层理发育的页岩气储集层压裂裂缝扩展模拟

以涪陵页岩气田焦石坝背斜主体区为研究对象,通过室内岩石力学实验和直剪实验明确了层理发育的岩石力学各向异性特征及其参数;结合室内实验评价结果,基于离散元方法建立了考虑力学各向异性、层理弱面和纵向应力差异的目标储集层三维压裂裂缝扩展模型,分析了不同层理弱面发育密度、层理强度以及压裂工程参数(射孔簇数、排量和压裂液黏度)条件下的水力裂缝展布规律。研究表明:综合考虑层理弱面和纵向应力差异的影响,研究区3~4 MPa的隔层应力差异将缝高控制在应力遮挡层内,缝高低于40 m;若不考虑层理弱面影响,缝高扩展预测结果明显较高。高密度层理缝的开启增加了水力裂缝复杂性,但显著限制了水力裂缝缝高的延伸。通过降低簇数、提高排量、增加前置液阶段高黏度压裂液用量及比例,可以减少层理弱面与纵向应力差异对缝高扩展的限制,促使裂缝纵向延伸。利用裂缝扩展模型对涪陵页岩气田焦页A井压裂施工段进行模拟,模拟结果与微地震裂缝监测结果相符。

四川盆地南部龙马溪组页岩气储集层地质特征及高产控制因素

四川盆地南部地区(简称"川南地区")海相页岩气资源潜力巨大,目前埋深2 000~3 500 m的中浅层优质页岩气资源已实现有效开发,埋深3 500~4 500 m的深层页岩气也取得了战略突破。通过系统总结川南地区下志留统龙马溪组页岩气勘探地质认识,重点分析了川南地区页岩气高产的关键因素,提出了下一步的勘探方向。研究表明:①海相陆棚沉积环境水体相对深度控制储集层发育和分布。深水陆棚的相对深水区发育Ⅰ类储集层且连续厚度更大。海相陆棚沉积环境水体相对深度可以用氧化还原条件来确定,铀、钍质量比大于1.25时为缺氧还原环境,水体为相对深水区。铀、钍质量比为0.75~1.25时为弱还原弱氧化环境半深水;铀、钍质量比小于0.75时为强氧化环境相对浅水。②页岩储集层压裂改造支撑缝高一般为10~12 m,若Ⅰ类储集层连续厚度大于10 m,支撑段则均为优质储量,钻遇Ⅰ类储集层连续厚度越长,产量越高。③川南地区3 500~4 500 m深层页岩气具有地层压力大、压力系数高、孔隙保存好、孔隙结构优以及游离气占比大的特征,是页岩气勘探最有利的新领域,压力系数大于1.2是页岩气井获得高产的必要条件。④深层页岩气建产区高产井模式为龙一11—龙一13小层厚度大于10 m区域,水平段长1 500 m,Ⅰ类储集层钻遇率超过90%,应采用密切割+高强度加砂+大排量+大液量的主体工艺技术。⑤深水陆棚内相对深水区与3 500~4 500 m埋深区域在川南地区表现出较好的重合,重叠区域是今后川南地区页岩气最有利的勘探开发区带。通过理论技术进步,川南地区页岩气有望实现年产450×10~8 m^3的目标。

四川盆地志留系龙马溪组页岩气储集层录井解释方法研究

四川盆地页岩气勘探层系主要是志留系龙马溪组,页岩气储集层评价参数的选取在解释评价中有十分重要的作用。随着XRF元素录井、伽马能谱录井等录井新技术在龙马溪组页岩气储集层中的广泛应用,结合研究区开发生产现状,利用随钻参数建立反映储集层特征的孔隙度、有机碳含量、含气量和脆性指数4个参数计算模型,并用于页岩气解释评价。川南地区龙马溪组页岩气储集层解释评价结果表明,应用随钻参数建立的储集层解释评价模型解释结果与实际基本吻合,能满足现场储集层解释评价需要,具有广泛的应用推广前景。

四川威远页岩气储集层录井解释评价方法

录井作为钻井过程中发现油气显示与评价储集层流体性质的重要手段,在页岩气储集层解释评价中如何发挥其优势已成为当前研究的重点。为适应这一需求,针对四川威远页岩气储集层岩性、物性特征,利用气测录井、地球化学分析和X射线荧光元素录井,探讨了反映页岩气储集层含气性和脆性评价的方法和评价标准;在此基础上,通过对该地区多口页岩气井层的统计分析并结合测井孔隙度数据和试气结果,建立了页岩气储集层录井综合解释评价标准。初步实践应用表明该方法对气层的评价效果较好,由于建立标准样本数据的局限性,其对差气层、含气层的评价效果尚有待进一步检验与完善。

赣西南区页岩气资源潜力初探

赣西南区页岩气资源潜力调查,目的是确定寒武系下统牛角河组和二叠系中统小江边组、二叠系上统乐平组3个层组的页岩气储集、成藏情况.结合江西省相关地区页岩气贮存、富聚成藏研究成果及调查收集的资料、化验结果,对调查主要气源岩进行评价:二叠系上统乐平组煤与煤系泥岩有机丰度较高,干酪根类型为Ⅱ型,是较理想的气源岩;牛角河组地层由于构造运动强烈,区域岩性岩相变化明显,地面调查仅具有指导和参考意义,必要时布置勘探工程进一步调查.

透视四川页岩气产业发展

页岩气的开采特点常规天然气主要集中存在于大面积圈闭中,有明显界限,而页岩气存在于岩石裂缝和基质孔隙,或吸附于有机质中,其分布是大面积连续的,无明显界限。由于存在方式不同,页岩气开采和常规天然气也有区别:常规天然气开采时一般采用自喷方式采气、排水式采气,开采技术较简单;页岩气的开采难度相对来说较大,开采成本较高,因为页岩气储集层渗透率低,主要通过水平井技术和水力压裂技术开采。页岩气田可开采寿命可达20-50年,但其产量变化较大,呈逐渐递减的趋势,递减速度由快到慢,第一年产量较大,第二年产量降幅可达50%,后期每年递减2%-3%。同常规天然气相比,页岩气不存在单井高产,要实现经济开采,需要大量打井。

水化作用下页岩微观孔隙结构的动态表征——以四川盆地长宁地区龙马溪组页岩为例

为了研究真实压裂环境下水化作用对页岩孔隙结构的影响,选取四川盆地长宁地区下志留统龙马溪组页岩样品,在90℃储层温度下开展了页岩压裂液自吸及水化实验;采用扫描电镜、低温N2吸附、高压压汞、CT扫描等实验手段,对比了水化0 d、5 d、10 d、20 d时页岩样品颗粒形态、孔径、比表面积等孔隙结构参数的宏观演变过程,并且对页岩孔隙结构变化的原因进行了剖析;开展单黏土矿物(蒙脱石、伊利石)水化实验,对比单黏土矿物的水化特征,进而从机理上研究了水化对页岩微观结构的影响。研究结果表明:①黏土矿物水化可以促进页岩层理面间微裂缝的产生,由于水化诱导裂缝尺度较小,分布较为密集,微观上能局部相互连通,从而对页岩储层物性有明显的改善作用;②随水化时间延长,微裂缝由延伸扩展到趋于闭合,孔隙体积先增大后减小,并在水化5 d时达到最大值;③黏土矿物水化膨胀相对于水化应力变化的滞后性是导致页岩微观结构变化的主要原因,并且伊利石的水化膨胀体积小于蒙脱石;④无机阳离子可以抑制黏土矿物水化,K+、Na+、Ca2+的抑制效果依次变差。结论认为,水化作用可以提高页岩储层的渗透率,研究区龙马溪组页岩储层压裂后的合理焖井时间推荐为5 d,而对于蒙脱石含量较高的页岩气储层则可以适当延长焖井时间。

基于元素俘获测井的页岩脆性评价方法及应用

准确计算页岩储集层的脆性指数对后期的压裂改造有重大影响,利用元素俘获能谱(ECS)测井资料能计算出页岩地层矿物组分含量进而再评价出脆性指数。以某地区五峰组-龙马溪组AA1井为例,选择八元体积模型,用带约束条件的最小二乘法求解反演出各矿物组分的质量含量,借助骨架密度中间值,将矿物的质量含量转换为矿物的体积含量后,同时考虑有机质的影响,用石英和碳酸盐2种脆性矿物所占的比例来表征目标区块的脆性指数。结果表明,带约束条件的最小二乘法计算得到的矿物含量精度较高,反演的结果和全岩分析数据吻合度高;用考虑有机质影响校正的脆性指数计算模型能准确的计算出页岩地层的脆性指数。利用ECS测井资料进行页岩地层脆性评价的方法简单易行,效果良好,对页岩气储集层后期压裂改造能提供有力的帮助。