系数,定义为油的体积的比值(液体和气体)储层条件相同体积的单位质量在浆池(表面)条件;和 R 年代 气油比——解决方案,定义为气体的体积的比例溶解在油油的体积。储油,自由地质储量计算的一般公式可以简化如下( 39- - - - - - 41] (9) STOIIP = V r ∗ φ ∗ 1 − 年代 w B o , 在哪里 STOIIP 是免费的油的体积(m³); V r 岩石的体积(m³); φ 有效孔隙度(分数); 年代 w 残余水饱和度(分数);和 B o 是石油地层体积系数(无量纲)。

计算体积的气体溶解在油可以用以下公式假设解决方案气油比( R 年代 )被称为 3, 40] (10) GIIP 在 _ 石油 = STOIIP × R 年代 , 在哪里 GIIP 在 _ 石油 溶解气体的体积是免费的油(m³), R 年代 解决方案是气油比(无量纲)。

这个方程也可以用于天然气地质储量的计算溶解在油估计用地球化学方法在前面的部分中。