四川盆地深层页岩气“甜点”预测与钻井工程辅助设计技术

四川盆地优质页岩储层受埋藏深、厚度薄、致密化程度高等复杂条件的制约,页岩气勘探开发难度大。经过近8年的勘探开发研究与实践,形成了四川盆地深层页岩气“甜点”预测与钻井工程辅助设计技术,具体如下:①综合利用大偏移距、宽方位、高覆盖次数、小面元的三维地震资料和地质、测井、岩石物理等信息,在有利沉积相带分析和构造解释的基础上,采用岩石物理敏感参数分析、弹性参数反演和有机碳含量(TOC)反演等方法,获得页岩储层有利沉积相带、构造、埋深、岩性、物性、脆性、生烃能力、含气量、裂缝、孔隙流体压力和地应力差异等“甜点”要素,实现地质与工程“甜点”综合评价与逐级分类;②将Ⅰ类和Ⅱ类“甜点”列为重点开发目标,利用地质、地球物理、工程一体化水平井轨道设计、跟踪与动态调整及压裂数值模拟等方法,实现深层页岩气钻井工程地球物理辅助设计与现场支撑。该技术在威远、荣县、永川、井研—犍为、丁山、赤水等页岩气探区的勘探开发中发挥了重要作用,实现了四川盆地深层页岩气的高效勘探与商业化开发。

非常规油气时代测井地质学研究进展

非常规油气时代对测井地质学研究提出了更深层次需求,亟需建立针对非常规油气的测井地质学理论与评价技术体系。通过对比常规油气与非常规油气地质特征的异同,梳理了配套的测井技术系列以及非常规油气测井评价的重点,并论述了测井储集层评价的要点和流程。归纳总结了烃源岩测井识别评价技术体系及其在资源“甜点”评价中的应用。利用LithoScanner测井识别矿物组分和TOC,通过成像测井拾取纹层等沉积构造,可实现岩相的测井判别。非常规储集层层理缝的识别与评价成为关键,通过常规与成像测井可拾取单井裂缝分布,非常规油气地质“甜点”优选应注重岩相、储集层参数以及层理缝的测井响应及其综合评价。最后强调测井脆性和地应力评价在非常规油气工程“甜点”识别与预测的重要性。指出不同尺度的地质、测井资料及其与人工智能的融合将推动测井地质学不断创新。

苏北盆地溱潼凹陷阜宁组二段页岩油测井评价研究

如何利用常规测井资料对储层含油性、储集性及可压性进行有效评价,是苏北页岩油规模化开发亟需解决的生产难题。利用常规测井资料与岩心实验资料,采用最优化、拟合、正反演数值模拟等数学手段,建立起总有机碳含量、有效孔隙度、层理缝密度、矿物组分含量等参数的计算模型,对页岩沉积构造和岩相进行分类研究。研究表明:溱潼凹陷阜宁组二段(以下简称阜二段)泥页岩以富有机质层状或纹层状泥岩、富有机质块状泥岩为主,有利岩相为富有机质层状或纹层状泥岩,有利岩相纵向上与非有利岩相交互出现。采用文中所导出的模型识别的“甜点”层段与采用特殊测井分析的层段位置具有良好的一致性,且现场应用效果良好。该方法和技术已应用于苏北盆地页岩油储层地质工程“甜点”段的选定工作,对苏北页岩油效益开发具有重要意义。

渝东南地区深部煤层气成藏特征及有利区评价

渝东南地区南川区块二叠系龙潭组煤层气井Y2井直井自喷日产气1.3×10^(4)m^(3),展现了深部煤层气良好的勘探潜力,但深部煤层气的成藏特征尚不明确。以南川—新场—丁山区块为研究对象,基于煤层气井试井资料、测试化验资料及试采分析,开展了深部煤层气成藏特征及“甜点”区研究。结果表明:研究区龙潭组深部煤层气受沉积差异控制,南川区块发育潮坪—碳酸盐岩台地沉积,煤层2~4层,总厚度2~8 m,往丁山区块为潮坪沉积,发育煤层6~8层,总厚度5~10 m;深部煤储层中高演化,R_(o)为1.7%~2.4%,微孔和微裂隙发育,吸附气存于微孔中,游离气主要储集于微裂隙中,储层具备吸附气与游离气共同赋存的条件;顶底板以灰岩和泥岩为主,封盖能力强,地层水矿化度大于10 g/L,水型为CaCl_(2)型,保存条件好;深部煤层气具有“中高演化、高含气、保存有利区富含游离气以及微裂隙储集”的富集规律。建立了深部煤层气地质工程“双甜点”评价指标16项,划分了3类“甜点”区,优选1500 m以深有利区面积2599 km^(2),估算资源量5457×10^(8)m^(3)。研究成果对南方深部煤层气的勘探具有指导意义。

大宁–吉县区块深层煤层气成藏特征及有利区评价

鄂尔多斯盆地东缘大宁–吉县区块下二叠统太原组埋深大于2000 m的8号煤是国内首个千亿方级别的深层煤层气田,但是深层煤层气成藏特征尚不明确。综合应用地质、测试、生产资料,开展深层煤层气成藏特征及有利区评价2方面研究。结果表明:研究区深层煤储层全区发育、厚度大、热演化程度高、两期成藏及古热流体侵入,使其具备大量生烃的条件;深层煤储层裂隙、微孔广泛发育,储层具备吸附气和游离气共同赋存的条件;顶底板以灰岩及泥岩为主,封盖能力强,具备游离气保存条件;深层煤层气具有“广覆式生烃、高含气、高饱和、高压束缚游离气与吸附气共存”的赋存特征。建立了深层煤层气“地质–工程”双甜点识别指标体系12项,划分了3类工程–地质甜点区,其中,地质–工程Ⅰ类甜点区位于研究区的西北部,地质–工程Ⅱ类甜点区位于研究的中部,地质Ⅱ类–工程Ⅰ类甜点区位于研究东北部和南部;在地质–工程Ⅰ类甜点区内实施的JS-01井自喷生产,最高日产气9.4~9.7万m^(3),展现了良好的上产潜力。研究成果有效指导了深层煤层气先导试验区的优选及国内首个千亿方级别的深层煤层气田探明。

南川地区茅口组-栖霞组气藏认识

通过地质特征、压裂特征和实钻资料,对川东南南川地区茅口组-栖霞组碳酸盐岩气藏进行了研究,认为茅口组底部TOC含量较高、孔渗条件较好、裂缝发育、脆性高、碳酸盐含量高、含气性良好,是地质-工程的双甜点区域;气藏中硫化氢来源于含硫有机物热裂解,其浓度与气藏压力呈负相关,与采出地层水呈正相关。茅口组-栖霞组气藏来自下志留系龙马溪组和茅口组的共同贡献,成藏受控于岩溶风化作用、规模化断层和大型基底断裂。

鄂尔多斯盆地东缘煤层气勘探开发历程与启示

鄂尔多斯盆地东缘煤层埋深变化较大,不同埋深的煤层气成藏特征及储层改造方式差别较大。目前煤层气勘探开发深度逐渐从1 000 m以浅延伸到2 000 m以深,为了研究不同埋深条件下煤层气资源高效勘探开发理论技术,系统梳理回顾了鄂尔多斯盆地东缘近30年的勘探开发实践,按照地质认识转变、技术发展、勘探工作量、勘探成果和产气量变化,将鄂尔多斯盆地东缘煤层气勘探开发历程分为3个阶段:浅层煤层气勘探阶段,在“浅层富煤区构造高点富集”理论指导下,寻找“煤层埋深小于800 m、煤层厚度大、高含气量、构造高点”目标,发现韩城WL1井区气田;浅–中深层煤层气规模勘探阶段,以“水动力控气–构造调整–缓坡单斜”成藏理论指导,优选“埋深小于1 500 m、水动力封闭条件好、煤层厚度大、高含气量、缓坡单斜及正向构造”甜点,发现保德、临汾煤层气田,转变储层改造理念,实现韩城构造煤有效增产改造;深层煤层气勘探突破阶段,提出“温压控气、高饱和”成藏模式,指导2 000 m以深煤层气的勘探突破。在此基础上,重点剖析了典型区块的煤层气赋存、富集特征和目标方向,总结了鄂尔多斯盆地东缘煤层气勘探开发获得的3点启示:保存条件是保德区块浅层煤层气富集成藏的重要因素;3类顶板间接压裂射孔模式支撑了韩城构造煤增产改造;“地质–工程”甜点评价助推了大宁-吉县深层煤层气勘探突破。