页岩储层不同赋存状态气体含气量定量预测——以四川盆地焦石坝页岩气田为例

国内外学者已总结出多个页岩气含量及其相关参数的计算模型,但都存在着一定的缺陷。为了提高计算结果的准确度,基于四川盆地东南缘焦石坝页岩气田上奥陶统五峰组至下志留统龙马溪组一段页岩储层4口取心井的岩心描述及室内分析成果,结合连续的地球物理动态数据,充分考虑页岩储层在纵、横向上的非均质性,在兰格缪尔(Langmuir)模型中加入硅质矿物和黏土矿物组分,在体积模型中加入有机质影响因子,动态修正了以兰格缪尔模型和体积模型为基础的吸附气量和游离气量外推预测模型。计算结果表明:①修正后的模型对涪陵国家级页岩气示范区焦石坝页岩气田单井天然气赋存状态关键参数的预测结果与岩心分析结果相关性好,其计算所得的游离气量、吸附气量和总含气量均与储层的实际含气特性相吻合;②该预测方法更适用于陆相或构造改造作用较强的海相页岩储层含气量的计算。结论认为,修正后的模型对焦石坝气田页岩储层吸附气、游离气含气量的预测是合理可行的。

页岩含气量现场测试中损失气量的计算方法对比分析

作为一种直接测试方法,页岩气现场含气量测试技术已得到广泛应用,但其中损失气量的计算方法却各有不同。本研究对昭通示范区4口深度不同的页岩气井进行现场含气量测试,并对比3种常用的损失气量计算方法。分析表明:USBM方法计算的损失气量最小,平均值为2.51m3/t,占总含气量的50.31%～80.58%;采用Amoco曲线拟合法计算的损失气量最大,平均值为7.81m3/t,占总含气量的45.43%～96.06%;采用多项式拟合的结果居中,平均值为4.45m3/t,占总含气量的58.94%～89.35%。损失气量的计算结果主要受损失时间和计算方法的影响。虽然Amoco曲线拟合法的理论基础更清楚,但是对于长损失时间的样品,其计算结果明显偏大;USBM方法的理论基础虽然简单,但其适用性更强,计算结果更为合理。

考虑有机质含量的页岩吸附气含量计算模型及其应用

为了对压力、有机质含量对页岩吸附气含量的影响规律进行研究,更准确地对吸附气含量进行估算,基于对吸附类型的讨论,通过在储层温度条件下的等温吸附实验,获得不同有机质含量下的等温吸附特征曲线;并根据Langmuir等温吸附理论得到Langmuir体积和Langmuir压力,分析有机质含量(TOC)对吸附气含量影响特征。在此基础上,利用球状模型和反正切函数形式拟合等温吸附特征以及TOC与吸附气含量的线性关系,建立吸附气含量计算模型,并以四川盆地下志留统龙马溪组3口井的多组岩心样本数据为例,对比岩心刻度后的模型计算结果与解吸气量,对模型的准确性进行验证。结果表明该模型精度较高,相关系数达到93%以上,对页岩吸附气量和含气量评价具有一定的现实指导价值。

深度Transformer迁移学习的页岩气储层核心参数预测案例

地层纵横向非均质性强,工区间数据分布存在差异.这导致基于已有工区数据构建的机器学习储层参数预测模型,推广到新工区会存在较大预测误差.常规地质方法是在岩心与测井响应特征分析基础上建模,利用测井资料计算储层参数,流程复杂.该方法需要岩心校准模型,同样难以快速推广到新的工区.考虑地层纵横向非均质性,本文设计了一种深度Transformer迁移学习网络,通过已有工区的测井与岩心资料构建预测模型,实现未取心新工区储层参数快速准确预测.首先利用无监督学习算法-孤立森林剔除测井数据中存在的异常噪声数据.然后设计Transformer特征提取网络,提高网络特征提取能力,以此深入挖掘测井数据与储层参数的内在联系.最后设计深度迁移学习网络,构建网络损失函数,利用随机梯度下降算法优化网络参数,实现储层参数准确预测.本方案应用于四川南部地区五峰组—龙马溪组页岩储层参数孔隙度、总有机碳含量和总含气量预测.实验结果与工区校正后计算结果、主流机器学习模型预测结果对比,本方案结果与岩心数据具有更高的一致性.应用结果表明:本文方案具有实用性、有效性和可推广性.

页岩气储层品质测井综合评价

页岩气储层品质对压裂改造至关重要,直接影响到试油层位的优选和压裂施工的效果,进而影响页岩气产能的高低。为此,针对四川盆地南部地区海相页岩储层开展综合评价研究:首先,通过岩心实验数据与测井曲线相关性分析,优选铀含量、密度计算有机碳含量,优选声波、密度、铀含量计算储层孔隙度和有机孔隙度,建立多参数计算页岩储层参数模型,参数精度高;其次,利用页岩气水平井单段测试产量与储层参数开展主成分方法分析,优选页岩孔隙度、有机碳含量、脆性指数、总含气量,建立页岩气水平井储层品质综合评价模型,形成了页岩气水平井储层品质测井综合评价方法,评价结果与生产测井测试成果有着较好的对应性。研究结果表明:(1)声波能较好地表征无机孔隙度,铀含量能较好地表征页岩有机孔隙度;(2)水平井靶体应尽量控制在页岩储层品质好、脆性矿物含量高、脆性指数高的小层内,易于被压裂,形成的压裂缝网复杂,测试产气量贡献大。结论认为,页岩气水平井储层品质测井评价方法对水平井储层品质级别具有较好的指示性,为现场水平井靶体优化和优质页岩储层压裂分段优选提供了技术支撑,可以有效地指导现场生产。

长宁页岩气储层分级测井评价标准及应用

为准确评价长宁地区海相页岩气而研究页岩气测井分级评价标准。在借鉴前人量化分析确定总有机碳含量(TOC)、总含气量、有机质成熟度、孔隙度和脆性矿物含量这5个页岩气品质主控因素的基础上,通过对长宁地区20口井龙马溪组—五峰组实验数据进行分析,利用总含气量与总有机碳含量的关系确定页岩气层TOC下界值。结合页岩有机质成熟度、矿物组分含量、孔隙度、总含气量等重要指标,与敏感测井信息做对应性分析,进一步明确Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类页岩气层、页岩干层及石墨化页岩干层的测井分级评价标准。通过区间数指标权重熵值法得到页岩气单因素权值以及储层品质综合评价方法。结果表明,应用所形成的页岩气分级评价标准及综合品质评价方法能较好地指示储层品质,为选层压裂以及页岩气资源评价提供技术支撑。

基于岩石物理分析的页岩气叠前预测方法在川南威远地区的应用

在页岩气勘探开发中,地球物理技术发挥着不可替代的重要作用。为了探索地震参数与页岩气储层评价参数之间的关系,对四川盆地长宁—威远地区五峰组—龙马溪组岩石物理实验的分析结果表明,岩心总有机碳(TOC)含量和岩心总含气量与纵横波速度比的相关性相对最好。当纵横波速度比逐渐增大时,岩心TOC含量和岩心总含气量整体呈逐渐减小的趋势,这一结果可以指导页岩气储层TOC含量和总含气量的预测。结合测井评价对多种岩石物理参数开展页岩气储层的敏感性分析认为,纵横波速度比是识别页岩气储层最有效的参数。基于岩石物理分析结果建立页岩气储层TOC含量、总含气量与纵横波速度比之间的对应关系,并利用叠前反演技术和岩石力学脆性评价方法对四川盆地南部威远地区W4井区五峰组—龙马溪组页岩气储层厚度、TOC含量、总含气量和脆性指数等评价参数进行定量预测,根据预测结果对研究区页岩气储层开展综合评价,可为确定页岩气核心建产区及其开发方案提供有力技术支撑。