威荣页岩气田压窜影响特征与管控对策研究

以威荣页岩气田为研究对象,提出以母井复产速度为核心的压窜影响程度量化评价指标,并采用灰色关联分析法评价了10项井间压窜地质工程因素对压窜程度的影响规律。评价结果表明:①井间压窜以巷道平行模式为主,巷道错位模式次之;②随着母井生产时间增长,母井复产速度、复产率趋于降低,建议子井压裂时间控制在母井生产300d内;③随着子井平均单簇用液规模增加,压窜影响程度趋于增强,建议根据母井生产时间和井间位置关系,针对性优化单簇用液规模;④针对天然裂缝发育井段,尤其是贯穿型天然裂缝,需要严格控制用液模、优化射孔参数和施工排量,避免压窜。

射流清管器环状喷嘴流场模拟及优化设计

为降低天然气管道清管作业风险,射流清管技术被广泛应用于清管作业中。采用环状喷嘴的射流清管器能有效吹扫管道内壁污垢,保障天然气流动安全。针对不同几何尺寸环状喷嘴产生的射流流动特性问题,应用Fluent软件对4种内锥角及3种外锥角的环状喷嘴工作过程进行了数值模拟,从轴向和径向维度选取了多个剖面,得到了不同几何尺寸环状喷嘴射流流场中流速和湍流动能的分布云图及变化曲线。结果表明:环状喷嘴内锥角和外锥角的变化只影响管道内射流吹扫速度、湍流动能大小及管道径向吹扫效果,不影响管道的轴向吹扫范围;以射流流速和湍流动能作为吹扫效果评价指标,则环状喷嘴内锥角为90°、外锥角为80°时能达到最佳管内壁吹扫效果。研究结果可为环状喷嘴结构优化设计提供理论依据。

渝东地区牛蹄塘组页岩微纳米储集能力特征及影响因素

根据储层地化分析、全岩X线衍射实验,以及二氧化碳、氮气等温吸附、聚焦离子束扫描电子显微镜等实验,分析渝东地区牛蹄塘组页岩的矿物组成、微纳米孔隙类型及其孔径分布特征。结果表明:渝东地区牛蹄塘组页岩微纳米孔隙类型包括有机质孔和无机质孔,其中无机质孔孔径相对较大,有机质孔孔径相对较小,不利于页岩气的赋存和有效渗流。牛蹄塘组页岩孔体积的14.53%由微孔提供,85.47%由介孔提供;孔比表面积的51.93%由微孔提供,48.07%由介孔提供。过高的有机质热演化程度和较差的保存条件是制约研究区牛蹄塘组页岩勘探开发的主要因素,勘探目标应以距大断裂较远、保存条件较好、热演化程度相对适中的地区为主。

海相页岩优势储集相划分--以重庆周缘下志留统龙马溪组和下寒武统牛蹄塘组页岩为例

页岩岩相划分在中国南方海相页岩气的勘探开发过程中曾得到广泛研究,但由于在岩相划分过程中未考虑控制页岩有机质孔隙发育的热演化程度这一关键参数,从目前针对演化程度过高的海相页岩气的开发成果来看并不理想,因此页岩岩相划分并不适用于演化程度过高的海相页岩。提出基于页岩有机碳含量、储层热演化程度及有机质孔隙有效赋存空间组合的优势储集相概念及划分。页岩优势储集相是指储层的热演化程度、有机碳含量与有机质孔隙的组合。此次研究以重庆周缘下志留统龙马溪组和下寒武统牛蹄塘组页岩为研究对象,选取岩心样品进行有机碳含量测试、等效镜质体反射率测定及聚焦离子束扫描电子显微镜(FIB-SEM)等实验,明确龙马溪组和牛蹄塘组页岩的总有机碳(TOC)含量、镜质体反射率(Ro)及不同岩相页岩内有机质孔隙发育等特征。结果表明:龙马溪组页岩的富泥硅质页岩和硅质页岩均发育大量有机质孔隙,而同样岩相的牛蹄塘组页岩样品均不发育有机质孔隙。页岩中的有机质孔隙发育受控于储层的热演化程度,与页岩的岩相特征并无关系。优势储集相划分结果表明:研究区龙马溪组页岩属于适宜演化富有机质储集相(RC-1),由于热演化程度适宜,TOC含量高,储层内部发育大量有机质孔隙,使烃类气体得到有效赋存;而牛蹄塘组页岩属于过演化富有机质储集相,虽然TOC含量高,但热演化程度过高,导致储层内部有机质孔隙大量消失,烃类气体无法有效赋存。页岩优势储集相概念的提出与划分可进一步为南方高—过成熟度海相页岩气的高效勘探开发提供更准确的参数指标。

江西修武盆地早寒武世热液活动对有机质富集的影响

下寒武统是中国海相页岩气勘探的主要目的层,不同层段页岩含气性变化较大,如何寻找勘探目标是亟待解决的重要问题。以江西修武盆地XN1井为例,通过岩心描述、测井数据分析、矿物和元素组成分析、总有机碳含量测试等手段,对下寒武统王音铺组和观音堂组页岩进行研究。结果表明,水体下部的氧化还原环境和水体表层的生物生产力控制着有机质的富集。热液活动使水体还原性增强,生物生产力提高,从而控制有机质的富集,进一步影响页岩气的富集。早寒武世SQ1沉积时期研究区水体还原性变化大,SQ2和SQ3沉积时期水体普遍具有强还原性,均远高于SQ4和SQ5沉积时期;以SQ3沉积时期生物生产力最高,SQ2和SQ1沉积时期生物生产力相差不大,均高于SQ4和SQ5沉积时期的生物生产力。研究区SQ1沉积时期的硅质来源变化较大,SQ2和SQ3沉积时期大部分层段存在热液成因硅且含量较高,SQ4沉积时期开始出现大段的陆源碎屑沉积,也存在热液成因硅,SQ5沉积时期的硅质矿物基本来源于陆源碎屑沉积。SQ2和SQ3为研究区下寒武统页岩气有利发育层段。

渝东北下寒武统牛蹄塘组页岩微纳米孔隙结构特征

中国南方下寒武统牛蹄塘组页岩是目前页岩气勘探的主要目的层位之一,然而在渝东北地区其勘探效果不尽如人意,原因在于其孔隙结构特征并未清楚.采用聚焦离子束扫描电子显微镜、纳米CT和气体吸附实验等方法对渝东北地区下寒武统牛蹄塘组页岩微纳米孔隙结构进行了定量表征.结果表明,牛蹄塘组页岩的微纳米孔隙类型主要为无机质孔隙,包括粒间孔和粒内孔,而N2吸附滞后环类型属于H4型,对应孔隙类型为单边狭缝型孔隙;牛蹄塘组页岩的平均总孔体积为0.031 7mL/g,平均总比表面积为34.57m^2/g.牛蹄塘组页岩过高的演化程度导致有机质孔隙不发育,进而导致其微纳米孔隙具有较差的连通性;中孔贡献了绝大部分的孔体积,而微孔则贡献了相对较多的比表面积.

全球致密砂岩气盆地参数统计分析

利用美国西部落基山地区7个致密砂岩气盆地(Washakie、Uinta、Piceance、Greater Green River、Wind River、Powder River、Sand Wash)的常规孔隙度(2 100点)、常规渗透率(2 073点),分析致密砂岩物性参数的概率特征,结合国内的典型致密砂岩气藏(鄂尔多斯盆地苏里格气田上古生界储层)覆压基质渗透率和孔隙度数据对其致密特征进行验证,在此基础上提出统计学范畴的致密气定义:"如果覆压基质渗透率值累加概率在80%范围内都小于0.1×10^(-3) mm^2,可认为是典型致密储层,部分高于此值则为过渡状态,对应孔隙度界限值可为10%"。在全球范围内选出7个大区的44个致密砂岩气盆地,典型致密储层评价单元的物性参数分布规律符合致密气统计学定义,同时按照"全球""大区""国家""盆地"级别分别对"盆地类型""沉积环境""评价时代""源岩时代""源岩岩性""源岩类型""源岩成熟度""储层平均埋深""评价面积""其他机构资评结果""开发程度"等盆地参数进行数据挖掘,旨在弄清在全球范围内致密砂岩气盆地各项参数的分布特征,结合全球板块构造学说、层序地层学说、致密砂岩气成藏机制和富集规律,对各个参数的统计规律进行分析论证。