山地浅层页岩气地质工程一体化高效压裂试气技术——以昭通国家级页岩气示范区太阳气田为例

为了保证山地浅层页岩气储层的压裂效果并且控制气井高效试气与建产的成本,在昭通国家级页岩气示范区太阳气田开展了水平井体积压裂技术升级和返排试气一体化技术现场创新实践,探索形成了适用于我国复杂构造区山地浅层页岩气低成本、高效体积压裂与返排试气一体化关键技术。研究结果表明:(1)以长段多簇密切割、复合暂堵转向、石英砂代替陶粒、控液增砂、全程低黏度滑溜水等工艺技术的综合应用为标志,该示范区水平井体积压裂工艺实现了由1.0级向2.0级的升级,为山地浅层页岩气压裂工艺技术升级提供了智慧方案;(2)该示范区浅层页岩气储层具有弱超压、高吸附气含量的特征,使页岩气井压裂后返排表现出"井口压力低、测试产量低、稳产时间长"的生产特征;(3)按照"控压、控速"的策略进行返排,创新形成"五四三"(5个时期、4个关键节点、3个关键参数)精细返排测试技术、伺机关井措施及气液两相流数字化精准计量测试技术,助力浅层页岩气井低成本高效返排测试的实现;(4)在该示范区开展了山地浅层页岩气井压裂、返排试气一体化关键技术现场实践与规模应用,提高了单井产气量、降低了压裂试气成本,取得了良好的应用效果。结论认为,该研究成果探索出了山地浅层页岩气效益开发的新路子,可以为我国其他地区同类页岩油气的勘探开发提供借鉴。

太阳浅层页岩气田有机碳含量预测及其影响因素分析

在自生自储的非常规页岩气藏中,储层差异性在宏观层面上变化不明显,甜点识别困难。为解决开发时期水平井钻井过程优质储层识别及评价难度大的问题,基于有机质作为页岩气的物质基础,富有机质层的识别是优质储层识别与评价的关键前提,通过分析页岩有机碳含量(TOC)的测井响应特征,发现自然伽马能谱铀曲线、体积密度曲线与TOC具有较好的正相关关系,二者多元拟合可准确定量连续表征TOC。利用钍铀比反映古沉积水深、生物成因硅含量反映古生产力,TOC分布特征明显受控于二者。借助地层元素在测井、录井上的共通性,进而利用随钻录井资料识别富有机质层,发现XRF元素录井中m(Si)/m(Si+Al+Fe)、m(Ni)/m(Al)、m(Mo)/m(Al)等也可较好地反映单井内部生物成因硅含量、古氧化还原环境的相对变化,与TOC变化趋势一致,该特征对水平井钻探目标导向优化具有较好应用效果,可用于指导同类型页岩气藏开发实施。

昭通示范区太阳浅层页岩气田的勘探发现与评价探明创新实践认识

基于昭通示范区太阳浅层页岩气田勘探发现与评价的创新实践,系统总结了强改造复杂构造区的山地浅层页岩气田的基本地质特征和富集规律。太阳浅层页岩气田五峰组—龙马溪组龙一1亚段发育优质页岩,有机碳含量高,生烃潜力好。页岩储集条件优越,有机质纳米孔隙、脆性矿物粒间粒内孔隙与黏土矿物层间缝为页岩气提供大量储集空间。构造改造强度总体较弱,三维封存箱体系完整,整体保存条件良好,含气量较高,具有常压至微超压气藏系统。页岩脆性矿物含量高,背斜构造区水平应力差小,易于体积压裂改造。气田具有龙一11—龙一12下部和龙一13小层双靶体,可实施小井距立体错层体积开发。页岩气成藏赋存地质理论的创新认识与一体化地质工程技术的进步,是太阳浅层页岩气田勘探突破与高效评价的关键。太阳浅层页岩气田勘探的成功经验,对于中国南方复杂构造区浅层页岩气勘探具有重要的借鉴示范和指导意义。

浅层页岩气勘探重大发现与高效开发对策研究——以太阳浅层页岩气田为例

为揭示四川盆外复杂构造区浅层页岩气赋存条件与单井高产主控因素,拓展山地页岩气勘探领域,实现中国南方浅层页岩气高效开发,中国石油浙江油田公司通过对昭通示范区浅层页岩气老井进行复查、钻压采试验,取得了由浅层页岩气顶底板封盖+页岩自封闭共同构建的“三维封存箱”新认识;结合地质与地形条件,推行山地页岩气地质工程一体化作业技术,实现了国内首个浅层页岩气田的勘探发现与工业开发。研究结果表明:浅层页岩气甜点展布与富集高产具有“多因素耦合控藏”赋存规律,即受沉积期岩相、改造期变形强度及成藏期封闭性三大因素控制成藏,页岩埋深、地层倾角、剥蚀强度与流体势协同控制页岩气赋存,提出由页岩自封闭保存减缓散漏+顺层理小微短距渗运聚补充构建的“聚散动态平衡”是太阳浅层页岩气田形成有效赋存与富集成藏的关键因素。经矿场试验实践验证,创新形成了浅层页岩气高效开发的三大对策,具体为:细化气田开发评价单元,一体化钻井部署优化与平台个性化设计,经济实用的浅层页岩气钻压采工程技术系列。

燕山运动对页岩气保存条件的控制作用——以滇黔北地区太阳—海坝区块龙马溪组页岩气为例

滇黔北地区昭通国家级页岩气示范区太阳—海坝地区上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组发育优质页岩气储层,现已进行规模开采,但对页岩气保存条件尚未进行系统性分析。为了落实该区页岩气开发潜力、明确有利勘探区带,基于地震资料,结合区域地质认识,对区内构造演化、断裂期次、地层变形特征及其对龙马溪组页岩气保存条件的影响进行了研究。研究结果表明:(1)太阳—海坝地区受多期构造运动作用,其中燕山期两幕构造运动对构造形态及断裂发育影响最大,形成北东、近南北、北西三组走向断裂,对龙马溪组页岩气的保存条件有着不同程度的影响;(2)燕山早期为北西方向应力作用,形成北东走向逆断层及近南北走向走滑断层,其中北东走向逆断层上盘地层较破碎,页岩气保存条件变差,断层下盘地层完整,保存条件较好,近南北走向走滑断层多断至地表,早期对保存条件具有一定破坏作用;(3)燕山晚期为北东东方向应力作用,形成北西走向逆断层,与早期形成的逆断层相似,保存条件断层下盘比上盘更好,同时早期形成的走滑断层走向与本期应力方向垂直,断层闭合,对页岩气保存条件影响变小。结论认为,燕山运动控制了该区整体构造形态及主要断裂空间展布、不同性质的断裂及断层上下盘地层的完整性,对页岩气保存条件的影响存在着较大的差异。

浅层页岩气井全生命周期地质工程一体化应用

昭通国家级示范区太阳山地浅层页岩气田作为中国首个工业开发的大型整装浅层页岩气田,目前已进入规模商业开发阶段,证实了盆地外强改造复杂构造区浅层页岩气仍具有较好的勘探开发前景,对中国页岩气的发展具有重要的启示意义。基于太阳山地浅层页岩气田地质工程一体化高效开发创新实践,系统梳理和总结了地质工程一体化的核心内涵,形成了适用于山地浅层页岩气高效勘探开发的地质工程一体化工作方法。勘探开发实践经验表明,基于地质工程一体化综合评价理念,通过一体化评价实施平台,一体化协同地对浅层页岩气井全生命周期进行质效把控,针对地质工程“4Q”品质,即:储层品质(RQ)、钻井品质(DQ)、完井品质(CQ)及开发品质(PQ)进行实时动态评估与生产制度优化调控,进而实现气井提质、工程提效、单井提产。

中国南方海相浅层页岩气富集条件及勘探开发前景

中国南方浅层—超浅层页岩气分布广泛,资源量丰富。昭通页岩气示范区太阳页岩气田是率先突破且成功进行商业开发的整装规模浅层页岩气田。基于太阳气田的沉积地层条件、源-储条件、构造保存条件对其页岩气的富集成藏条件进行分析,总结了太阳地区浅层山地页岩气田的"四元"富集成藏规律,即沉积烃源条件好、优质页岩气储层条件好、储层体积压裂工程条件好、封存赋存条件好,其中,优质页岩气产层的主体岩相为深水滞留陆棚相沉积的富有机质生物硅质页岩。通过对太阳页岩气田的构造地质与成藏地质条件进行深入分析,结合气藏工程的认识,针对太阳背斜和海坝背斜建立了二者整体受"岩性岩相、储集孔隙、天然裂缝、构造应力、晚期泄聚"耦合机制控制的浅层—超浅层页岩气"自生自储+外源补给"复合型成藏模式,该模式是对太阳背斜工区"三维封存体系"浅层页岩气成藏模式的继承和发展。进一步地,通过优选有利区并明确资源情况,展望了中国南方浅层页岩气的资源前景。在昭通页岩气示范区,五峰组—龙马溪组一段1亚段Ⅰ+Ⅱ类储层整体较厚(平均厚度达30.1 m),在落实优质页岩储层分布的基础上,优选有利区面积超过550 km2,探明页岩气地质储量超过2500×108m3。此外,在四川盆地外围的东缘、南缘其他残留构造坳陷区,有20余口钻井展示出较好的浅层页岩气潜力,总资源量预计可达10×1012m3,这预示着在中国南方四川盆地外缘复杂构造残留坳陷区,浅层页岩气具有非常好的勘探开发前景。