河南中牟区块页岩气特征及勘探前景分析

文章通过对河南中牟区块海陆过渡相太原组和山西组页岩气形成的地质条件与特征分析,认为区块构造较为简单、稳定,其海陆交互相沉积环境控制太原组和山西组页岩发育,分布广泛,富含有机质页岩厚度大,为页岩气目标层;有机碳含量w(TOC)=1.1%~3.7%,有机质类型为Ⅲ型,有机质成熟度指标镜质体反射率(Ro)>3.0%~3.8%;目标层有效孔隙度1.0%~5.0%,黏土矿物以伊利石和伊/蒙混层为主;含气量0.5~3.3m^3/t,平均1.7m^3/t。对牟页1井太原组、山西组三段采用快钻桥塞分段压裂,累计注入压裂液量5 055.9m^3,加砂量202.7m^3,三层合采求产为1 256m^3/d,标志着南华北盆地海陆过渡相页岩气勘探取得重大发现。通过地质评价和资源量计算,中牟区块太原组、山西组页岩气地质资源量较为丰富,勘探有利区面积大,具备较好的页岩气勘探前景。

微地震技术评价中牟区块体积压裂的效果

微地震监测技术是页岩气开采过程中对页岩气储层压裂效果评价和指导压裂过程的重要手段,可通过观察、分析压裂过程中诱发微地震事件,获取压裂裂缝参数、导流能力、裂缝展布发育方向等信息。中牟区块牟页1井具有低孔、低渗储层特征,对含气层段的三层储层,采用大排量水力压裂施工,进行地面微地震监测、井中微破裂成像技术压裂监测及微地震监测;牟页1井监测压裂结果显示为缝长251～496m,缝宽120～252m,改造体积约为237.5×104～387.7×104 m3,方位角64°～80°。压裂实施使储层裂缝开启含气层段得到改造,指导了实时压裂和压裂效果评价。

中牟区块太原组-山西组页岩气勘探井位优选

页岩气井位优选在于选准最佳的勘探层段、缩小目标范围,部署最有利页岩气区域,减少钻探风险,减低勘查成本,加速成果突破的目的。本文在中牟区块现有油气地质资料、钻井样品测试地化成果、三维地震勘探成果的基础上,综合研究后确定太原组山西组泥页岩在2806 m—2979 m段为页岩气勘探井位最有利层位;依据沉积、构造、TOC、有机质成熟度、含气量、脆性、裂缝、可压性等成果数据要素,通过软件优选多要素叠加成图,圈定各项特征相对好的区域作为页岩气勘探目标区,圈定区块内四个页岩气勘探范围。已在优选范围部署一口探井现已排采试气,得了较好的页岩气显示。

南华北盆地中牟凹陷太原组-山西组页岩气成藏特征——以河南中牟区块ZDY2井为例

河南中牟区块ZDY2井海陆过渡相太原组和山西组页岩气层系地质特征分析表明:太原组和山西组富有机质页岩厚度均为77.5m,有机质类型主要为Ⅲ型,少量Ⅱ型;有机碳平均含量分别为2.18%和1.90%;有效孔隙度分别为1.53%和2.4%,现场解析平均含气量分别为1.32m^3/t和1.1m^3/t,其中太原组中部优质压裂层段平均含气量为1.56m^3/t;有机质成熟度Ro值在2.6%~3.4%之间;黏土矿物以伊利石和伊蒙混层为主。综合研究认为中牟区块太原组、山西组页岩气层系普遍含气,太原组中部页岩层段及山西组下部大占砂岩是有利勘探层位。通过ZDY2井太原组中部43.3m页岩层段压裂,获得日产天然气3614m3,南华北盆地海陆过渡相页岩气勘探取得重大进展。

高精度三维地震技术在中牟区块页岩气勘探中的应用

河南中牟区块山西组、太原组页岩层段岩性复杂、储层非均质性强,针对该区块地球物理响应特征,制定高精度三维地震数据采集、处理、解释一体化方案,形成了适合中牟区块的三维地震勘探技术。应用结果表明,优化观测系统和激发条件,满足了高覆盖、小面元的技术要求;保真保幅处理、规则化处理、层序划分、精细解释、优质储层及裂缝预测,为该区块页岩气勘探奠定了坚实的基础。

河南省中牟区块页岩气储层压裂技术初探

为评价南华北地区上古生界二叠系海陆过渡相页岩气储层的资源量,对河南省中牟区块太原组页岩气储层开展了压裂技术研究。根据牟区块M1井、Z2井太原组页岩气储层的岩性、孔渗、天然裂缝、脆性矿物、含气量、有机碳含量、岩石力学性质等,开展了页岩气大规模的体积压裂,技术参数优化,包括射孔位置优选、射孔方式确定、压裂液选择、支撑剂选择、压裂排量优化、压裂缝长优化等。两口井压裂后最高日产气4 000 m3,南华北盆地太原组页岩气勘探由此获得突破。

中牟页岩气区块泥页岩井壁稳定影响因素分析及技术对策

井壁失稳是钻井过程中常常遇见的难题之一,尤其在钻遇泥页岩井段。针对河南中牟页岩气区块在山西组-太原组泥页岩钻进过程中发生井壁坍塌掉块、卡钻、井径扩大率大等复杂情况,利用MY1井钻井岩心从泥页岩类型划分、孔渗特征、微观结构、岩石力学以及地应力等方面开展井壁稳定性影响因素实验分析。通过分析可知,中牟区块泥页岩属硬脆性泥页岩,造成井壁失稳的主要因素为地层非均质性强,岩石脆性程度较高,微裂缝发育,易导致井壁机械剥落、坍塌掉块。通过合理控制钻井液密度、优化井身结构及钻井参数、研发低自由水强封堵钻井液提高井壁稳定性,在区块钻井实践中取得了较好的应用效果,基本解决了井壁失稳难题。

河南牟页1井山西组——太原组页岩含气性控制因素

目前页岩含气性控制因素是页岩气勘探研究的一个关键问题。基于中牟区块及周边研究资料,在太原组—山西组海陆过渡相的泥炭沼泽亚相和潟湖亚相沉积岩是页岩气发育最有利相带,对岩芯进行含气量测试研究。结果表明:1)山西组泥页岩平均含气量为1.82m^3/t,累计厚度20~25m;太原组泥页岩平均含气量为2.64m^3/t,累计厚度26~30m。2)太原组泥岩的有机碳含量要高于山西组;随着埋藏深度的加大,有机碳含量具有逐渐增加的趋势,且非均质性较强。3)地层垂向岩性变化、厚度、有机质含量、有机质生烃能力影响页岩含气性。4)现场解吸气量、有机质丰度、厚度、埋深、裂缝、孔隙结构是牟页1井山西组—太原组页岩含气性控制因素。

牟页1井海陆过渡相页岩气压裂试气效果分析

牟页1井是河南中牟区块实施的南华北地区第一口海陆过渡相页岩气探井,通过对钻完井工程成果综合研究,优选出牟页1井太原组、山西组三个压裂层段,采用快钻桥塞分段压裂,累计注入压裂液量5 055.9 m^3,加砂量202.7 m^3,三层合采求产为1 256 m^3/d,标志着南华北盆地海陆过渡相页岩气勘探取得重大发现。该井压裂试气成果表明,如能进一步优化压裂选层及压裂试气参数,太原组、山西组海陆过渡相页岩气勘探有望取得商业性突破。