重庆市页岩气资源信息检索平台建设

为加快重庆市页岩气勘探开发工作,探讨了页岩气资源数据库及信息检索平台的搭建;确立了建立页岩气资源数据库和检索平台的技术方法,初步确定了页岩气资源数据库的内容和检索平台的结构、功能需求及检索模型,为平台建设提供了思路。

页岩气开发中的水资源利用对策:以重庆地区为例

重庆目前是我国页岩气勘探开发的重点区域,目前有四个区块在进行页岩气勘探工作,我国首个页岩气田也位于重庆。页岩气赋存的特殊性决定了页岩气的开采必须采用储层改造技术,水力压裂是常用的储层改造技术,水力压裂具有高耗水的特点,重庆处于中度缺水区,水资源量具有季节性的特点,需要正确的评估页岩气开采对当地生产生活的影响。页岩气开采用水量虽占可用水资源量的比重不大,但是用水比较集中,仍可能对当地用水造成一定的威胁。本文在分析研究区水资源承载能力的基础上,提出了重庆地区页岩气开发的用水方案:尽量从流经该地区的流量大的江河中取水;加强返排液的处理利用;强化水资源管理,优化水资源配置。

重庆地区页岩气钻井井壁稳定主控因素研究

四川盆地及其周缘发育的大套海相页岩是当前中国页岩气开发的突破口之一。该区域页岩气钻井数据显示,在页岩中钻井经常会遇到井眼垮塌、钻具遇阻遇卡、井喷井漏等井壁失稳复杂情况,这些复杂情况是页岩气勘探开发,特别是水平井、丛式井钻井经常需要面对的挑战。重庆市位于四川盆地东部边缘,地跨扬子准地台和秦岭地槽褶皱系两大构造单元,地质构造复杂,地形地貌多样,在页岩气井钻探开发过程中,去除工程影响因素后,可以发现钻井复杂情况在一些区域内呈现出一定的规律性,即井壁失稳与该地区的地质构造、地应力场分布和岩石物理力学性质等有较大的相关性。根据重庆地区不同的沉积、构造演化史和地质条件将重庆市分为4个区域,综合各个区域页岩气藏的地质特征和储集特征,结合钻井数据和实验数据,分析各区域页岩储层段钻井井壁失稳的主要控制因素。研究显示,渝中渝西地区影响井壁稳定的主要因素是地层压力,渝东南地区钻井在避开天然断层后发生井壁失稳的风险较小,渝东北的两个区域受高陡地层和应力偏转的影响,易发生沿断层、节理弱面的剪切滑移破坏。

页岩水力压裂裂缝扩展规律实验研究

页岩气藏储层具有超低孔、超低渗的物性特征,通过体积压裂改造形成复杂人工裂缝网络,是实现页岩气有效开发的关键。试验采用大尺寸真三轴水力压裂模拟,研究水平地应力差、泵注排量,井筒数量等因素对页岩气储层压裂裂缝扩展规律的影响。通过观察压后页岩表面裂缝延伸路径,结合工业高能CT扫描确定页岩内部实际的水力裂缝形态。实验所选用页岩脆性中等,但层理特征明显,微裂隙发育,具有可压性。试验结果表明:水平应力差为3 MPa时,水力裂缝易转向,沟通近井天然裂缝或弱胶结层理面;随着水平应力差的增加,有利于横切缝的产生,沟通远处更多天然裂缝及层理;当水平应力差达到12 MPa时,仅能形成简单平面横切缝。另外,变排量压裂或双井筒同步压裂可以有效地增加裂缝密度,提高水力裂缝复杂程度;但在12 MPa的水平应力差下,双井筒同步压裂仍然仅生成2条简单的水平缝。

渝东南下志留统龙马溪组页岩矿物成分及脆性特征实验研究

水力压裂作业已被公认为实现页岩气工业开采的关键技术,压裂方案的设计离不开地层脆性特征分析。选取了渝东南龙马溪组露头页岩,从脆性角度对其压裂可行性进行了实验研究。结果显示:该区域页岩具有层理发育、致密、低孔、低渗等特点,具有储层改造的必要性。从矿物组分结果来看,龙马溪组页岩石英、碳酸盐等脆性矿物含量高,在49%～65%范围变化,平均含量为57%。黏土矿物含量低,同时不含强水化膨胀性的高岭土和蒙脱石。在此基础上,利用矿物成分及动态弹性参数计算得到的页岩脆性系数在49%～77%范围变化,平均值在57%以上,显示该地层脆性较好;与北美成功开采的储层数据对比,渝东南龙马溪组地层更适合压裂作业。根据北美页岩压裂实践经验,建议本区块页岩压裂设计中考虑到岩石脆性,选择液体用量多、支撑剂浓度低、支撑剂用量少的压裂液。

页岩气开发关键技术与环境问题研究现状

重点介绍了国外页岩气开发关键技术的研究进展,主要包括水平钻井技术和水力压裂技术。同时指出了页岩气开发过程中存在的主要环境问题,如引发微地震、水资源消耗、水环境污染、温室效应等。最后结合我国页岩气开发实际情况,提出了未来页岩气开发领域的研究重点。

页岩气开发的环境影响因素研究综述

中国页岩气地质资源量丰富,我国主要盆地和地区的页岩气可采资源量为26万亿m3。当前我国正在积极推进页岩气勘探开发工作,更多的资金和政策都集中在页岩气的勘探和开发上,对页岩气勘探开发过程中可能带来的环境问题重视不够。本文梳理了美国页岩气开发过程中产生的环境问题及国内固体矿产开发中引起的环境问题,认为目前我国页岩气开发可能面临如下环境问题:土地占用、破坏与污染;水资源消耗与污染;大气污染与温室气体排放;地质灾害。并针对性的提出了一些环保建议,如探索页岩气开发新技术;建立环境评价体系;建立相关法规和应急方案。以期为中国页岩气勘探开发过程中如何处理好环境与资源的关系提供参考。

页岩气压裂返排废水的混凝处理效能研究

对页岩气压裂返排废水进行了混凝处理,研究了聚合氯化铝、硫酸亚铁等不同混凝剂对压裂返排废水COD的去除效果,考察了p H、混凝剂投加量和助凝剂投加量对COD去除率的影响。结果表明:在复配混凝剂为硫酸亚铁和聚合氯化铝(质量比为1∶1),混凝剂投加量为12 000 mg/L,p H为8.5,助凝剂投加量为10 mg/L的最佳混凝处理条件下,压裂返排废水的COD去除率为62.49%,出水COD由1 984.32 mg/L降至744.32 mg/L。

渝黔湘秀山区块页岩气二维地震勘探研究

目前对南方海相地区页岩气的研究多集中在成藏模式、有利区评价等基础地质理论。在应用页岩气地球物理技术进行页岩气高产富集区识别预测和评价方面进行了一些探索,尚未形成一套完整且有别于常规油气勘探技术思路与方法。在野外地质调查和区域地质认识的基础上,渝黔湘秀山页岩气区块部署实施二维地震勘探剖面13条,523.5 km.区内地形复杂,障碍物较多,数据采集难度大;灰岩出露覆盖范围广,浅层地震地质条件较差,地震记录信噪比低,静校正问题、速度分析困难等问题突出。通过地震资料采集、处理、解释、储层与流体识别等技术一体化攻关,获得了高信噪比地震资料,结合勘查区页岩气地质条件,综合录井、测井等勘查手段,形成一套完整的、针对盆缘山区海相页岩气地球物理勘探技术流程。采集、处理、解释一体化结合:优选最佳基准面静校正方法,解决静校正;叠前去噪,提高信噪比;叠加及偏移成像,改善成像质量。探索应用地震储层反演与气层检测技术,预测页岩气"甜点"分布区,为部署井位提供基础。二维勘探精细标定出了2套目的层顶面构造形态和埋深,区内断层以北东向和近南北向为主;优选了2套目的层有利目标区,部署了2口参数井井位。

重庆地区页岩气产业发展现状及对策建议

页岩气开发战略对解决我国能源短缺、优化能源结构、缓解减排压力、实现绿色发展具有重要的现实意义。重庆地区页岩气资源量丰富,位列全国第三,为我国页岩气开发的主战场。本文梳理了重庆地区页岩气勘探区块的研究进展,并指出重庆地区页岩气产业化过程中存在资源家底不清、"面上开花"困难、扶持政策不完善、环境压力大、天然气定价机制不合理、技术服务市场不够完善等问题,针对目前存在的一些问题,提出了一系列的对策建议,如加大投入力度;推进涪陵页岩气示范区的建设;明确政策扶持方向;构建环境评价指标,加强环境监管;探索降成本新思路;培育技术服务市场等。

构造特征对重庆地区页岩气储量品质的影响

重庆地区页岩气资源量丰富,勘探潜力巨大。区域地质构造演化活动强烈复杂,造就了重庆地区特色的"喀斯特地貌"构造,成为典型的构造型页岩气藏。复杂的地形及构造特征成为控制重庆地区页岩气品质的重要影响因素。构造对页岩气产能的控制作用导致区内页岩气品质差异明显。本文从重庆地区构造特征入手,重点探讨构造类型、断裂特征、保存条件对页岩气储量品质的影响。研究认为:在远离露头区域和断裂密集发育带、盖层厚度大且覆盖面积广、有封堵性好的断层遮挡的背斜核部平缓区和向斜构造低部位区的页岩气藏保存条件有利,储量品质更好。

城口地区页岩含气特征及影响因素研究

重庆城口地区地处大巴山弧形构造带,经历过多期构造运动,地质条件复杂,区内早寒武世水井沱期沉积的一套浅海深水陆棚相页岩。本文通过对位于北大巴山的重庆城口地区水井沱组页岩气生烃条件,储集条件、保存条件分析研究,结合区域钻井岩心样品现场解吸及等温吸附含气特征,分析该区域页岩吸附气量与Toc、伊/蒙混层等指标相关性,综合总结复杂地区页岩含气特征影响因素及影响机理,为区域页岩气规模化勘探开发提供地质参考。

湖南保靖下志留统龙马溪组页岩气成藏地质条件评价

通过对湖南保靖地区下志留统龙马溪组广泛发育的一套滞留相暗色页岩厚度、埋深,有机碳、成熟度、有机质类型等有机地化指标以及孔隙度、渗透率、裂缝等储层物性参数、运聚特征和保存条件进行研究分析,揭示了该区下志留统龙马溪组暗色页岩具有较好的页岩气成藏地质条件和勘探潜力。参照国内外页岩气有利选区标准,并结合该区实际情况,优选了页岩气有利勘探区。

构造特征对重庆地区页岩气储量品质的影响

基于重庆地区构造特征,重点探讨构造类型、断裂特征、保存条件对页岩气储量品质的影响。研究认为:在远离露头区域和断裂密集发育带、盖层厚度大且覆盖面积广、有封堵性好的断层遮挡的背斜核部平缓区和向斜构造低部位区的页岩气藏保存条件有利,储量品质更好。

渝东南地区五峰组--龙马溪组页岩气成藏地质条件与有利区预测

上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组是四川盆地页岩气勘探的重要层位。通过地层厚度、地层埋深、总有机碳含量、有机质类型、有机质成熟度及储层含气量等参数的综合分析,表明渝东南地区五峰组—龙马溪组具有泥页岩厚度大（40～210m）、地层埋深较浅（〈4500m）、总有机碳含量较高（TOC一般〉1.5%）、有机质成熟度高（Ro为1.9%～2.7%）等特点,有机质类型多以Ⅰ型为主,现场解吸含气量在五峰组及龙马溪组中下部具有较好的水平。综合分析认为,五峰组—龙马溪组具有较好的页岩气成藏地质潜力。运用多因素叠加及综合地质分析技术,选取总有机碳含量、热成熟度、地层埋深、地层厚度、地表条件5个参数作为核心评价指标对渝东南地区五峰组—龙马溪组的成藏有利区进行了预测,共预测出Ⅰ类有利区6个,Ⅱ类有利区2个,有利区预测结果与目前已有钻井的含气量水平相一致。最后,提出了＂有重点、有先后、分层次＂的勘探开发部署建议。

渝东北地区下古生界页岩含气性主控因素分析

页岩含气性是目前页岩气勘探研究的一个关键问题.以渝东北地区3口页岩气地质参数井实钻资料为依据,对下古生界水井沱组和五峰—龙马溪组2套目的层页岩气生成、聚集及保存的影响因素进行了探讨.研究表明：有机质是影响页岩含气性的根本因素,在很大程度上控制着页岩的生烃及吸附能力;较大的页岩层厚度有利于页岩气的大量生成与充分聚集;埋深决定了页岩层的温压条件,要使页岩气得到有效聚集与保存,就需要达到一个合适的温压匹配状态;大型断裂的发育对于页岩气的保存具有破坏性,构造保存条件可能是控制该区下古生界页岩含气性的关键因素.研究区下古生界富有机质页岩（TOC大于2.00％）连续厚度达到30m以上、埋深在1 000～5 000m、断裂欠发育、保存较好的区域是页岩气的有利富集区,并圈定了下寒武统和下志留统页岩气发育的有利区.

四川盆地东部下古生界页岩储集空间特征及其对含气性的影响

四川盆地东部下古生界海相页岩是一套有利的页岩气储层,通过野外泥页岩剖面及井下岩芯观察、电镜扫描、常规物性及微孔隙结构测试、等温吸附实验等技术方法,对页岩气储层空间特征进行了研究分析,发现下古生界页岩的孔隙可分为三大类六小类,裂缝可分为两大类五小类,具有颗粒细小、致密、大孔发育少、微孔发育多、具有一定孔隙度、渗透率小、喉道细、连通性差的特征。页岩总孔体积主体是由孔径小于200nm的微孔隙提供的,纳米级孔隙和微裂缝是页岩主要的储集空间,页岩有机质孔对于孔隙度具有一定贡献,是富有机质页岩的主要微孔隙类型。页岩的微孔隙结构决定了页岩气的赋存状态和流动方式,孔缝发育程度在一定程度上决定了页岩的含气性及其渗透性能,但大型或巨型裂缝的发育,将给页岩气的有效保存带来破坏。有机质(干酪根和沥青质)和黏土颗粒内的微孔隙表面是吸附态页岩气赋存的主要空间,但有机质孔提供了大部分具吸附性的孔比表面,是控制页岩吸附性能的主要因素,而黏土矿物的作用是次要的。

页岩气水平井井壁稳定影响因素与技术对策

国内绝大多数页岩气水平井在页岩层段钻井过程都发生过坍塌,严重影响了钻井周期及后续压裂施工。由于页岩气井水平段一般较长,普遍在1 000 m以上;而且页岩地层层理发育,产状多变,岩石性质硬脆,水敏性矿物含量高,很容易发生井漏坍塌等问题。通过分析认为:影响页岩气水平井井壁失稳的因素主要包括页岩的综合特性、地质力学因素、钻井液的综合性质及其他工程因素。解决页岩气水平井井壁失稳的首要途径是认识层理页岩的特殊力学特性,重点研究不同钻井液体系对其力学特性的影响程度及影响规律(也是钻井液优选的重要依据之一)。再次,需要对地应力场进行综合研究。最后,通过采用合理的井壁稳定力学模型获得控制井壁失稳的钻井液密度范围,配合使用快速高效钻具,才能最大程度确保井壁稳定。

页岩储层复杂裂缝扩展研究

页岩储层孔隙度和渗透率低,岩石脆性大,天然裂缝发育。大规模水力压裂过程中,页岩储层易发生张性破坏和剪切破坏相结合的复合破坏,形成复杂网状裂缝,而网状裂缝的展布形态关系到页岩压裂方案的设计和压后产能的评估。针对页岩储层网状裂缝扩展问题,基于流-固耦合方程和损伤力学原理,建立了二维网状裂缝扩展有限元模型。综合研究认为:水平主应力差增大,压裂裂缝分布长度增加,分布宽度降低,长宽比增大;压裂施工排量降低,压裂裂缝复杂程度降低,压裂裂缝分支数减少,分布长度增加,分布宽度降低,长宽比增大;水平井"多段分簇"压裂可能出现多裂缝干扰问题,部分压裂裂缝在延伸过程中止裂或者沟通两端射孔簇的压裂裂缝;水平井"多段分簇"压裂过程中,各个射孔簇形成的压裂裂缝分支长度差别较大,部分裂缝分支长度明显大于其他裂缝分支。

页岩含气量的影响因素分析及含气量测试方法

北美页岩气的商业开发,掀起了全球勘探页岩气的热情,我国页岩广泛分布,资源潜力巨大。页岩气主要以游离态和吸附态存在于富有机质页岩中,含气量研究是页岩气资源评价的重要参数。总结国内外页岩气勘探开发研究成果,认为页岩气含气量的影响因素主要有有机质丰度和成熟度、孔隙结构和孔隙体积、矿物含量、裂缝发育程度、地层温度和压力,它们对含气量的影响主要体现在,有机质丰度和含气量正相关,成熟度越高,含气性越好;微孔比例越大,吸附性能越好;黏土矿物控制吸附气含量;微裂缝发育有助于吸附气的解吸,裂缝规模发育过大将破坏泥页岩的封闭性,不利于气体的储存;吸附气随压力的增加而加大,温度升高,吸附气量将成倍下降。并分析了目前页岩气含气量的测试方法,对比总结了各种测试方法的利弊。