南川地区浅层常压页岩气吸附解吸机理与开发实践

中国浅层常压页岩气勘探开发尚处于探索阶段,目前在四川盆地及周缘地区实施的多口浅层页岩气井钻遇含气层显示良好,初步揭示了浅层页岩气具有较大的勘探开发潜力。但浅层常压页岩中天然气的赋存状态以吸附气为主,勘探开发面临吸附解吸规律不清、针对性排采工艺尚待建立等问题。为此,以重庆市南川地区武隆区块常压页岩气田为对象,选取不同埋深条件下的岩心样品,开展了页岩储层评价与室内等温吸附实验,基于等温吸附曲线,建立了浅层页岩气吸附解吸模型并划分了吸附气3个解吸阶段,明确了浅层常压页岩气吸附解吸机理及其影响因素。研究结果表明:(1)浅层常压页岩气等温吸附曲线呈“厂”字形特征,随着储层压力下降,解吸速率从缓慢解吸突变至快速解吸;(2)通过对解吸效率曲线的曲率进行求解,可得到解吸速率突变拐点对应的“敏感解吸压力”,盆外浅层常压页岩气敏感解吸压力一般介于1.8~2.5 MPa;(3) PD1HF井开展降流压解吸试验,通过人工举升将井底流压降至2.5 MPa以下时吸附气快速解吸释放,气井产能达到原来的5倍以上,实现了浅层常压页岩气井产能的重大突破。结论认为,南川地区武隆区块浅层常压页岩气吸附解吸特征的明确及其开发实践的成功,对推动南川地区浅层常压页岩气效益开发及国内同类型浅层常压页岩气的开发具有重要指导意义。

低级别逆断层对页岩气富集高产影响研究——以四川盆地东南缘南川地区平桥东1断层为例

南川地区位于四川盆地东南缘的复杂构造区,低级别逆断层较为发育,基于区域构造分析及构造精细解释开展逆断层形成机制及分布规律研究,并结合地震属性预测、钻井、压裂及试气试采等资料,以平桥东1断层为例,开展了低级别逆断层对页岩储集性能、保存条件、压裂改造影响的分析,以揭示其对页岩气富集高产的影响。研究表明:南川地区低级别逆断层的形成主要受控于燕山中期—燕山晚期的江南—雪峰隆起的陆内造山作用的远程传导以及区域挤压应力场的变化影响,其走向整体呈北东向、北北东向,断层规模较小。平桥东1断层伴生大量天然裂缝,有效改善了储集性能,且未破坏保存条件,有利于页岩气富集成藏、地应力释放及压裂改造形成复杂缝网,实现单井高产。低级别断层附近可作为目标优选和井位部署的有利区,有效指导了复杂构造区页岩气勘探开发。

渝东南南川地区深层煤层特征与煤层气赋存状态研究

基于煤田钻孔资料、煤岩岩心及镜下观察,开展了重庆南川地区煤系储层岩心数字化、液氮吸附、CO_(2)吸附、高压压汞、气相色谱、等温吸附等一系列分析检测测试,分析并讨论了深层煤储层特征、煤层气赋存状态及影响因素。研究表明:①南川区块深部煤层发育,奠定煤层气形成的良好基础。②微裂缝是煤储层的主要储集空间,控制了气体的渗流作用。微孔隙的存在是气体吸附的主要原因,喉道控制了煤层气的微观渗流。③煤的吸附能力随变质程度增加而增大,与压力正相关,与温度负相关。浅层及中深层(1500 m以浅)煤层气吸附量对压力较为敏感,深层(1500 m以深)煤层气吸附量对温度更为敏感。④深层煤层具有“中高演化、微裂隙发育、高含气、富含游离气”的特征,游离气为煤岩解吸提供了大量气源。

南川地区龙马溪组页岩气地应力场特征及对产量影响分析

南川地区处于四川盆地盆缘转换带的构造复杂区,龙马溪组以常压页岩气为主,具有较好的页岩气成藏富集条件,但地应力场复杂,单井产量差异较大,成为制约常压页岩气效益开发的关键因素之一。通过野外剖面测量、有限元应力场数值模拟、特殊成像测井分析及区域应力场研究,结合大量页岩气水平井压裂实践,认为:①燕山中期南川地区最大主应力在背斜区呈EW向,在南部单斜区呈NEE向;喜马拉雅期以来,现今水平地应力场在平面上具明显的分区特征,局部存在地应力方位和大小的转换带,纵向上受岩性影响地应力自上而下呈下降趋势,局部粉砂岩及观音桥段介壳灰岩地应力明显增大。②龙马溪组地应力主要受构造改造强度、构造样式、埋深、裂缝发育程度等影响,改造弱、埋深大、背斜核部或向斜核部、天然裂缝发育较少的地区地应力较高。③明确地应力场对页岩气井产量有重要影响,古地应力场控制天然裂缝发育程度,影响储层物性、含气性,现今地应力场影响人工裂缝的复杂程度。地应力适中、水平井轨迹与最小水平主应力夹角越小,越易改造并有利于形成复杂缝网,可提高单井产量,有效指导南川地区页岩气勘探开发。

渝东南南川地区常压页岩气示范井应用评价及推广效果

渝东南南川地区常压页岩气资源丰富,是页岩气勘探开发的重要地区。该区前期钻井受地质条件复杂和工程技术配套不完善等因素影响,提速提效总体成效与常压页岩气规模效益开发要求存在差距。为此,选取该区阳春沟区块阳页54-3HF井作为首口常压页岩气示范井,攻关形成区域优快钻完井示范技术序列。在分析区域钻井技术难点的基础上,结合地层抗压特性、地层压力系统等基础研究,系统性攻关浅表层穿漏技术、井身结构优化技术、提速工具优选技术、轨迹控制与导向技术、低密度强封堵油基钻井液技术和优快完井技术等钻井关键技术,形成以浅表层工勘、大排量清水抢钻井、优化井身结构、全国产化提速工具配套、低密度强封堵油基钻井液、地质工程一体化导向、低承压井筒环境优快固井技术为核心的低成本优快钻井示范技术体系。示范井钻井周期19.96 d,刷新国内4500 m井深最短钻井周期,机械钻速24.88 m/h,较同区相同井深最快机械钻速10.29 m/h提高141.79%,优质页岩钻遇率100%,固井质量优秀,起到了良好的示范引领作用。推广应用后,地区机械钻速、钻井周期等各项技术经济指标均得到明显提升,加快了南川地区常压页岩气勘探开发进程。南川地区常压页岩气示范井攻关形成的高效钻完井技术系列能够满足常压页岩气水平井钻井提速提效的要求,有效推动了石油工程“四提”迈上新台阶,为四川盆地周缘类似气田建设奠定了技术基础,助力国内上游稳油增气降本提效。

构造特征对重庆南川地区页岩气保存条件的影响

从渝东南盆缘转换带南川区块构造特征入手,深入分析分层和分区差异构造特征及构造演化特征,明确南川地区不同构造特征对页岩气保存条件的影响。研究结果表明:①南川地区在纵向上分为4个滑脱层系,造就了纵向上的4个变形层;②南川地区在横向上从东往西构造受力作用逐渐减弱,从冲断特征变为断展特征,最后变为滑脱特征;③南川地区主要构造特征形成于中燕山期及晚燕山期;④南川地区冲断构造带整体保存条件较差,不利于页岩气的勘探开发,断展构造带保存条件好,是页岩气勘探开发的有利区。滑脱构造带整体保存条件好,但由于页岩地层埋深较深,工程工艺成本高,暂时不满足效益开发要求,是未来页岩气勘探的有利目标区。

南川地区页岩储层构造裂缝特征及其定量预测

构造裂缝是影响页岩气单井产能的重要因素,查明裂缝分布规律有助于提高水平井压裂改造效果。结合岩心观察和成像测井裂缝发育情况,采用有限单元法模拟了南川地区不同构造裂缝形成时期的应力场,基于岩石破裂准则建立了构造应力与岩心裂缝密度的转换关系,对构造裂缝进行了定量预测。结果表明,南川地区主要发育2期构造裂缝,以剪切裂缝为主,被方解石半充填-全充填,第1期北东—南西走向裂缝形成于燕山中期,最大水平主应力为140~158 MPa;第2期北西—南东走向裂缝形成于燕山晚期,最大水平主应力为88~156 MPa。构造裂缝分布受褶皱及断层共同控制,平桥背斜构造裂缝发育程度最高且有效性好,天然气产量也最高。

渝东南南川地区东胜构造带常压页岩气勘探开发实践

渝东南南川地区东胜构造带位于四川盆地东南缘的盆缘过渡带,经历多期构造改造,具有构造复杂、保存条件复杂、地应力场复杂的典型地质特征,导致常压页岩气单井产量差异较大。为提高东胜复杂构造带常压页岩气单井产量、实现效益开发,通过开展地震资料目标处理、构造特征分析、成藏富集规律研究及生产动态分析等,以及加强基础研究和勘探开发实践,明确了东胜复杂构造带实现常压页岩气效益开发的四项关键技术对策:①提高浅层速度模型精度,提升构造解释准确度;②优化井网部署,提高井控储量;③地质工程一体化,钻定导协同导向提高甜点钻遇率;④建立分区差异化压裂方案,提高裂缝复杂度。东胜常压页岩气效益开发关键技术对策为复杂构造带常压页岩气的效益开发提供了技术支撑,同时也可为盆缘其他类似地区的勘探开发提供借鉴。

常压页岩气立体开发特征及缝网干扰规律研究

为明确页岩气藏立体开发井的压裂施工特征和生产规律,以南川常压页岩气藏为研究对象,分析了压裂干扰现象、缝网沟通机理以及对老井生产的影响。分析结果表明,立体开发井施工压力纵向上与地质静态参数具有一致性,平面上与井距正相关,与井间采出程度负相关;受储层物性和保存条件的影响,下部气层井产能优于中部气层井,优于上部气层井;同开发层系加密井压裂时,根据老井套压变化特征,可将新老井缝网干扰划分为高导流缝间沟通、高导流缝与低导流缝的沟通和低导流缝间沟通等多种方式。结合试井解释结果,明确压裂干扰对同开发层系试采井EUR、典型曲线的影响分为4类,对不同开发层系井日产水平影响较小。其中,当空间距离小于200 m的不同层系页岩气井进行拉链压裂时,新井施工压力会大幅升高。研究结果为常压页岩气田方案部署、压裂设计和压裂过程中动态优化调整提供了理论依据。

重庆南川地区页岩节理剪裂角发育特征及控制因素分析

剪裂角是表征岩石共轭节理裂缝形态特征的重要参数,是岩石破裂程度及形态特征的重要体现,论文基于南川地区龙马溪组页岩的发育特征,利用野外观察、实验测试等手段梳理了研究区页岩节理剪裂角的发育情况,并探究了其发育规律。结果表明:研究区节理剪裂角发育具有一定的方向性,构造特征是影响节理剪裂角发育情况的重要因素,构造演化影响剪裂角发育方向,构造条件越复杂,节理剪裂角越发育;页岩成分通过影响页岩脆性系数,影响着节理剪裂角大小的发育情况,两者分布呈负相关关系;岩石力学性质是影响节理剪裂角发育的内在因素,岩石内摩擦角越大,节理剪裂角越小。

四川盆地南川地区娄山关群碳酸盐岩成岩作用研究

四川盆地南川地区中—上寒武统娄山关群储层主要为台地边缘滩沉积,以白云岩为主。主要成岩作用类型有:白云岩化、溶蚀、破裂、胶结充填及压实压溶作用,对储层形成有重要贡献的成岩作用是白云岩化作用、溶蚀作用及破裂作用。根据白云石标型特征、有序度、碳氧同位素的分析,认为娄山关群白云岩成因有3种:准同生、混合水以及埋藏白云岩化作用,以准同生白云岩化作用为主。储层发育3期溶蚀作用:大气淡水溶蚀、埋藏溶蚀和表生溶蚀,以表生溶蚀作用为主。白云岩化作用和表生溶蚀作用是形成优质储层的关键,而胶结、充填作用破坏了大量的原生和次生孔隙,不利于储层的发育。

四川盆地东南部南川地区五峰组—龙马溪组页岩特征

通过野外地质调查及样品的实验分析,研究了四川盆地东南部南川地区五峰组-龙马溪组页岩沉积相特征、有机地球化学特征、储层特征等。五峰组下段至上段由深水陆棚相过渡到浅水陆棚相,龙马溪组下段与上段同样表现为由深水陆棚相过渡到浅水陆棚相。页岩有机质类型主要为Ⅱ1型和Ⅱ2型,总有机碳含量(质量分数)介于0.22%～4.59%,热演化程度已达过成熟-高成熟阶段,Ro介于1.99%～2.74%。页岩中矿物组成主要以脆性矿物石英为主,黏土矿物次之。扫描电镜结果显示南川地区页岩发育了大量微孔隙,其中以溶蚀孔与有机质微孔居多,为页岩气的储集提供了空间。

南川地区页岩气水平井优快钻井技术进展及发展建议

南川地区是中国石化继涪陵页岩气一期产建区后的又一个页岩气产建区,为进一步促进该地区页岩气水平井钻井提速提效,在借鉴涪陵页岩气一期建设成熟经验的基础上,分析了该地区页岩气水平井钻井存在的技术难点,进行了井身结构优化、个性化高效钻头优选、井眼轨道设计优化、固井完井方式优化和组合钻机“井工厂”钻井模式等方面的技术研究,形成了适合于南川地区的页岩气水平井优快钻井技术。该钻井技术在南川平桥南区块应用了30余口井,平均钻井周期由应用初期的93.00 d缩短至79.67 d,平均优质储层钻遇率达98%以上,其中一趟钻进尺大于1000 m的井超过60%,提速提质效果良好。在此基础上,分析了焦页10井区和东胜区块的水平井钻井技术难点,提出了技术攻关建议,以期为南川地区后续产能建设中高效钻井提供技术支撑。

基于叠前反演的神经网络孔隙度预测技术——以南川地区为例

孔隙度是海相页岩气富集高产一个重要因素,获取孔隙度平面特征是优选页岩储层"甜点"的一个关键环节。应用叠前反演技术及概率神经网络技术定量预测南川地区孔隙度,首先在叠前反演过程中,做好道集预处理、地震标定、子波提取,低频模型建立关键技术质量控制,获取高精度叠前反演成果;其次在概率神经网络学习训练过程中,做好交叉验证分析,优选地震属性。通过两种技术方法的结合,有效预测了南川地区孔隙度发育特征,为页岩水平井部署、钻探及区域综合评价提供资料基础。

川东南南川地区构造变形与页岩气富集

南川地区自下古生界海相页岩成气以来,遭受了强烈的构造改造作用,致使页岩气富集规律复杂。为揭示南川地区中新生代构造变形对页岩气富集的制约,通过构造精细解析,以及对演化时序和页岩气富集主控因素的分析,构建了结构模式,恢复了中新生代构造演化过程,厘定了页岩气富集主控因素,进而分析了构造样式与页岩气富集模式的响应关系。研究表明,南川地区整体构造变形自东向西逐渐减弱,存在北段强烈冲断褶皱-断展-断滑、南段强烈冲断褶皱-断滑两种前展式结构模式。中燕山期,主体NE向构造发育,平桥、东胜构造形成,至中燕山期末期,受金佛山隆起以及南川-遵义断层的作用,南段发生构造叠加与改造,早期NE向构造演化为北倾单斜,并在南川-遵义断层东侧发育近南北向阳春沟背斜。受差异构造变形作用,北段断褶带发育背斜型富页岩气构造样式,外缘带为单斜型构造样式,而南段构造叠加带则发育单斜型和背斜型构造样式。页岩气整体保存条件受构造变形方式制约,北段页岩气保存条件由东向西逐渐变好,而南段页岩气保存条件较为复杂,其中北段的低角度单斜、宽缓背斜、较宽缓背斜3类构造样式为有利的页岩气富集构造。

西南岩溶区水土流失与石漠化的变化关系研究——以重庆南川岩溶区为例

以重庆南川区为例,利用TM遥感影像、Arcgis和Erdas软件,运用地图代数原理,采用图像数据转移矩阵计算,结果表明从1988年到2000年水土流失增强面积为9605.89 hm^2,减弱面积为79947.85 hm^2;石漠化强度增强面积为15078.92 hm^2,减弱面积为12492.53 hm^2。石漠化是水土流失长期作用的结果,水土流失是石漠化形成过程的阶段性表现,二者在成因上存在因果关系,但在生态治理恢复的过程中,水土流失减弱面积与石漠化减弱面积的变化不同步,在时间上存在滞后关系。造成这种滞后的现象,原因是石漠化土地生态的恢复过程较水土流失土地的长。

南川区块茅口组泥灰岩胶凝酸酸压试验

南川区块二叠系茅口组泥灰岩气藏储层低孔低渗、碳酸盐岩含量高、裂缝不规则发育但连通性差、地层非均质性强,常规酸压技术直接进行储层改造的方法存在酸岩反应迅速、溶蚀距离有限等问题。结合该区块茅口组典型地质特征,开展了胶凝酸液实验测试与评价,筛选了以"多级交替注入酸压+闭合酸化"为主的增黏性强、配伍性好、稳定可降解的胶凝酸液体系,并在南川区块DS1HF井首次成功试验应用,取得了10 mm油嘴生产制度下,测试稳产气量23.05×10^(4)m^(3)/d的良好效果,验证了该项工艺技术在泥灰岩气藏中的应用可行性,对国内同类气藏的开发有良好的借鉴和推广应用价值。

井约束旅行时恒定层析成像技术在南川地区的应用

川东南地区地形高差大,地表条件复杂,同时地层倾角大,地下条件复杂,精确成像难。该地区前期处理资料在页岩气勘探开发支撑中存在井震波组产状不一致、断层假象及井震预测误差的问题。针对该地区存在的问题,研究了井控各向异性叠前深度偏移方法,并应用于上述三维工区,通过提高速度模型精度从而提高复杂褶皱区的地震成像精度,对指导后期的井位部署及水平井导向,提高优质页岩钻遇率起到重要的作用。从各向同性和各向异性两个方面对偏移速度模型精度进行了精细刻画,通过高精度网格层析速度建模、井约束旅行时恒定层析成像技术(TPT)、TTI(具有倾斜对称轴的横向各向同性介质)各向异性成像技术的深入研究及实践,逐步健全了川东南地区地震精确成像的关键技术系列,提高了井震产状吻合度,缩小了井震深度预测误差,消除了地震剖面的断层假象,为后续页岩气勘探开发部署提供了重要技术支撑。

价值链空间关联视角下的产城融合规划研究--以西宁市南川片区整合规划为例

产城融合规划与发展策略是近年来学术研究与规划实践的重点领域。既有的产城融合规划多注重于多元混合功能空间的打造,缺乏对于各片区间产业联系及空间关联的关注,因而在很大程度上导致无法有效解决产城分离问题。基于此,本文主要从产业联系及其空间关联的视角对产城融合的规划策略进行深入思考,提出以产业一体化来带动产城空间一体化的新思路,并以西宁南川片区整合规划为例进行了实证研究。研究表明,在产城融合的规划实践过程中,适时把握价值链空间形态的演变趋势,建构价值链的空间关联模型,并以此为逻辑线索对产与城之间的各类生产要素进行有机串联是推动产城融合的有效策略。在价值链的空间关联模型引导下,价值链各个环节在空间上得以有机衔接,在不同片区间建立经济联系,促进人流、物流、信息流、资金流在片区间的有序流动,实现各个片区之间的分工与统筹,以产业一体化带动产城空间一体化,并最终实现产城融合的发展目标。

四川盆地东部页岩气甜点评价体系与富集高产影响因素

四川盆地东部南川地区处于高压—常压过渡带,页岩气储层埋藏以深层、中深层为主,地质条件复杂,单井产气量差异大。为了揭示该区页岩气富集高产的影响因素,基于典型井钻井资料及试气成果,分析了该区页岩气地质特点,建立了页岩气甜点目标评价体系,划分了甜点区,明确了不同甜点区页岩气生产特征,探讨了页岩气富集高产的影响因素。研究结果表明:①南川地区沉积及地球化学特征基本一致,但受多期构造改造作用的影响,由北向南、自西向东,具有孔隙度增加、压力系数变小、含气性变差、地应力变小的特征;②基于分形理论,建立了包含总有机碳含量在内共计6项参数的储层分级评价标准,明确①—③小层为Ⅰ类储层,是页岩气勘探甜点段;③建立了以"物质基础、保存条件和体积改造"3大类13项为评价参数的定量化页岩气甜点目标评价体系及标准,优选出平桥背斜为Ⅰ类甜点区,东胜南斜坡、东胜背斜、平桥南斜坡为Ⅱ类甜点区;④页岩气生产特征具有分区性,Ⅰ类区具有高产气、低产液、稳产期长且产量递减慢的特征,单井测试页岩气产量和估算最终可采储量较高;⑤页岩气水平井产能主要受控于沉积相带、保存条件和体积改造程度。结论认为,该研究成果可以为四川盆地盆缘区页岩气高质量勘探和规模效益开发提供指导和参考。