泸州地区深层页岩气水平井套变成因机理探讨

四川盆地南部泸州地区深层页岩气储量丰富,是继长宁、威远等中浅层页岩气之后重要的天然气资源接替领域。但在泸州地区深层页岩气开发过程中水平井套管变形(以下简称套变)频发,对水平井压裂施工产生明显影响,制约了该区深层页岩气的规模建产。业内普遍认为套管变形是地层中的断裂发生滑移并对水平井产生剪切和挤压作用引起的,但基于该理论的套变模型与诸多实测数据不相吻合。为了进一步明确套管变形机理,提高套变的防控效果,以泸203井区18口套管变形水平井为对象,基于多臂井径成像测井,逐个对比套变形态、套变层位以及平面断裂发育情况,建立了断裂滑移和层理面滑移2种地质模型,并分析了2种地质模型下的不同套管变形特征。研究结果表明:(1)断裂滑移诱发的套变具有以下规律,即平面上套变仅出现在水平井与断裂带的交会处;套管的变形长度理论上应在10 m以内;套管的变形程度应呈近似对称关系,中部变形强,向两侧逐渐减弱。(2)该区多数套变不在预测的断裂带内,且部分套变段变形长度与形态不符合断裂滑移的特征。(3)层理面滑移可诱发多个相似的套变,在该机制下套管变形长度等于井筒与滑移面相交的距离,且层理面滑移的垂向分布与地层的页理发育程度一致。(4)层理面滑移与断裂滑移具有相似的力学机理,通过三维莫尔圆可以分析钻井和压裂过程中诱发断裂/层理面滑移的关键参数变化。结论认为,除断裂滑移外,层理面滑移是诱发页岩气水平井套管变形的另一重要机理,该研究成果可为深层页岩气规模效益开发的套变防控提供理论指导。

页岩气资源/储量计算中吸附参数确定的新方法——以四川盆地五峰组—龙马溪组页岩为例

页岩气资源/储量计算过程中,等温吸附参数的确定主要采用实验温度条件下的干燥样品数据,并存在总有机碳含量(TOC)和等温吸附参数回归效果差的问题。为此,以四川盆地上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组海相页岩为例,从Langmuir吸附模型和Henry吸附模型中关键参数的物理意义出发,分析了页岩气资源/储量计算过程中等温吸附参数确定中存在的问题,并基于大量等温吸附实测数据,分析影响页岩气吸附参数的TOC、温度和含水饱和度等因素,建立了TOC、温度和含水饱和度对页岩等温吸附参数的影响模型,提出了从实验条件到储层原始条件下页岩气吸附参数计算的新方法。研究结果表明:①页岩气资源/储量计算过程中存在等温吸附参数与TOC关系拟合规律差且互有矛盾、范特霍夫方程难以有效转换、含水饱和度(S_(w))在资源/储量计算中不易直接应用等问题。②将Langmuir吸附模型和Henry吸附模型结合,建立页岩对甲烷的吸附能力新参数Henry常数a,有效地解决了Langmuir压力(pL)与TOC直接拟合效果不佳的问题。③当S_(w)<40%时,Langmuir体积(V_(L))与S_(w)呈线性负相关;当S_(w)<20%时a值相对恒定;通过建立压力超过30 MPa时归一化绝对吸附量与S_(w)(小于50%)关系,可有效地解决S_(w)对等温吸附量计算结果的影响。(4)五峰组—龙马溪组页岩储层地应力大小影响页岩的吸附能力,相同TOC页岩的储层地应力越大,V_(L)越小,a值越低;在高压条件下(大于30 MPa),S_(w)对页岩甲烷吸附能力的影响具有相似趋势,水分子对页岩孔隙表面吸附位的影响恒定。结论认为,提出的不同TOC、不同温度和不同含水饱和度条件下页岩等温吸附参数确定的新方法,可以为页岩气资源/储量的精准计算提供技术支撑,将有助于页岩气产业的科学发展。

关于欧洲能源困局的思考与启示

欧洲能源困局形成原因是多方面的,但主要是其激进的减排政策与较高的传统能源消费之间的不匹配,以及对俄罗斯油气的高度依赖,最终在化石能源价格暴涨、重启高碳能源保供、高价寻求缺口替代等方面,暴露其能源供应的脆弱性。分析欧洲能源困局形成原因,研究欧洲摆脱对俄罗斯能源依赖的可能性,对中国能源发展具有很强的借鉴意义。要增强中国能源安全供应的自信心,避免过分宣传保供压力带来的能源外交被动;要从合作对象、机制、领域三方面入手,加强长期稳定的国际能源合作;短期要继续稳住传统能源保供地位,中长期要有序推进能源结构调整,稳扎稳打布局新能源业务,最终实现能源独立。

中国页岩气与致密气开发特征与开发技术异同

对比分析我国页岩气藏与致密气藏的开发特征与技术对策,对深刻认识和高效开发上述非常规天然气资源具有重要的意义。为此在研究我国页岩气与致密气地质特征和开发特征的基础上,着重对比分析了二者在开发策略与技术方法上的差异及对策。结果表明:(1)两种非常规气藏宏观上均具有储层致密、非均质性强且大面积连续分布的特点,页岩气储层集中分布,致密气储层多层分散分布;(2)两种气藏均具有异常低孔低渗特征,都需要通过改造达到工业产量,但压裂改造特征和流体渗流特征差异明显;(3)气井产量曲线均为"L"形,但页岩气早期产量递减更快、低产期的生产时间更长;(4)开采均需要优选相对富集区,采用小井距、优快钻井工艺技术,核心工艺是压裂改造,采用单井自然递减、井间接替的生产方式;(5)但上述二者的开发对策和技术方法各有所侧重、解决的关键问题不同。结论认为:(1)页岩气开发对工程技术手段的依赖性更强,对开发技术要求更苛刻;(2)致密气储层的渗透性相对较好,压裂后仍表现出"相对均质"的开发特征,但受地层水影响,致密气高效开发技术同样面临着更高的要求;(3)致密气以成本为目标导向的开发技术是页岩气降低开发成本的主要方向,页岩气工厂化作业及新型压裂工艺技术有助于低品位资源的有效动用。

基于多井模型的压裂参数-开发井距系统优化

以变缝宽导流裂缝为基本流动单元,建立考虑井间干扰和缝间干扰的多水平井渗流数学模型,采用半解析方法求解模型,模拟多井开发平台全生命周期生产动态,分析裂缝长度、裂缝导流能力、井距、缝距等因素对生产效果的影响。在此基础上提出了以压裂规模为内部约束条件,以经济效益为外部约束条件的“嵌套式”全局优化方法来优化水平井-裂缝等钻完井参数。研究表明,不考虑约束条件时,增加裂缝与地层接触面积、降低缝/井间干扰强度、平衡裂缝与地层流入流出关系均能有效提高平台开发效果,但不存在最优钻完井参数。仅考虑内部约束条件时,存在最优裂缝导流能力和长度,但不存在最优井距、缝距。同时考虑内外部约束条件时,裂缝导流能力、裂缝长度、井距、缝距等因素间产生关联,出现参数优化空间,在压裂规模较小时宜采用小井距、宽缝距、短裂缝的水平井部署模式;在压裂规模较大时则宜采用大井距、窄缝距、长裂缝的部署模式。

四川盆地威远区块典型平台页岩气水平井动态特征及开发建议

位于四川盆地长宁—威远国家级页岩气示范区范围内的威远页岩气田(以下简称威远区块),同一平台上气井的生产动态特征存在着较大的差异,目前对于其页岩气井产气量的主控因素和开发工艺措施的有效性认识尚不明确。为此,以威远区块PT2平台的6口水平井为例,针对气井生产动态存在的差异,从钻遇优质页岩段的长度、水平段轨迹倾向、压裂段长度、改造段数、加砂量及井底积液等方面进行分析,明确了影响威远区块页岩气水平井产气量的主要因素,进而提出了有针对性的开发措施建议。研究结果表明:(1)优质页岩段钻遇长度是气井高产的物质地质保障,水平压裂段长度、改造段数/簇数和加砂量是主要的工程因素;(2)页岩气井生产早期均为带液生产且水气比较大,当产气量低于临界携液流量时,井底积液对产气量和井口压力的影响不容忽视;(3)建议低产井应采用小油管生产(油管内径小于等于62 mm),对于上半支低产井,应及早采取橇装式排水采气工具和措施以释放气井产能,而对于下半支低产井,则应放压生产,防止井底过早积液。

页岩气井网井距优化

基于页岩气一井一藏及工厂化作业的开发特点,一次性部署开发井是区块效益开发的关键,故合理的井网井距对于提高页岩气采收率具有重要的意义。为此,以国家级页岩气开发示范区长宁区块为例,以单井动态分析结果为依据,以"多井平台"数值模拟为分析手段,建立以基质接触面积、缝间干扰、井间干扰、裂缝—基质流入流出4种关系为核心的井网井距优化设计方法,并论证井网井距优化流程:(1)通过干扰测试分析和施工参数类比,定性判断井距范围;(2)建立以支撑剂总体积为约束的裂缝参数优化模型,形成页岩气开发井距理论分析方法,定量评价以簇为单元的主裂缝长度、间距、条数、导流能力以及裂缝穿透比,确定最优井距;(3)通过网格指数加密精细数值模拟,初步论证了下志留统龙马溪组一段采用"W"形的上下两层交错水平井部署的立体开发效果。结果表明:天然裂缝是影响井距优化的关键因素,长宁示范区天然裂缝不发育,现有压裂规模下采用300 m井距、采用"W"形的上下两套水平井部署立体开发,页岩气采收率可提高15%以上。

中国海相页岩气开发评价关键技术进展

以四川盆地及其周缘下古生界龙马溪组和筇竹寺组页岩为对象,总结中国海相页岩的地质和储集层特征,结合"十二五"期间页岩气开发取得的理论和技术成果,建立了中国页岩气开发评价关键技术指标体系和静动态参数及经济指标相结合的页岩气井综合分类标准。针对页岩气井压裂后形成的复杂缝网特征,联合分形介质和连续介质理论刻画复杂裂缝系统,建立页岩气全过程渗流生产模型,并根据输入参数特征构建概率分布模型,利用蒙特卡洛随机模拟方法,预测不同概率下的气井生产动态指标;同时提出水平井段及主裂缝参数、开发井距和生产制度等关键开发参数优化的具体思路和方法。中国页岩气大规模效益开发在地质理论、渗流机理及产能评价方法、开发技术政策及经济效益方面仍然面临许多亟待解决的难题。

塔里木盆地下寒武统微生物礁储集性研究及油气勘探意义

通过塔北西部—柯坪地区大量的野外露头观测及室内薄片观察与物性分析,对塔里木盆地下寒武统肖尔布拉克组上二亚段微生物礁白云岩储集性进行了精细研究。该层微生物礁仅在研究区南部三个剖面有发现,其中在昆盖阔坦剖面发育数量最多、体积最大,呈近东西向带状、串珠状分布;英尔苏和苏盖特布拉克两剖面发育数量和体积皆较小,呈现由南到北逐减趋势。微生物礁白云岩具有粒内孔、晶间孔、溶孔、格架孔、微裂缝和缝合线6种储集空间,但储集性能远低于预期目标,平均孔隙度与渗透率分别仅有1.84%和0.91×10-3μm2,属于特低孔特低渗储集体。结合前人工作不难发现,塔里木盆地下寒武统甚至更老地层的微生物礁不应再作为台缘带油气勘探的重点对象,而台缘微生物颗粒滩更具有勘探潜力。

基于嵌入黏聚单元法的页岩储层压裂缝网扩展规律

页岩储层压裂后形成的裂缝网络是页岩气有效开发的基础和关键,体积压裂过程中,对天然裂缝的发育形态的认识与人工裂缝的控制是压裂改造的关键和难点问题。为此,以四川盆地南部地区奥陶系五峰组—志留系龙马溪组页岩储层为研究对象,基于批量嵌入黏聚单元法(BCZM)以及牵引—分离损伤理论(Traction—Separation Law,TSL)对天然裂缝空间展布及性质进行表征,并建立了富集天然裂缝网群的页岩储层有限元模型,分析了人工裂缝与水平层理、天然裂缝交汇的裂缝网演化规律。研究结果表明:(1)压裂过程中,压裂液会优先沿水平层理与人工主裂缝方向流动,驱使主裂缝不断与天然裂缝进行沟通,最终形成类似星形包络线的压裂改造区域;(2)星形改造区域关于井眼呈现对称分布,随着压裂作业的进行,当有效改造半径达到一定值后,改造区域几何面积趋于稳定;(3)井口压裂液注入排量对压裂缝网形态影响较大,实际施工时应选择合适的注入排量,过小的压裂排量会使地层中液体压力难以打开天然裂缝,而过大的排量又会导致人工水力主裂缝直接穿越天然裂缝而被层理捕获,最终不能形成复杂有效的网状裂缝。结论认为,开展页岩储层压裂缝网演化模拟对认识、预测及控制页岩储层压裂缝网形态具有重要的理论指导意义,将有助力我国深层页岩气开发。

塔里木盆地柯坪地区肖尔布拉克组优质微生物碳酸盐岩储层成因

微生物碳酸盐岩储层是油气地质学研究的重要领域,针对古老深埋的塔里木盆地肖尔布拉克组微生物碳酸盐岩存在的优质储层争议和储层成因问题,通过野外观察、剖面测量、密集取样、物性测试、薄片分析和CT扫描等手段,对柯坪野外露头区的肖尔布拉克组微生物碳酸盐岩储层进行了系统调查与分析。结果表明,肖尔布拉克组的优质微生物碳酸盐岩储层为具有亮晶凝块结构的层状凝块石建造,其储层孔隙度最大值为9.35%,孔隙度介于2.69%～9.35%之间的比例为70.3%,平均值为5.07%,且其储层孔隙度和平行渗透率具有极好的线性正相关性。这些优质储层的储集空间类型包括粒间孔、晶间孔、粒间溶孔、晶间溶孔、扩溶孔和溶洞6类。潮下带上部高能原始沉积环境中形成的亮晶凝块结构为优质储层的形成提供了微生物沉积作用上的先决条件;热液溶蚀作用形成大量大孔径的组构非选择性扩溶孔和溶洞则是优质储层形成过程中至关重要的成岩作用过程,极大地提高了层状凝块石建造的孔隙度。这将进一步深化对肖尔布拉克组优质微生物碳酸盐岩储层类型和成因的认识。

未曾远去的老歌

让匆匆的脚步暂停，采听一首老歌：让繁华的城市换一个频道．看一看流行与时尚之外的自然与朴素。在他的歌声里我看到昨天还在眼前，一种怀旧之情不禁油然而生。

昭通示范区龙马溪组页岩微观孔隙结构特征及吸附能力

为明确四川盆地南缘昭通示范区下志留统龙马溪组富有机质页岩储层微观孔隙结构特征及吸附能力,设计低温氮气吸附实验和高温甲烷吸附实验,获得富有机质页岩的孔隙结构参数,使用修正过的Langmuir-Freundlich模型对等温吸附线进行拟合,以评价页岩样品的甲烷吸附能力,并探讨微观孔隙结构对页岩吸附性能的影响。实验结果表明:研究区富有机质页岩纳米级孔隙主体为墨水瓶状和狭缝型,比表面积为9.429~27.742 m^2/g,孔体积为0.011~0.02 cm^3/g,平均孔径为8.546~10.982 nm,分形维数为2.552 2~2.725 5。使用Langmuir-Freundlich模型拟合高温甲烷吸附曲线,30℃甲烷吸附的Langmuir体积为1.397 32~4.076 61 m^3/t,不同页岩样品吸附能力差异明显。富有机质页岩中,随着有机质含量的增大,一方面有机质孔数量增多,页岩比表面积增大,甲烷吸附位点增多,页岩吸附能力增强;另一方面分形维数增大,孔隙表面非均质性增强,孔径减小,孔隙壁之间的吸附势能增强,页岩吸附能力增强。富有机质页岩中粘土矿物对吸附性能的贡献较小。

低温氩气吸附实验在页岩储层微观孔隙结构表征中的应用

针对页岩储层微观非均质性强、孔径分布广泛的特点,使用氩气作为吸附质,通过87 K下的低温氩气吸附实验,研究蜀南地区五峰—龙马溪组富有机质页岩样品的微观孔隙结构特征,并探讨了有机碳含量对页岩微观孔隙结构的影响。结果表明:页岩孔隙呈狭缝型,富有机质页岩样品平均比表面积31.65 m^2/g,平均孔体积0.062 2 cm^3/g,小于50 nm的微孔和介孔贡献了页岩孔隙中90%以上的比表面积,2~100 nm的介孔和宏孔贡献了页岩孔隙中90%以上的孔体积。有机质含量是影响富有机质页岩微观孔隙发育的主要因素,随着页岩中有机碳含量的增高,页岩比表面积、孔体积增大,微孔占比增多,孔隙表面分形维数增大,孔隙结构非均质性增强,页岩的吸附能力增强。

基于氩气吸附的页岩纳米级孔隙结构特征

为了研究页岩储层微观孔隙结构特征,以川南地区龙马溪组页岩为研究对象,应用场发射扫描电镜(FE-SEM)定性描述页岩镜下孔隙形态及确定其类型,创新使用低温氩气(Ar)吸附实验测量页岩样品的比表面积、孔体积以及孔径分布,实现了页岩小于100 nm(纳米级)孔隙的连续测量,并根据FrenkelHalsey-Hill(FHH)模型研究了页岩孔隙结构的分形特征,探讨了有机质对页岩孔隙结构及分形特征的影响。结果表明:川南地区龙马溪组页岩储层主要发育有机质孔、粒间孔及粒内孔,并以有机质孔为主。Ar吸附等温线表明,纳米级孔隙以狭缝型为主,孔径主体分布在10 nm以下的微孔和介孔中,呈"三峰"特征,微孔主要集中在0.6~0.9 nm以及1.8~2.0 nm,介孔主要集中在4.0~5.0 nm。纳米级孔隙分形维数为2.55~2.64,表现出较强的非均质性。有机碳(TOC)含量控制了页岩纳米级孔隙的发育,TOC含量的增加使得页岩中微孔及其所占比例增高,分形维数增大,孔隙结构趋于复杂,有利于页岩储层吸附能力的增强。该研究成果对川南地区龙马溪组页岩储层纳米级孔隙结构特征研究具有重要意义。

塔西台地寒武纪沉积环境演化与海陆耦合

碳酸盐岩台地作为陆地与深海间的过渡带,其沉积记录了海洋和邻近陆地的演化。结合已有的沉积学工作,对塔里木盆地西部台地寒武系碳酸盐岩进行全岩及酸不溶物地球化学研究。塔西台地寒武纪主要发育局限台地、局限—蒸发台地或蒸发台地相沉积。碳酸盐岩的地球化学特征主要受沉积环境和成岩作用影响,对研究区寒武系白云岩来说,其元素组成极易受沉积微相的控制,氧同位素组成则很可能已被成岩作用改造,仅原生、准同生白云岩的Sr/Ba、Fe/Mn和C同位素可反映沉积相演化对应的古盐度、离岸距离等沉积环境特征的变化,酸不溶物化学蚀变指数(CIA值)则指示邻近陆地的化学风化强度与气候特征。寒武纪时期,塔西台地在相对海平面较高时发育局限台地相沉积,以水体盐度较低、沉积环境离岸较远和生物活动相对较弱为特征,陆地化学风化强度适中,气候温暖湿润;在相对海平面较低时发育蒸发台地相沉积,具有水体盐度较高、沉积环境离岸较近和生物活动相对较强等特点,陆地化学风化强烈,气候炎热极端;在相对海平面适中时发育局限—蒸发台地,沉积环境和邻近陆地的特征介于前述二者之间。沉积相演化对应的较长周期的海陆演化可能主要受全球海平面升降及宏观气候变化控制,具体表现为相对海平面升降所导致的海相沉积环境的变化,以及气候变化引起的陆地化学风化强度的变化。寒武纪塔西台地所处区域的海洋—陆地演化具有高度耦合的特征。

低压气体吸附实验在页岩孔隙结构表征中的应用

页岩孔隙结构特征直接影响气体在其中的吸附和运移。以长宁示范区下志留统龙马溪组下部富有机质页岩样品为例,利用场发射扫描电镜(FE-SEM)、低压CO2气体吸附及低压Ar气体吸附等实验,对长宁示范区开发主体层段富有机质页岩的孔隙结构进行定性描述和定量表征。结果表明:长宁示范区富有机质页岩主要发育有机质孔隙,页岩孔隙结构非均质性强,平均比表面积为42.19m2/g,平均孔体积为0.059 1cm3/g,孔径小于2nm的微孔提供页岩60%以上的比表面积,是页岩气主要的吸附场所;孔径大于10nm的介孔和宏孔提供页岩70%以上的孔体积,是页岩气主要的储存场所。改进的气体吸附法可实现对页岩纳米级孔径分布的连续定量表征,研究结果对了解富有机质页岩纳米级孔隙结构特征、评价页岩含气性具有指导意义。

“双碳”目标下我国能源行业高质量发展思考与建议

为应对气候变化,在全球范围解决二氧化碳浓度超标问题,我国提出了力争2030年实现碳达峰和2060年实现碳中和的目标。在该目标背景下,我国能源行业高质量发展面临着经济发展上行压力大、高碳能源消费大幅下降难、碳替代碳捕集技术不成熟等多方面的挑战,也迎来了政策支持、市场红利等多重机遇。能源行业自身转型需求和传统能源的技术积累,为行业发展创造了条件。建议下一步统筹做好化石能源和非化石能源协同发展,有序推动低碳能源对高碳能源的替代;大力推进智慧能源建设,构建新形态下的能源生产和消费模式;国家加强相关支持政策,最大限度释放市场活力。

滇黔北地区龙马溪组富有机质页岩储层纳米级孔隙结构特征

针对页岩储层复杂的孔隙结构,运用低温氮气吸附实验,优选非定域密度泛函(NLDFT)计算方法,对吸附数据进行处理,实现对富有机质页岩样品纳米级孔隙微孔和介孔的连续测量。实验结果表明:滇黔北地区龙马溪组下部富有机质页岩既发育微孔,也发育介孔,页岩纳米级孔隙呈狭缝型和墨水瓶状,平均比表面积为14.24 m^2/g,平均孔体积为12.99 mm^3/g,微孔提供了绝大多数的比表面积;有机碳含量是影响滇黔北地区龙马溪组富有机质页岩纳米级孔隙发育的主控因素,黏土矿物含量的增大降低了页岩的比表面积。

人生路上,她迷失了自己

一个毕业不久的女大学生在工作不如意、经济拮据等多种情况的困扰下,混入灯红酒绿的迪吧、夜总会,继而又在网上结识了多名帅哥,并与他们发生了性关系。不久,她怀孕了,她找到3名与其发生关系次数最多的男人,可那3人均以很堂而皇之的理由矢口否认孩子是自己的。从此,她陷入痛苦之中,并把同事的关心视之为对自己的鄙视、讥讽。当这种逆反心理渐渐主导了她思维的时候,她便产生了报复心理,一次次把罪恶的手伸了出去……