川东南页岩气储层的岩石物理特征分析

四川盆地志留系龙马溪组页岩因富含有机质、埋藏深度适中的特点,已成为国内页岩气勘探的主要层位之一。页岩气储层非均质性强,物性参数所表现出的各向异性及脆性特征会受到多种因素的影响,不利于勘探中的测井解释和地震“甜点”的预测。基于以上原因,在四川长宁双河、重庆华蓥山三百梯等野外地质露头剖面采集页岩样品,利用X射线衍射分析页岩的矿物成分及含量,在实验条件下研究围压和温度的变化对地震速度的影响,确定地震速度与矿物成分的关系,以及页岩各向异性参数的变化规律。研究成果在一定程度上揭示了川东南地区含气储层黏土含量对页岩各向异性和脆性的控制作用,并总结出各向异性参数变化的经验关系,从而为岩石物理建模、各向异性参数反演以及脆性评价等提供地质依据。

页岩气储层压裂返排一体化裂缝导流能力变化规律

为研究页岩气储层压裂返排一体化过程中裂缝导流能力的变化规律,结合页岩气储层生产特点,模拟了整个压裂—返排—生产的过程,开展气测—液测—气测3个连续阶段裂缝导流能力测试实验,研究了整个过程中裂缝导流能力的变化规律。结果表明:在闭合压力为35 MPa的条件下,采用蒸馏水模拟压裂后,由于页岩水化的作用,石英砂支撑剂的导流能力降低幅度高达80.4%;在模拟返排过程中,按初始气测排量的25%、50%、75%、100%进行气测导流能力实验,裂缝导流能力逐渐升高,实验方案中其最大恢复值为初始值的65.9%;实验模拟了生产过程中由于页岩气井产量变化造成的地层压力波动对裂缝导流能力的影响。研究结果对页岩气储层压裂方案设计优化和高效开发具有一定的参考意义。

黔南地区下石炭统打屋坝组页岩气储层孔隙结构特征及含气性评价

通过场发射扫描电镜观察、全岩X射线衍射分析、N2与CO_(2)等温吸附实验等,对黔南地区下石炭统打屋坝组页岩孔隙结构特征及含气性进行系统研究。研究结果表明:①黔南地区下石炭统打屋坝组页岩岩相类型主要为灰质页岩相和灰/泥混合质页岩相,含硅泥质页岩相少量发育;页岩有机质丰度偏低,成熟度较高。②研究区打屋坝组页岩孔隙类型可分为无机质孔隙、有机质孔隙和微裂缝,其中无机质孔隙占主导;页岩孔径分布呈多峰态,以小于1nm的微孔及2.0~2.4nm和6.0~8.0nm的低值介孔为主;页岩孔体积主要由介孔和宏孔提供,可控制游离气的赋存;页岩比表面积主要由微孔和介孔提供,可控制吸附气的赋存。③研究区打屋坝组页岩含气性主要受孔隙结构和保存条件的控制,其中孔隙结构的主要影响因素为有机质和矿物组分,有机质和黏土矿物含量对孔隙的发育具有积极作用,而脆性矿物含量在一定程度上抑制了孔隙的发育;强烈的构造变形是导致研究区页岩气保存条件较差的主要原因,可利用保存指数定性-定量评价打屋坝组页岩气的保存条件并进行有效分级。

川南长宁页岩气储层有机质成熟度测井计算方法适用性分析

川南地区五峰组-龙马溪组页岩地层受多期构造运动引起沉降与抬升等作用的影响,使其在不同区域上的热演化程度存在较大的差异。有机质成熟度是评价页岩气储层热演化程度的重要参数。利用地球化学、激光拉曼、沥青反射率、物性、含气量测试及测井曲线等资料,研究川南长宁地区页岩井有机质不同成熟度的热演化特征,厘定出不同成熟度范围下的敏感测井响应,利用变形ΔlogR法、多元回归法、CatBoost算法计算不同成熟度类型的等效镜质体反射率(RO),并对比了计算效果与适用性。结果表明:①基于有机质出现石墨化前后热演化特征及RO对敏感电阻率曲线的影响,以有机质石墨化的RO下限值3.5%划分出过成熟阶段Ⅰ和过成熟阶段Ⅱ这2种类型。②过成熟阶段Ⅰ的特征为孔隙度高、含水饱和度低、含气量高、电阻率高,电阻率(Rt)曲线和声波时差(AC)曲线重叠差异效果弱,Rt-AC测井曲线颜色成像图显示为“紫+红”模式;过成熟阶段Ⅱ的特征为孔隙度低、含水饱和度高、含气量低、电阻率低,电阻率曲线和声波时差曲线重叠且具有明显幅度差,Rt-AC测井曲线颜色成像图显示为“蓝+暗红”模式。③CatBoost法优选自然伽马、声波时差、中子、电阻率这4条曲线作为输入变量,过成熟阶段Ⅰ、Ⅱ型的RO计算值与实测值相关系数都超过了0.95,取得了较好的有机质成熟度预测效果。该方法一定程度上弥补了实验数据不连续的缺点,为判识页岩气储层热演化阶段及降低勘探开发风险提供了依据。

准噶尔盆地深层-超深层碎屑岩致密气储层特征及其控制因素

为寻找准噶尔盆地深层-超深层有利碎屑岩致密气储层,利用钻井、录井、薄片及化验资料,研究了碎屑岩致密气储层发育特征、储集空间类型、物性变化特征及有利储层控制因素。研究结果表明:①深层-超深层有利碎屑岩致密气储层储集岩主要为三角洲砾岩和砂岩,以细砾(砂)岩、中砾(砂)岩及中-细砾(砂)岩为主,为岩屑类砂岩。砾石成分和砂岩岩屑以凝灰岩为主,胶结物主要为方解石,局部富集沸石类。②储集空间为孔隙和裂缝,以孔隙为主。储集空间有孔隙型、裂缝型和孔隙-裂缝混合型3种组合类型。孔隙主要为原生剩余孔隙和次生溶蚀孔隙,以次生溶蚀孔隙为主。裂缝以成岩压实微裂缝和构造裂缝为主。③碎屑岩致密气储层垂向上形成了3个次生孔隙发育带。④岩石成分、建设型成岩作用和异常高压是控制有利储层的主要因素,3个主要因素控制了盆地深层-超深层碎屑岩致密气有利储层的发育和分布。

高含黏土页岩气储层闷井返排数值模拟

建立了高含黏土页岩气储层水力压裂后闷井返排数学模型,基于复兴地区侏罗系东岳庙段高含黏土页岩凝析气藏生产数据验证了模型准确性。考虑黏土水化膨胀的影响,模拟了压后闷井及返排阶段的液体分布、有效孔隙度减小量及渗透率的水化伤害程度。结果表明:页岩基质内压裂液水化伤害程度随闷井时间增加而增强,闷井100 d时因黏土水化膨胀而导致储层有效孔隙度减小幅度为7.0%~17.6%,渗透率的水化伤害程度为13~31%。返排过程中黏土水化伤害程度小于3.2%,对比不考虑黏土水化膨胀伤害,预测初期产气量减少11.8%。

基于反射率法正演模拟的含气储层反射系数频变规律研究

振幅随偏移距/入射角的变化(AVO/AVA)技术已在油气勘探中广泛应用,其随频率的变化特征对岩性研究、储层预测和油气检测具有重要的指示作用。频变特征不仅与含气储层自身吸收衰减产生的速度频散有关,还与地震波在储层顶底之间发生的多次反射有关。本研究基于反射率法建立层状介质的频变反射系数递推公式,利用Chapman模型引入频散速度,提出一种充分考虑含气储层本身吸收衰减与层状结构的AVO精细模拟方法。并在此基础上深入分析了含气储层的厚度、含气饱和度、孔隙度及渗透率与频变反射系数之间的关系,为采用频变规律开展含气储层识别提供了依据。

昭通地区龙马溪组浅层页岩气储层特征及可开发性

昭通地区龙马溪组是典型的浅层、中浅层页岩气储层,研究储层特征及可开发性对于浅层页岩气开发具有重要意义。本文以云南昭通龙马溪组页岩为研究对象,利用X射线衍射实验、场发射扫描电镜、氮气吸附等实验进行储层孔隙结构表征;将浅层页岩气储层与川南典型深层页岩气储层进行对比,归纳浅层特征,分析可开发性。结果表明昭通地区龙马溪组有机质丰度高,有机质类型好,属于过成熟阶段;具有低孔低渗的物性特征。矿物成分主要为石英、长石等,主要发育细粒混积岩以及长英质页岩。页岩储层主要发育粒间孔、粒内孔、有机质孔和微裂缝4种类型;孔隙形态以板状孔和柱状孔为主,比表面积与孔容均较大,发育孔径介于1~2 nm之间的微孔,以及2~4 nm之间、8~9 nm之间的介孔;其中有机质孔含量高,连通性较好。页岩气储层可开发性是指页岩气储层具有优越的有机质特征、矿物含量特征、储层物性特征、孔隙结构特征、含气性特征、脆性特征和地应力特征,能够通过储层改造进行开发的性质。本文通过将不同深度的龙马溪组页岩气储层进行对比分析,结果表明不同深度龙马溪组矿物组成基本一致,有机质孔发育形状基本一致,但昭通地区埋藏较浅,较小的地层压力与含量较高的长英质矿物导致其小于0.1μm的孔隙得到更大程度的保存;昭通地区龙马溪组主要含气类型为吸附气,储层脆性和所处地应力条件与深层相似。昭通浅层龙马溪组可开发性较好,是有利的页岩气开发方向。

页岩气储层多期构造应力场反演与裂缝演化

川南泸州区块五峰组—龙马溪组的页岩气蕴藏量大,构造运动使地应力局部集中,从而引起裂缝和断层的产生,对页岩气的勘探开发有较大影响。为了优选页岩气勘探区,采用地震综合资料、古构造图和岩石力学参数测试等方法,运用神经网络算法和地质力学建模方法,对研究区多期古构造应力场进行反演,并对应力影响下的储层裂缝发育规律进行预测。研究结果表明:采用数值模拟和神经网络算法,可以进行多期构造作用下的地应力场反演。多期构造运动使地应力发生调整变化,地层背斜部位应力较为集中,背斜核部受到强烈构造作用而发生破裂,应力逐步释放;多期构造运动使储层岩石承受的应力逐步变化,易出现破裂带而形成断层,应力逐步减小;原有断层周边裂缝发育较为强烈,易出现应力衰减区域,从而出现多而短的小型裂缝。现今应力场受多期构造运动综合影响,分布较复杂,裂缝发育规律性不强,对页岩气钻井、开发等影响较大。研究成果对深层页岩气的勘探开发具有一定的指导意义。

川南长宁地区奥陶系五峰组—志留系龙马溪组页岩气储层低电阻率响应特征及主控因素

以川南长宁地区NX22井五峰组—龙马溪组低电阻率页岩气储层为例,利用岩心矿物组分、扫描电镜、总有机碳(TOC)含量、含水饱和度测试及测井曲线等资料,确立了低电阻率页岩气储层岩石体积物理模型,采用随机法构建了三维数字岩心模型,进而利用有限元数值模拟方法模拟计算各矿物组分含量、含水饱和度及有机质石墨化的电阻率响应特征,并分析其主控因素。研究结果表明:(1)长宁地区五峰组—龙马溪组低电阻率页岩气储层岩石体积物理模型由骨架(石英、长石、方解石和白云石等)、黏土矿物、黄铁矿、未石墨化有机质以及石墨化有机质、孔隙6个部分组成。(2)三维数字岩心模型的长、宽、高分别为100×100×100像素,融入了上述物理模型中的6个部分,并采用不同的颜色对导电组分进行标识,可以显示不同方向上的切片,表征低电阻率页岩气储层的组分特性。(3)黏土矿物含量、黄铁矿含量、含水饱和度以及有机质石墨化程度等4个参数增大都会造成页岩气储层的电阻率下降,而有机质的高石墨化程度(25%)和高含水饱和度(88.0%)使页岩气储层的电阻率从正常电阻率(大于15Ω·m)降到低阻甚至超低阻(小于5Ω·m),是导致研究区页岩气储层超低阻响应的2个核心因素。

一体化压裂液对佳县区块致密气储层伤害实验研究

为分析压裂液对J区块致密气储层的伤害,采用压裂液评价实验方法,从压裂液性能参数、对储层基质的伤害、对填砂裂缝伤害三个方面进行实验评价,研究了压裂液基液对致密储层基质和填砂裂缝的影响。结果表明,鄂尔多斯盆地J区块现场所用的一体化变黏压裂液对致密气储层的伤害率为19.83%~29.32%,伤害还表现出渗透率越低岩心损害率越大的特征;随着返排压差的增大,压裂液对岩心的伤害程度明显降低,返排压差大于6 MPa时,损害率降低缓慢,最大可降低至10.96%;裂缝导流能力伤害率随着闭合应力逐渐增加,在高闭合应力条件下裂缝导流能力伤害程度大于低闭合应力条件;低铺砂浓度的裂缝导流能力对压裂液敏感性较强,相同条件下低铺砂浓度导流能力伤害率更大。研究为鄂尔多斯盆地J区块致密储层改造压裂液体系优化有一定实际意义。

深海能源土含气储层边坡稳定性研究

深海能源土开采不当往往会造成含水合物储层的强度劣化,诱发海床失稳问题。为探究深海能源土开采对含气储层边坡稳定性的影响,以深海能源土采挖回填装置的开采工况为实际工程背景,针对3种工况下能源土采挖回填诱发的海底滑坡现象,基于有限元强度折减法建立数值模型,分析不同黏土含量、含气量及回填加固等因素引起的水合物含气储层稳定性问题,得到相应安全系数。研究结果表明:黏土含量越高,海底沉积物边坡的安全系数越低,边坡稳定性越差;含气量对深海能源土含气储层的边坡稳定性呈非线性影响,安全系数随含气量的增加呈先上升后下降的趋势;采用胶结性材料进行回填加固处理可提高海底边坡安全系数,边坡稳定性增强。

倾角测井资料在冷湖地区含气储层评价中的应用

柴达木盆地北缘山前带存在着一套以侏罗系煤系烃源岩为主的含气储层,沿着冷湖构造带呈条带状展布,已成为天然气勘探的重要领域。目前,关于冷湖地区气层解释评价研究往往集中在岩性及孔隙结构评价方面,针对含气储层与浅表滑脱断层的关系研究相对匮乏。利用地层倾角资料解释处理,首先对比四类软件进行处理参数优选,然后综合地震剖面及测录井资料,多井对比明确了含气储层与断裂带的关系,研究揭示了含气显示集中段主要分布在滑脱断层带下盘,且距离断点位置越近,具有含气性越好的特征,这一认识有效支持了老井复查挖潜工作并取得实效。

页岩气储层中甲烷运移的变分数阶导数模型研究

因页岩气开采过程中形成的复杂流动缝网系统,导致甲烷气体向浅层地下水迁移,从而引起地下水甲烷含量超标,引发的地下水污染问题是当前备受关注的环境问题之一.因页岩储层结构的复杂性与随机性,且非均质性较强,甲烷在页岩储层中的运移规律有待深入研究.甲烷在基岩中以扩散为主,在裂缝中以渗流为主,从流动建模的角度来看经典对流-扩散模型不能有效刻画甲烷气体的运移规律.针对强非均质性页岩储层结构特点,本文建立能够准确描述具有历史依赖性的运移过程的变时间分数阶导数模型,揭示甲烷在非均匀介质中的反常扩散特征,模拟甲烷的浓度穿透曲线,有效刻画甲烷运移规律.结果表明:变阶数α(t)能够表征甲烷运移过程的时间记忆性,刻画浓度穿透曲线具有的明显拖尾特征及停滞效应.本研究解决了传统整数阶方程无法准确描述的反常扩散现象,为预测双碳目标下的页岩气开采过程中的地下水污染风险提供一种理论指导.

页岩气储层低伤害水基钻井液体系研究

针对页岩气储层采用油基钻井液钻井施工时成本较高,岩屑和废弃钻井液的处理比较复杂,还存在一定的环境污染风险的问题,通过大量室内试验,开发了一种适合页岩气储层的低伤害水基钻井液体系,并综合评价了其耐温性能、抗污染性能、抑制性和储层保护性能。试验结果表明,低伤害水基钻井液体系的耐温性能较好,当老化温度为140℃时,体系仍能保持良好的流变性和降滤失性能;钻井液体系的抗NaCl、CaCl_(2)和岩屑污染性能较好;钻井液体系的抑制性能较强,对页岩岩屑的一次和二次滚动回收率均能达到90%以上,12 h线性膨胀率仅为8.5%;钻井液体系的储层保护性能较好,页岩岩心经过钻井液污染后的渗透率恢复值均能达到80%以上。低伤害水基钻井液能够满足页岩气储层钻井施工对钻井液性能的要求。

基于ANSYS的热应力与构造应力数值模拟分析——以川南海坝区块页岩气储层为例

随着油气勘探不断向深部延伸,储层温度逐渐升高,温度变化引起的热应力对油气储层地应力状态的影响越来越大,已经成为一个不可忽视的重要因素。以川南海坝区块五峰组—龙马溪组页岩气储层为研究对象,利用三维有限元数值模拟方法将构造应力与热应力两者耦合,探究研究区页岩气储层的地应力分布特征。结果 表明:川南海坝区块页岩气储层处于较为复杂的应力状态,断裂发育较多,在断层附近会出现应力值突变现象。整个海坝区块南北两端应力值最高,越往背斜核部、剥蚀面及东西两端埋深越浅,应力值越低。研究区热应力值约为8.3~32.5MPa,构造最大水平主应力约为-13.5~-85.5MPa,热力耦合最大水平主应力约为-5~-83MPa,构造最小水平主应力约为-3~-40MPa,热力耦合最小水平主应力约为-1~-55MPa。热力耦合后的应力值普遍低于构造应力,是由于岩体温度变化产生的拉张热应力会在一定程度上削弱构造挤压应力,使得起主导作用的构造挤压应力值有所下降。

煤矿页岩气储层测井解释评价技术方法分析

本文概述页岩气储层特点和测井评价的重要性,分析多种方法的应用原理和优势,重点分析有机碳含量、黏土成分、孔隙度、渗透率和裂缝等关键对象的评估技术,强调综合应用多种方法的必要性。为提高解释评价的准确性,评价需结合地质背景资料、实验数据和数值模拟等进行综合分析。本研究对于理解煤矿页岩气储层测井解释评价技术方法有重要参考价值,可为测井评价提供科学指导。

基于AVO技术的岩性含气储层预测

针对AH地区,其白碱滩组地震反馈特性较模糊,预测储层的多解性较强,这使得提升含气储层预测精确性成为此地面对的关键问题。近期获取的钻井资讯和对岩石物理的研析发现,纵向和横向波速的比率对于含气储层的反应更为敏锐,比率越高,储层的发育就越显著。采用AH地区的纵横波速比特性来预测白碱滩组储层的发展状态,预测结果与实地钻井的数据非常一致。研究显示,根据白碱滩组发育与非发育储层所呈现的AVO特性,能有效地辨识AH地区的含气储层。利用白碱滩组地震道集纵横波速比特性预测储层的方式,能很好地解决AH地区含气储层预测的多解性问题,提高岩性储层预测的准确性,对AH地区未来的探索和开发具有指导价值。

中国南方海相复杂山地页岩气储层甜点综合评价技术研究

针对中国南方海相复杂山地页岩气储层甜点评价问题,首先对山地页岩气储层甜点选区评价参数进行分析,对山地页岩气储层识别与表征方法进行探讨,最后,对山地页岩气储层甜点预测方法进行研究,为推动我国中国南方海相复杂山地页岩气储层开发的进一步发展奠定基础。

不同开发技术的页岩气储层经济比较分析

页岩气作为一种新兴的天然气资源,具有丰富的储量和广阔的开发前景。然而,由于页岩气储层的特殊性质和复杂性,使得其开发技术相对传统天然气开发技术更加复杂和困难。目前,针对页岩气开发技术的应用效果存在着一定的差异,开发技术的选择对于页岩气储层的经济效益有着至关重要的影响。通过比较分析采用不同技术开发页岩气储层的经济效益,以期为页岩气储层的开发提供一些有益的参考。