川南地区深层页岩气储层特征及含气性主控因素

深层页岩气是非常规天然气勘探的重要目标。以川南威荣页岩气田五峰—龙马溪组为研究对象,利用地球化学测试、X线衍射矿物分析、场发射扫描电镜、气体吸附实验及含气性测试等方法,分析深层页岩气储层特征及含气性,探讨含气性主控因素。结果表明:深层页岩气储层具有高TOC、高孔隙度、高含气量和高脆性矿物质量分数的特征;深层五峰—龙马溪组页岩主要孔隙类型为迁移有机质孔,存在黏土矿物层间孔,中孔和微孔约占孔体积的88%。纵向含气量具有差异性,呈底部含气量高、顶部含气量低的特征,页岩含气性受多种地质因素控制,TOC质量分数是控制含气性主要因素之一,与含气性呈正相关关系;低矿物质量分数对含气量有利,石英对含气量具有积极作用,黏土和碳酸盐矿物对含气量具有双重作用;岩相对含气量影响明显,富碳硅质页岩含气量最好,为优质岩相类型;高角度裂缝对含气量不利,水平裂缝发育区含气量较高;地层压力越大,页岩含气量越高。该结果对深层页岩气勘探开发具有指导意义。

抽水蓄能机组动静干涉与相位共振诱发振动故障机理及抑制方法研究

动静干涉与相位共振故障直接影响抽水蓄能电站水泵水轮机安全与稳定运行。本文以某水泵水轮机为对象,系统研究了由动静干涉产生的水力激振模式,并对其进行相位共振风险评估。通过实例计算分析了张河湾与黑麋峰抽水蓄能水泵水轮机由动静干涉引起厂房振动影响因素。同时,通过统计国内部分抽水蓄能电站水力参数,计算了动静干涉水力激振模式与相位共振风险系数RF,并提出相应预控措施。为其他大型抽水蓄能电站的振动问题提供参考,并为即将大规模建设的抽蓄电站安全稳定性提供积极借鉴意义。

川南深层页岩气富集高产主要地质因素分析——以威荣页岩气田为例

位于四川盆地南部低陡构造带白马镇向斜的威荣页岩气田,是中石化继涪陵页岩气田之外的第二大页岩气田,亦是一个盆内埋深大于3500 m的深层页岩气田,其盆内"连续型"富集模式有别于盆缘涪陵页岩气田"构造型"模式。为了找准盆内深层页岩气富集高产的主要地质因素,开展相关科研攻关,对于突破埋深大于4000 m的深层页岩气勘探开发瓶颈大有裨益。为此,通过开展沉积微相、地球化学、储层特征、构造演化等地质综合研究,明确了该区深层页岩气形成地质条件以及富集规律。研究结果表明:威荣页岩气田深水陆棚富有机质硅质页岩储层具有高孔、高TOC、高含气量、高硅、高脆、低黏土("五高一低")特征,其优良的地质条件、超高压的地层压力系数、发育的纹层及层理缝是深层页岩气富集高产的重要因素,其富集规律体现出动、静结合的"历史主线式"概念,主控因素具有"优相控源、适演控位、良存控富"三元控藏特点。

基于氮气吸附-核磁共振-氩离子抛光场发射扫描电镜研究川西须五段泥质岩储层孔隙结构

微观孔隙作为泥质岩的有效储集空间,其孔隙结构参数是作为气藏评价及资源量估算的重要依据。本文应用氮气吸附法(NAM)、核磁共振法(NMR)、氩离子抛光及场发射扫描电镜(AIP-FESEM)研究川西须五段泥质岩微观孔隙特征,结果表明:1氩离子抛光及场发射扫描电镜在表征微观孔隙形态与类别时有一定优势,但定量表征孔隙参数时,受图像二值化阈值的影响,表征结果偏差较大,可结合氮气吸附法来定量表征其孔径大小;2核磁共振受岩石骨架影响小,能够更精细反映岩石的物性条件,可定量计算孔隙度与可动流体饱和度,但对样品的孔隙形态反映较差;3综合上述三种方法,在须五段泥质岩中可识别出一定量的纳米级中、大孔,孔径大多介于几十纳米到几百纳米之间,孔隙连通性差,孔隙度主要介于2.3%~7.4%之间,孔隙类型以粒间孔、晶间孔最发育,有机孔隙、微裂缝次之,粒内孔隙最不发育。总体而言,融合了三种技术方法能更精确、更全面地反映泥质岩孔隙结构特征,能得到更完善的储层孔隙结构参数,在定量表征泥质岩孔隙结构中具有广泛的应用前景。

川西坳陷须五段储层微观孔隙结构特征及其控制因素

非常规气藏储层的微观孔隙结构是影响气藏储集性能和开发效果的重要因素。以须五段砂岩、泥岩储层为研究对象,综合应用扫描电镜、低温氮气吸附法、激光扫描共聚焦显微镜以及微米—纳米CT扫描等技术手段,对川西坳陷须五段储层微观孔隙结构展开深入研究。研究结果表明:(1)须五段砂岩孔隙类型主要有溶蚀孔、晶间孔、微裂缝,溶蚀孔最为发育;泥质岩孔隙类型有矿物基质孔(粒间孔、粒内孔、晶间孔)、有机质孔、微裂缝,粒间孔、晶间孔最为发育。(2)须五段储层孔隙结构复杂,以中孔、大孔为主,多呈广体细颈型和平板狭长缝型,其比表面积介于1.44~11.7m^2/g之间,平均孔径介于5.75~15.6nm之间,砂岩比表面积比泥岩小,但孔径反而较大。(3)考虑到研究区非常规气藏储层的复杂性,单一技术手段表征孔隙结构都存在片面性,那么有机整合多种现代高精度技术手段进行非常规气藏储层微观孔隙分析显得尤为重要。在此基础上,分析了须五段非常规气藏储层微观孔隙结构的控制因素及产能与不同类型孔隙的关系,为后续"甜点"预测提供地质依据。

川西什邡地区隐伏断层活动性及其对流体的控制作用

利用遥感地质解译、土壤微量元素分析、土壤氡气测量以及野外露头观察等手段,在什邡湔氐地区识别出22条隐伏断层。它们按走向可分为北北西向、北东东向和近东西向3组。受关口断层推覆上升的影响,隐伏断层普遍具张扭性,活性较好,含水破碎带发育。从油气水文地球化学和地下水的活动规律来探讨该区断裂和盖层、地下水的配置关系,认为本区油气保存条件总体较差,但在单斜带局部区域寻找水动力圈闭气藏以及在云西—徐家场鼻状背斜上勘探深层气藏仍然有一定的潜力。

新场气田须二气藏单井气水层识别模型研究

川西新场气田须二气藏为典型的低渗致密碎屑岩气藏,由于地质条件复杂,储层非均质性严重,气水分布十分复杂,束缚水含量较高,气层、气水同层电阻率界限模糊不清,测井解释往往造成很大误判。针对这一难点,应用基于粒子群算法(PSO)的核主成分分析与支持向量机(KPCA–SVM)模型进行气水层识别。模型先通过核主成分分析(KPCA)进行非线性属性变量提取,再将提取的属性变量作为支持向量机(SVM)的输入变量,在识别过程中利用粒子群算法(PSO)寻优,最终实现气水层识别。将模型应用于新场气田须二气藏气水层识别,识别结果符合研究区的实际情况。

核主成分分析与支持向量机模型在储层识别中的应用

针对低孔、低渗致密储层识别较常规储层难这一问题,首次应用核主成分分析与支持向量机(KPCA-SVM)模型进行储层识别。该模型先通过核主成分分析(KPCA)进行非线性特征参数提取,然后将提取的特征参数作为支持向量机(SVM)的输入变量,最终实现储层识别。由于KPCA-SVM模型集成了核函数、主成分和支持向量分类机的优点,较好地解决非线性小样本的问题,能消除数据之间的噪音,降低维数,而又不缺失有效信息,达到准确快速预测的功能。将该模型应用到新场须二气藏新856井区储层预测中,预测结果验证了本模型的优越性,可作为致密储层预测的可选方法。

逐类组合支持向量机在致密储层判识和产能预测中的应用

针对致密储层判识和产能预测准确率低,提出一种新的建模方法——逐类组合支持向量机方法(TCSVM).首先应用支持向量分类机(SVC)实现储层类别判识,然后用支持向量回归机(SVR)建立气层产能预测模型,最后对未知储层进行判识和产能预测.该模型通过前期降噪、降维的属性优化,有效降低数据类别对储层判识的干扰,提高储层判识和气层产能预测的准确率.以陕甘宁盆地中部气田马五1气藏为例,选用19口井的92个已测试层位作为已知样本(其中78个训练样本,14个检验样本),以气层、含气层、干层、水层和产能赋值为目标,挑选与储层特征密切相关的10个特征参数作为输入变量,建立中部气田马五1气藏的储层判识模型和气层产能预测模型.检验结果表明:模型的预测误差较传统的建模方法和多项式自组织神经网络方法(MOSN)低,其中尤以主成分分析逐类组合支持向量机模型(PCA-TCS-VM)的预测误差最低(平均绝对误差为0.359,平均相对误差为0.036).表明逐类组合支持向量机方法减少数据类别对储层判识和产能预测的干扰,提高准确率,对油气勘探具有积极指导意义.

川西须五非常规气藏储层微观孔隙结构特征

由于川西坳陷须家河组五段陆相非常规气兼具致密砂岩气与页岩气特征,气藏异常复杂。为了研究该气藏储层微观孔隙结构特征,首先应用场发射氩离子抛光扫描电镜观察了砂、泥岩储层微观孔隙类型,然后结合低温氮气吸附法、激光扫描共聚焦显微镜、场发射氩离子抛光扫描电镜、微-纳米CT扫描等技术手段对储层微观孔隙结构开展深入研究。研究结果表明:1须五砂岩孔隙类型主要有溶蚀孔、晶间孔、微裂缝,以溶蚀孔最发育,晶间孔、微裂缝次之,泥质岩孔隙类型有矿物基质孔(粒间孔、粒内孔、晶间孔)、有机孔、微裂缝,以粒间孔、晶间孔最发育,微裂缝、有机孔次之,粒内孔最不发育;2虽然须五非常规气藏物性条件极差,但无论砂岩还是泥岩都存在一定量纳米级的中孔与大孔,其中砂岩孔隙度较泥质岩差,但缝隙孔径较泥质岩大;3低温氮气吸附法只反映连通孔隙,无法表征孤立的孔喉结构,激光共聚焦显微镜的观察范围极小,常用于极典型的孔喉结构刻画;场发射氩离子抛光扫描电镜与CT扫描技术由于依赖于人为设定二值化阈值来计算孔隙度,其阈值无固定标准,主观因素影响计算精度,应综合4种方法开展研究,才能得到更准确、更全面的储层孔隙结构资料。

四川盆地南部威荣、永川地区深层页岩气勘探开发进展、挑战与思考

中国3 500 m以浅的页岩气已实现了效益开发,并形成了较完善的地质理论和一系列勘探开发技术。对于3 500 m以深的深层页岩气,虽然地质参数整体优良,但工程地质条件变差,有效开发难度大。为了进一步提高深层页岩气勘探开发效益,以四川盆地南部威荣、永川地区深层页岩气为例,在对比中深层页岩气地质—工程参数特征的基础上,归纳总结了该区深层页岩气在地质、钻完井、压裂、采输等方面的技术进展,剖析了深层页岩气勘探开发面临的问题与挑战,并预测了未来发展方向。研究结果表明:(1)深层页岩在地球化学指标、脆性矿物含量、孔隙度及含气性等基础地质特征方面与中深层页岩相似,但工程地质特征更复杂,具有地应力高、水平应力差高、塑性高、地层压力高的“四高”特征;(2)深层页岩裂缝总体欠发育,地应力复杂,有效改造体积偏小,以致气井初期产能低、递减快、最终可采气量低、返排液高,制约了深层页岩气效益开发;(3)深层页岩气勘探开发已在甜点评价与预测、建模—压模—数模一体化、优快钻完井、体积压裂、“三精”生产管理、集约化采气等方面形成了关键配套技术;(4)目前深层页岩气勘探开发主要面临套变、压窜以及改造效果不理想等方面的难题,需持续做好地质评价、建模—数模、钻井、压裂以及采输等技术攻关。结论认为,已形成的深层页岩气勘探开发关键技术对提升中国页岩气保障能力具有重大意义,但深层页岩气勘探开发面临的理论认识与工程工艺技术创新是一个长期的过程,需长期投入、循序渐进攻关,才能实现深层页岩气的规模效益开发。

川西坳陷XC构造带雷口坡组顶部风化壳储层预测

四川盆地川西坳陷XC构造带的中三叠统雷口坡组地层埋深大,地质条件复杂,采用任何单一的技术方法皆难于准确预测雷口坡组顶部风化壳洞缝型储层的分布。在明确沉积储层特征的基础上,依据储层地震响应特征,采用波形分类、地震属性、相干体分析、波阻抗反演等多种技术方法进行储层有利相带预测,建立了一套适合雷口坡组顶部风化壳洞缝型储层的预测技术方法序列。预测结果表明,雷口坡组顶部风化壳洞缝型储层主要分布于XQ构造—XC构造—WX构造一带,综合评价为储层发育有利区;其次分布在HXC构造—FG构造一带,综合评价为储层发育较有利区,其余地区储层相对较差。

广元地区龙门山前缘中低温对流型地热系统分析

通过广元地区龙门山前缘的遥感地质解译,野外地质考查以及结合前人地热水勘查成果,对其地热水的热源、水源、构造特征等综合分析认为,该区无附加热源,热源为深循环加热,水源以大气降水为主,具有深部循环的有利地质构造条件,为在正常的区域地温场背景条件下。出现在裂隙介质发育的深部碳酸盐岩地层之中的地下热水环流系统——中低温对流型地热系统,具有很好的勘探开发前景。

致密砂岩储层孔隙结构特征及其对开发的影响

致密砂岩孔隙结构特征是致密油气地质评价的核心研究工作。通过铸体薄片、X-射线衍射、扫描电镜、常规压汞、恒速压汞及气水相相对渗透率等多种实验分析手段,研究了川西中江气田沙溪庙组致密砂岩孔隙结构特征,探讨了孔隙结构差异性成因,并分析孔隙结构对开发的影响。研究表明,中江气田沙溪庙组致密储层岩石类型以岩屑长石砂岩、长石岩屑砂岩和岩屑砂岩为主;储层物性受原生矿物组合与成岩演化过程及其产物的影响,其中,石英对储层的渗透率贡献相对明显,对孔隙度影响不明显,黏土矿物、方解石都对孔隙度和渗透率影响明显,均呈负相关;在孔隙结构参数中,孔喉组合关系、喉道大小决定储层渗流能力,以大孔喉对储层渗透能力的贡献最大;孔隙结构对产能及气井生产特征影响明显,孔隙结构均质性越好所对应的气井产能及平均日产气就越高。研究成果对于深入理解致密砂岩孔隙结构及气井开发效果差异性具有重要的理论意义,能为气藏合理开发及评价提供科学依据。

威荣深层页岩气储层微观孔隙结构表征及分类评价

为研究深层页岩储层评价标准,对其储层微观孔隙结构进行了研究。基于"高精度、跨尺度"微观孔隙结构研究思路,利用氮气吸附、高压压汞、扫描电镜以及矿物分析电镜等实验,形成一套全孔径范围的储层微观孔隙结构定量表征技术,建立了深层页岩气储层评价标准。研究结果表明:(1)孔隙类型为有机孔、粒间孔、粒内孔、微裂缝4类,不同类型孔隙差异大,以有机孔占主导,其面孔占比大于50%,孔隙形态复杂,呈椭圆形、不规则状或扁平状分布,形状系数为0.50~0.90,分形维数(D)为2.72~2.92;(2)基于全孔径表征技术及分形理论将孔隙结构分为4类,其中Ⅰ类孔隙结构的有机孔发育(有机孔占比大于等于50%),分选较好(分选系数大于等于0.7),变异系数较大(变异系数大于等于1.1),孔隙半径分布呈多模态分布;(3)综合孔隙结构分类及储层参数,将页岩储层分为4类,其中Ⅰ类储层的关键参数为总有机碳含量(TOC)≥4%,总含气量大于等于6 m^(3)/t,孔隙度大于等于6%,脆性矿物含量大于等于50%,杨氏模量大于等于36 GPa,泊松比小于等于0.225,为Ⅰ类孔隙结构,该类储层主要分布于2—3~1小层,为水平井最优靶窗位置。

新场气田沙溪庙组气藏单井产能预测

川西新场气田沙溪庙组气藏是典型的致密低渗透碎屑岩气藏,气藏储量丰富,可单井产能却很低。产能预测是编制气田开发规划部署、进行开发方案设计、开发动态分析、气井配产及开发方案调整的重要内容,但迄今为止,致密低渗储层的产能预测却仍是当下公认难点问题。针对沙溪庙组特定的地质特征,本文采用了最佳子集及GA-BP神经网络模型预测产能。通过最佳子集模型运算,获得与储层产能相关性最好的6个特征参数(分别是Φ、Ac、Φf、ΔR、F1、F2),再用GA-BP神经网络构建的储层产能预测模型,预测结果是绝对误差最大为0.98,最小为0.008,平均为0.036,相对误差最大为5.36%,最小为0.805%,平均为2.85%,说明所构建的基于最佳子集及GA-BP神经网络的储层产能预测模型预测结果理想,可以用于同类储层的产能预测。

基于系统动力学的碳捕捉与封存实施方案评价研究

本文以超临界燃煤电厂排放的深部盐水层封存作为我国主要的CCS实施方案,从一体化的角度运用系统动力学方法对该方案进行建模与分析。模型综合考虑了CCS的减排效果、能耗和经济效益,理清了CSS系统要素之间的相互影响关系和反馈机制。仿真结果表明该方案可以减排电厂总排放量的80%以上,但减排成本高达66.81元/吨,同时消耗煤炭0.0905吨。在此基础上进一步分析了碳交易价格和技术进步对CCS的影响,结果表明:若无碳交易机制支持,CCS单位减排成本将增加52%。

汶川大地震“远端效应”——龙泉驿地热异常成因探讨

应用遥感地质解译、土壤氡气测量、地温测量以及地电测试等技术方法,结合现场勘查和相关地质资料,对成都市龙泉驿点状地热异常现象的成因机制进行探讨。龙泉驿断层被南北向和北东-南西向的次级断层切割,断层遥感影像清晰。断层上方土壤中出现极高的氡气浓度异常,从旁侧向地热异常点逐渐升高,显示断层的活动性和良好的渗透性,沿断层有流体上升。断层上方近地表局部填充的块状疏松土壤起到"导热管"的作用。发震于龙门山逆冲推覆造山带的汶川大地震及其余震的剧烈运动,使成都前陆盆地中的岩块沿中三叠统下部滑脱层滑动,产生大量构造热。热流沿滑脱层向远端的前陆隆起——龙泉山传递,通过龙泉驿断层向上溢流,并经"导热管"在地表形成点状地热异常。龙泉驿地热异常的主导因素是汶川大地震引发的构造热产生的地震地热异常"远端效应"。龙泉山断裂带不可能发生较大的破坏性地震。该地区可能有丰富的地热资源,值得进一步研究。

黄骅坳陷孔南地区孔店组一段物源区分析

黄骅坳陷孔南地区孔一段砂岩储集物性好,是研究区内重要的含油气层段。根据砂岩成分、重矿物特征、砂体分布体系和地震剖面等资料,对孔店南部孔一段物源方向及物源区母岩性质进行了系统研究。结果表明,孔南地区孔一段物源主要来自于盆地北部、东部、西部和南部,其中北部物源影响范围大,可进一步分出北西和北东两个方向。古物源与成因砂体的空间展布配置关系良好。砂岩组分的Dickinson三角图解显示,物源区构造背景为大陆块区、火山弧区和构造混合区。这些结果反映了黄骅坳陷孔店期盆地在中、新生代构造转型过程中陆内裂陷盆地内形成的具有多物源供给、三分性明显的沉积特点。

广元地区地热水资源成藏条件分析及有利勘探区预测

本文运用构造地质学,水文地质学和遥感地质解译方法综合研究广元地区龙门山推覆构造带和米仓山推覆构造带认为:由三迭系下统嘉陵江组、中统雷口坡组碳酸盐岩为热储层,下伏下三迭统铜街子组和飞仙关组页岩为垫层,上覆上三迭统须家河组煤系地层为盖层的中生界含地热水组合是最重要的含地热水组合。大气降水是地热水的水源。地热水热储构造主要沿龙门山构造带前沿和米仓山构造带前沿分布。划分出龙门山前沿和米仓山前沿两个地热资源有利勘探区。