中国页岩气新区带、新层系和新类型勘探进展、挑战及对策

近年来,中国页岩气聚焦“三新”(尚未开展工作或工作程度低的新区带、新层系及新类型)领域,加大理论攻关与勘探力度,页岩气增储上产再上新台阶。基于中国页岩气“三新”领域理论与勘探新进展,分析其勘探特点、变化趋势和发展前景,探索中国特殊页岩气地质理论,明确页岩气发展挑战与对策。结果表明:中国在四川盆地及邻区创新建立了五峰组-龙马溪组特色的高-过成熟度海相页岩气富集理论,累计发现页岩气田9个,探明页岩气地质储量近3×10^(12)m^(3),形成了450×10^(8)m^(3)/a的页岩气产能,年产页岩气250×10^(8)m^(3)。明确了近年来中国页岩气“三新”领域勘探具三大特点:①四川盆地及邻区五峰组-龙马溪组在深层、极浅层勘探取得重大新发展;②四川盆地筇竹寺组和吴家坪组等多个新层系实现新突破;③鄂尔多斯盆地西缘乌拉力克组获得新发现,东缘山西组取得新突破。页岩气“三新”领域的勘探实现了三大战略性转变:①目标由单一类型、单一盆地和单一层系转变为多类型、多盆地和多层系;②选区由盆内或盆缘为主转变为盆内、盆缘兼顾盆外弱改造区;③思路由纯粹富有机质页岩转变为富有机质页岩系统。通过梳理中国页岩气“三新”领域勘探挑战,指出“三新”领域是中国页岩气可持续发展的方向,并提出了下一步发展对策。

四川盆地南部下寒武统筇竹寺组页岩孔隙结构特征与页岩气赋存模式

近年来,四川盆地南部地区(以下简称川南地区)下寒武统筇竹寺组页岩气勘探开发取得了实质性的突破,但是,关于筇竹寺组页岩气储层孔隙结构特征及其对页岩气赋存模式影响的研究还较为薄弱。为此,以川南地区W207井筇竹寺组页岩为例,以总有机碳含量(TOC)不小于1.0%为界,将筇竹寺组页岩划分出4个高有机碳页岩层段(H1—H4层),并基于大视域扫描电镜、流体注入法孔隙定量表征、三维分子结构建模与分子模拟等方法,研究了不同富有机质层段页岩孔隙特征,并着重分析了H3层页岩孔隙发育特征与页岩气赋存模式。研究结果表明:(1)筇竹寺组页岩纵向上孔隙发育差异较大,其中H3层页岩孔隙系统最为有利,发育粒缘缝—有机质纳米连通孔隙—有机质基质分子内孔隙3级孔隙网络,其矿物粒缘缝与有机质纳米孔隙提供了较大的游离气储集空间,页岩有机质分子结构中普遍发育微孔,提供了较大的吸附空间;(2)微孔对总吸附量的贡献随压力增高而降低,但在30.0 MPa时仍贡献了56%以上的总吸附气量;(3)高温高压下(30.0 MPa、70℃),页岩中游离气甲烷含量占总含气量的57%,当压力由30.0 MPa降低至16.5 MPa,游离气贡献总开采气量超过80%;(4)粒缘缝、有机质纳米连通孔隙和有机质基质分子内孔隙良好的配置关系为页岩气富集及开发提供了良好的连通体系,远离风化壳的超压层段有利于页岩孔隙发育。结论认为,川南地区筇竹寺组H3层页岩孔隙系统发育,具备页岩气高产地质条件,是筇竹寺组下一步重点关注层段,在此基础上寻找远离风化壳、孔隙发育的超压页岩储层是筇竹寺组选区选层的关键。

四川盆地下寒武统筇竹寺组海相页岩气高产井突破与富集模式

多年来下寒武统筇竹寺组页岩气勘探开发进展缓慢,资201井获高产气流大大增加了该套页岩气规模商业化开发的信心,不同区域及层段富集规律差异及下一步勘探开发方向是筇竹寺组页岩开发面临的首要问题。以四川盆地57口钻井资料为基础,对多口重点井的古生物、沉积、储层等特征进行分析,详细剖析资201井的部署理论依据、筇竹寺组页岩气富集条件及下一步勘探开发方向。从地层研究入手,建立了筇竹寺组地层划分标准,明确筇竹寺组主体发育4套深水陆棚相的富有机质页岩(①至④号层段),其分布受裂陷槽发育控制,裂陷槽内厚度最大。分析了页岩储层发育特征,指出储层压力、孔隙度、含气饱和度从下向上、从裂陷槽外到内呈现增大趋势,储层超压对页岩孔隙保存起到重要作用;基于此结合保存条件等建立了“多层异相、超压保孔”的页岩气超压差异富集模式,指出远离散失通道的超压孔隙发育区(层段)是页岩气富集有利区(层段)。文章指出资201井及周边是未来筇竹寺组页岩气增储上产的主要区域,资源量为8.06×10^(12)m^(3);川西地区具有相当的开发潜力,资源量为0.72×10^(12)m^(3);川南长宁及黔北一带受石墨化及构造活动影响,以寻找远离风化壳及地表露头的超压孔隙发育区为主。

泸州地区五峰组——龙马溪组页岩气成藏特征

为寻找四川盆地泸州地区五峰组—龙马溪组页岩气有利区,在开展流体包裹体检测、页岩微观孔隙观测、气泡变孔模拟等研究基础上,查明了泸州地区构造埋藏过程和生烃热演化过程,总结了泸州地区页岩气成藏特征和成藏规律。研究结果表明:泸州地区五峰组—龙马溪组富有机质页岩厚度大,在二叠纪—早三叠世生油,经历了中三叠世和燕山运动期—喜马拉雅运动期2次构造抬升,中三叠世抬升幅度有限,未导致大规模烃散失,燕山运动期—喜马拉雅运动期构造抬升晚于川东南且幅度小,利于页岩气保存;泸州地区五峰组—龙马溪组页岩有机孔发育,是由于中三叠世隆升时间短,强度小,未发生大规模排烃,大量液态烃保留在储集层中,有利于后期有机孔的大量形成,同时在晚三叠世—中白垩世,地层深埋发生液态烃裂解产气,地层广泛超压,有利于有机孔的后期保存;泸州地区三叠纪隆升虽然时间短、强度小,但是从模拟实验结果来看,可以导致原油稠化和气孔形成,对页岩气富集成藏有利。因此,发生在印支运动期的泸州地区的隆升造成原油稠化,有利于页岩气富集成藏;泸州地区地层抬升时间晚,页岩气散失时间短,低角度层理缝发育,而纵向裂缝少,均有利于形成超压页岩气富集区。提出的泸州地区五峰组—龙马溪组页岩富集成藏规律,对于指导其他同类型油气勘探具有借鉴意义。

海-陆过渡相与海相页岩气“甜点段”差异特征与形成机理

为了指导海-陆过渡相页岩气的勘探开发,以鄂尔多斯盆地东缘大宁—吉县地区二叠系山西组2段3亚段(山2^(3)亚段)海-陆过渡相页岩气甜点段与四川盆地南部地区志留系龙马溪组一段1亚段(龙一1亚段)1小层海相页岩气甜点段作为研究对象,开展系统的岩心观察、薄片鉴定、全岩-黏土X射线衍射、有机地球化学分析、扫描电镜观察、N2低温吸附、CH_(4)等温吸附以及主、微量元素分析实验,系统对比研究了海-陆过渡相与海相页岩气甜点段的特征与形成机理。研究结果表明:①海相页岩气甜点段稳定分布与发育;海-陆过渡相页岩气甜点段横向不连续,纵向多层段发育。②海-陆过渡相页岩气甜点段总有机碳含量(TOC)高,处于中-高成熟阶段,有机质以Ⅱ_(2)-Ⅲ型为主;海相页岩气甜点段TOC较高,处于高-过成熟阶段,有机质以Ⅰ-Ⅱ_(1)型为主。③海-陆过渡相页岩气甜点段矿物组成以黏土矿物为主,黏土矿物孔隙以介孔和宏孔为主,它们控制游离气的赋存;有机质以发育微孔为主,它是比表面积的主要贡献者,控制吸附气的赋存。海相页岩气甜点段以石英矿物为主;页岩有机质同时发育微孔和介孔,它们是页岩气赋存的主要储存空间。④海-陆过渡相页岩气甜点段以吸附气为主,平均占66.06%;海相页岩气以游离气为主,吸附气占11.15%~43.75%。⑤海-陆过渡相和海相页岩气甜点段有机质富集均受到古气候、古环境以及地质事件控制,但陆源碎屑输入对海-陆过渡相页岩气甜点段有机质富集具有重要控制作用。⑥鄂尔多斯盆地海-陆过渡相页岩气单井最高产量达到7.9×10^(4)m^(3)/d,研究和勘探表明海-陆过渡相页岩气具有良好的勘探前景。

基于构造样式的页岩气富集模式分类-以四川盆地五峰-龙马溪组为例

【研究目的】四川盆地及周缘五峰-龙马溪组页岩经历的构造活动复杂且改造作用强,构造改造程度与页岩气的聚集有着直接的影响,根据构造样式对页岩气富集模式进行划分具有重要意义。【研究方法】本文以构造分区及改造强度变化趋势为主线,整体研究四川盆地及周缘奥陶系上统五峰组-志留系下统龙马溪组页岩层系的构造分区、不同区块构造抬升时间差异,总结不同构造区的页岩气富集模式。【研究结果】通过研究不同地区五峰-龙马溪组页岩目的层系构造改造强度、构造形态、埋藏深度、埋藏抬升时间等的差异性,将四川盆地及周缘下古生界主力海相页岩层系划分为9个一级构造区和20个二级构造区。进一步研究了不同构造区典型井的构造埋藏史及生烃史,结合构造形态、保存条件及产气情况,将四川盆地及周缘划分为9种典型的页岩构造样式及页岩气富集模式:盆内大型斜坡型(威远型)、盆内低陡构造与宽缓向斜型(泸州型)、盆缘向斜型(长宁型)、盆缘复杂构造型(昭通型)、盆缘宽缓断背斜型(焦石坝型)、盆缘斜坡逆断层封堵型(丁山型)、盆外复杂背斜型(巫溪型)、盆外残留向斜型(彭水型)、盆外残留向斜逆断层封堵型(正安型),其页岩气富集及保存条件整体上依次变差。【结论】总结出的9种页岩气富集模式,概况了四川盆地内部到盆地外缘的整体构造演化及页岩气保存富集规律,可以为进一步的页岩气有利区优选提供范围和目标,更好地指导四川盆地及周缘的页岩气勘探。

分布式光伏对中国能源市场的影响

世界处于百年未有之变局,能源行业也进入变革时代,各种新能源概念频出,能源市场结构将发生巨变,能源行业的分析预测与投资决策面临前所未有的挑战。分布式光伏因其靠近能源市场的需求终端,能够将多个能源品种市场联系起来,在新形势下很有可能成为影响能源价格走势和中国能源市场结构的关键力量,值得深入研究。梳理了中国能源行业面临的新形势,在此基础上,基于分布式光伏的特点,分析了分布式光伏未来的发展趋势及对中国能源市场的影响,认为分布式光伏的快速发展将促进能源行业有效市场的形成,使能源价格成为配置资源的主要手段,使能源项目投资由资源主导型向市场配置型转变,并从国家、能源企业、投资机构等层面提出了相应建议。

煤层气水平井开发的理论技术初探——兼论煤层气和页岩气开发条件对比

经过30 a的不懈探索,我国煤层气开发井型逐渐由直井向水平井开发过渡,水平井开发煤层气的基础理论是制约当前煤层气开发的主要问题。和页岩相比,煤层页理和脆性矿物不发育,非均质性更强,不利于体积缝网的形成。但煤层顶底板封盖强,机械强度高,具备较好的水力压裂条件。部分煤层裂隙被方解石等填充,酸化有利于储层渗透率改善和复杂裂缝形成。因此,建立一套适合煤层气储层特征的水平井开发工艺尤为重要。针对煤层地质特征,从水平井长度优化、簇间距优化、压裂液选择、支撑剂选择、返排率、最终可采储量(EUR)特征6个方面,系统分析煤层气水平井开发技术经济政策,认为煤层气水平段长度一般不超过1000 m,簇间距15~30 m储层改造效果较好;深部煤层气压裂液中加入滑溜水破胶剂及少量低温辅助破胶剂可提高破胶效率;相比中浅部煤层气储层,深部煤层压裂支撑剂应提高大粒径(0.425/0.850 mm)比例;深部煤层(如大吉区块8号煤)达到最高产气时的压裂液返排率与威远-长宁页岩气相近;煤层气EUR偏低,但用液强度、加砂强度大,应提高煤层气开发效率及经济效益等。煤层气开发效果受地质特征和开发工程技术协同控制,从地质工程一体化角度,提出下步煤层气水平井开发的对策,指出应进一步优化煤层气水平井开发工艺;完善水平井钻完井与配套技术,降低单井钻完井成本;依据煤粉迁移规律,实现煤层气水平井控粉有序返排,提高排采效果;依据游离与吸附气赋存比例,优化生产控制技术提升单井EUR。

深层页岩气水平井侧钻水泥塞技术

针对川渝页岩气水平井侧钻水泥塞难点,通过研制洗油冲洗型前置液和优化水泥浆配方,管内外压差控制、提高顶替效率等配套措施形成了适应深层页岩气水平井侧钻水泥塞固井技术,现场实践14口井,实现了注水泥塞一次性性成功率达100%。

页岩气地质评价关键实验技术的进展与展望

页岩气地质评价实验结果为页岩气地质“甜点”评价、地质选区、储量计算、水平井压裂层段优选及开发方案确定等提供了重要的数据基础与科学依据。近年来,随着我国页岩气勘探开发工作的不断深入,相关地质评价实验技术也取得了较大的进展。特别是在页岩微观孔隙结构、含气性和物性这3个方面,通过引进先进技术与自主设备研发相结合,建立了适用于我国海相页岩的分析测试技术和标准,对于推动我国页岩气的勘探开发进程发挥了重要的作用。为了给我国页岩气基础地质研究、实验室建设及相关标准制定提供参考和指导,归纳总结了国内外在上述3项页岩气地质评价关键实验技术方面所取得的进展,并对相关技术未来的发展趋势进行了展望。研究结果表明:①对于页岩微观孔隙结构测试,目前已经形成了多种手段相结合的定性观测和定量表征测试方法,实现了由静态表征向动态表征的转化,未来需要在页岩孔隙结构的原位表征和孔内流体赋存特征直接观测等方面做进一步的研究;②对于页岩含气性测试,目前已经建立了现场与室内相结合的含气性定量表征系列技术,实现了对页岩吸附气和游离气赋存特征的定量评价,未来需要在深层页岩损失气量计算、页岩气吸附机理及模型等方面做进一步的研究;③对于页岩物性测试,目前已经建立了多种方法相结合的孔隙度和渗透率测试技术,实现了对页岩孔隙有效性的定量评价,未来需要在孔隙度测试条件和方法等方面进行对比研究并统一标准。结论认为,只有不断地改进和优化页岩气地质评价实验技术,才能够满足科研与生产的需求。

页岩基质解吸-扩散-渗流耦合实验及数学模型

采用川南地区龙马溪组页岩样品,设计了页岩基质解吸-扩散-渗流耦合物理模拟实验,揭示了页岩基质气体流动特征以及压力传播规律.推导了页岩气解吸-扩散-渗流耦合数学模型并且利用有限差分法对数学模型进行数值求解,与实验结果相比较表明该数学模型能够很好地描述气体在页岩基质中的流动规律.同时对页岩基质气体流动的影响因素进行了分析,认为页岩基质的渗透率、扩散系数、解吸附常数等因素均能影响页岩基质气体的流量和压力传播规律,在页岩气藏的开发过程中需要考虑这些参数的影响,该数学模型为页岩气井产能计算提供了更准确的计算方法.

基于重量法的页岩气超临界吸附特征实验研究

为了有效分析页岩气体的超临界吸附特征,利用重量法等温吸附仪,借助高精度的磁悬浮天平系统,直接测试了不同压力条件下甲烷气体密度及其过剩吸附量。实验测试结果表明,当压力较小时,过剩吸附量随着压力增大而增大;当压力大于8 MPa后,过剩吸附量会随着压力的增大而减小,这主要是由于甲烷吸附相密度与游离相密度差值随压力先增大后减小导致的。页岩中超临界甲烷的等温吸附曲线在压力较大时,必然存在下降的趋势,这并非异常现象,而是超临界甲烷过剩吸附量的本质特征。此外,利用高压段甲烷过剩吸附量随压力直线递减的规律,确定了甲烷吸附相体积的计算方法,并且采取定吸附相体积的方法对绝对吸附量进行了校正,校正结果表明,超临界甲烷在页岩中的绝对吸附量依旧能很好的利用Langmuir吸附模型进行拟合及分析,可以将该经典的吸附理论扩展到超临界温度领域。

陆表海页岩沉积微相类型及微相分布模式——以川南地区五峰组—龙马溪组为例

针对黑色页岩纹层和层理难识别、粒度难测定、生物遗迹不发育等难题,以川南地区上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组为例,综合大薄片全尺度成像、氩离子抛光片场发射扫描电镜分析和干酪根镜检等分析,揭示陆表海浑水沉积页岩的微相类型、特征及主要微相的沉积模式。结果表明:(1)陆表海浑水环境发育三角洲相、潮坪相和陆棚相,其中,三角洲前缘的水下分流河道和分流间湾微相,潮间坪的钙质坪和黏土坪微相,浅水陆棚亚相的钙质陆棚和黏土质陆棚微相,深水陆棚亚相的深水斜坡、深水平原和深水洼地微相,重力流沉积亚相的漫溢沉积微相均发育黑色页岩;(2)由近源端向盆地方向,页岩中粉砂纹层减少、泥纹层增加,颗粒粒度由以粗粉砂为主转变为以细粒泥为主,硅质含量由20%左右增加至大于55%,钙质和黏土矿物含量由大于40%降至10%左右,有机质类型由Ⅱ2型转变为Ⅱ1型和Ⅰ型;(3)物源和古地形控制页岩沉积微相类型与分布,物源供给充分区发育水下分流河道、分流间湾、黏土坪、黏土质陆棚、漫溢沉积等微相页岩,物源供给不足区发育钙质坪和钙质陆棚微相页岩,3级地形坡折将深水陆棚亚相页岩沉积区细分为深水斜坡、深水平原和深水洼地3种微相类型;(4)陆表海不同沉积微相页岩的形成与相对活跃的构造背景、温暖潮湿的古气候及快速上升的海平面密切相关,相对活跃的构造背景造成陆源碎屑供给增加,从而形成浑水细粒沉积,温暖潮湿的古气候有利于有机质的富集,快速上升的海平面有利于黑色页岩大面积分布。

中国页岩气发展前景及挑战

本文详细阐述了全球尤其是北美页岩气开发现状,论述了Marcellus与Haynesville页岩气区的主要特征,认为持续技术创新、高效经营管理模式、多元产业扶持政策是美国页岩气飞速发展的主要驱动力,对我国页岩气的开发具有良好的借鉴作用。作者系统梳理了中国页岩气近20年的探索攻关与实践历程,认为历经评层选区、开发试验、示范区建设、海相页岩气规模开发4个阶段,国内页岩气开发取得了重大成就,建成川南、涪陵等中深层页岩气大气田,实现了海相页岩气规模效益开发,2022年产量达238亿方,成为我国天然气重要的供应来源,同时深层页岩气产能建设稳步推进,新区新层系勘探也取得重大突破。在深入分析我国页岩气地质与资源特征的基础上,文章论证了我国具备年产500亿~800亿的开发潜力,但需要从完善页岩气立体开发配套技术、持续优化页岩气地球物理评价技术、加快钻井与压裂工程技术迭代升级、加大新层系新领域的勘探评价力度4个方面持续攻关。

川南地区上奥陶统—下志留统五峰组—龙马溪组快速海进页岩特征及有机质分布

快速海进页岩的特征及形成机理是细粒储层地质学研究的重点之一。地震层位追踪、连井地层对比、X衍射全岩分析、总有机碳测试和场发射扫描电镜分析表明,川南地区五峰组—龙马溪组快速海进页岩位于龙马溪组最底部,对应于笔石带LM1。该页岩石英平均含量49.3%(其中黏土级石英含量85%),方解石平均含量10.5%,白云石平均含量8.4%,黏土矿物平均含量23.4%。向盆地方向,石英含量增加,黏土矿物含量降低。快速海进页岩形成于相对海平面快速上升阶段,页岩厚度0.5~2.8 m,由盆地边缘向盆地中心逐渐增厚。页岩平均TOC含量5.4%,由盆缘向盆地中心逐渐降低,纵向TOC含量剖面呈现4种叠置样式。该套页岩的矿物组成和厚度分布与沉积时期的快速海进、生物及火山作用密切相关。快速海进导致陆源供给减少,故页岩厚度较小;生物及火山作用导致页岩以微晶石英为主,盆地中心厚度较大。该套页岩的高TOC含量与水体缺氧、低沉降速率和高初级生产力有关。水体缺氧导致有机质保存能力增强,低沉积速率可减弱有机质的稀释,而初级生产力高可增加有机质的供给。该套页岩TOC含量平面变化及叠置样式与水深有关。随着水深增加,有机质沉降过程中的降解和再循环增加,故TOC含量降低。同时,随着水深增加,沉积物可容空间增大,从而形成不同的TOC含量叠置样式。

页岩气资源/储量计算中吸附参数确定的新方法——以四川盆地五峰组—龙马溪组页岩为例

页岩气资源/储量计算过程中,等温吸附参数的确定主要采用实验温度条件下的干燥样品数据,并存在总有机碳含量(TOC)和等温吸附参数回归效果差的问题。为此,以四川盆地上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组海相页岩为例,从Langmuir吸附模型和Henry吸附模型中关键参数的物理意义出发,分析了页岩气资源/储量计算过程中等温吸附参数确定中存在的问题,并基于大量等温吸附实测数据,分析影响页岩气吸附参数的TOC、温度和含水饱和度等因素,建立了TOC、温度和含水饱和度对页岩等温吸附参数的影响模型,提出了从实验条件到储层原始条件下页岩气吸附参数计算的新方法。研究结果表明:①页岩气资源/储量计算过程中存在等温吸附参数与TOC关系拟合规律差且互有矛盾、范特霍夫方程难以有效转换、含水饱和度(S_(w))在资源/储量计算中不易直接应用等问题。②将Langmuir吸附模型和Henry吸附模型结合,建立页岩对甲烷的吸附能力新参数Henry常数a,有效地解决了Langmuir压力(pL)与TOC直接拟合效果不佳的问题。③当S_(w)<40%时,Langmuir体积(V_(L))与S_(w)呈线性负相关;当S_(w)<20%时a值相对恒定;通过建立压力超过30 MPa时归一化绝对吸附量与S_(w)(小于50%)关系,可有效地解决S_(w)对等温吸附量计算结果的影响。(4)五峰组—龙马溪组页岩储层地应力大小影响页岩的吸附能力,相同TOC页岩的储层地应力越大,V_(L)越小,a值越低;在高压条件下(大于30 MPa),S_(w)对页岩甲烷吸附能力的影响具有相似趋势,水分子对页岩孔隙表面吸附位的影响恒定。结论认为,提出的不同TOC、不同温度和不同含水饱和度条件下页岩等温吸附参数确定的新方法,可以为页岩气资源/储量的精准计算提供技术支撑,将有助于页岩气产业的科学发展。

美国页岩油气发展现状、成本效益危机及解决方案

为了充分借鉴美国“页岩油气革命”的成功经验,分析了2019—2021年全球低油气价格整体偏低的情况下,美国页岩油气行业的发展现状及存在问题。主要表现为:页岩油气企业面临长期负现金流的利润危机,以页岩气为例,大量企业宣称的低于0.74美元/m^(3)(1美元≈7元人民币)的成本,与行业平均0.99美元/m^(3)的实际成本相差甚远;过度夸大的低成本引发行业投资判断失误,2021年累计债务高达1800亿美元,大量企业面临破产危机。《美国破产法》第11章破产重整对页岩油气公司破产后的保护,疫情期间美国政府对企业的税收减免扶持,以及企业自身的有效运营管理等为页岩油气行业成本效益危机提供了有效解决方案,使页岩油气行业在2022年高油气价格下产量快速恢复。该研究成果为我国页岩气产业的发展提供了经验。

中国海陆过渡相页岩气地质开发特征——以鄂尔多斯盆地东缘山西组和四川盆地龙潭组页岩气为例

中国海陆过渡相页岩气地质资源量19.8×10^(12)m^(3),勘探潜力巨大。本文以鄂尔多斯盆地山西组、四川盆地龙潭组海陆过渡相页岩为例,介绍中国典型海陆过渡相页岩气的地质与开发特征。海陆过渡相页岩气地质特征与海相页岩气存在显著差异,主要体现在:(1)海陆过渡相页岩纵横向稳定性及连续性差,优质页岩储层呈纵向多层分布;(2)海陆过渡相页岩脆性矿物含量低,黏土矿物以高岭石为主;(3)海陆过渡相页岩有机质主要为Ⅱ2-Ⅲ型,有机孔相对不发育;(4)中国海陆过渡相页岩埋深相对较浅,储层压力系数相对较低。海陆过渡相页岩直井及水平井试气结果证实海陆过渡相页岩气具有工业产能。目前,海陆过渡相页岩气勘探开发仍处于探索阶段,亟需建立完善的海陆过渡相页岩气地质理论与评价方法、攻关海陆过渡相页岩气高效钻井与储层改造技术、建立海陆过渡相页岩气高效开发技术政策。

PCA-OPLS联合法快速评价页岩气井储量动用程度

川南地区已经钻探完成了上千口页岩气井,地质评价、钻探和生产过程中产生了大量高维度的数据,利用生产获得的各种数据预测页岩气储量动用程度,是指导页岩气勘探开发的一项重要工作。耦合主成分分析法(PCA)与正交偏最小二乘法(OPLS)分析方法是形成一种快速、准确的储量动用程度预测新方法。通过结合主成分分析和正交偏最小二乘法,建立了PCA-OPLS联合法,借助昭通页岩气井样本,检验了新方法在储量动用程度评价中的应用效果。实例应用表明,页岩气井储量动用预测准确率满足要求,可以用于预测新钻井的储量动用程度,从而证明PCA-OPLS联合法能达到快速、准确预测储量动用程度的目的。该方法操作简单,准确率高,在页岩气储量动用评价中具有较好的应用前景。

川南地区深层页岩气富集特征、勘探开发进展及展望

深层页岩气是中国未来天然气产业发展的重要领域,目前已初步实现了工业化开发,成功获得一批高产井,落实了第二个万亿方储量、百亿方产量上产区,实现了深层页岩气富集规律与勘探开发技术创新突破,推动中国页岩气规模有效上产。美国4大深层页岩气区块已实现工业化开采,深层页岩气产量不断攀升,2021年产量达3132×108 m3,占美国天然气总产量的41%。系统总结提出了川南海相深层页岩气6大富集特征:①强还原环境的深水陆棚沉积,有利于有机质富集和保存;②优质储层厚度稳定,大面积连续分布;③断裂封闭性较好,普遍超高压;④有机孔和裂缝发育,储层物性较好;⑤深层页岩含气性好,页岩气资源落实度高;⑥深层页岩游离气比例高,单井初期产量高。结合中国深层页岩气富集特征及勘探开发进展,指出实现深层页岩气效益开发面临的3项挑战和对应攻关方向。展望提出四川盆地海相深层页岩气可探明页岩气地质储量(3~5)×10^(12)m^(3),具备上产(300~500)×10^(8)m^(3)的开发前景。建议坚持攻关,秉承“极限动用”理念,精准构建页岩储层“透明地质体”,采用最优工程技术手段,优化生产制度,最大限度提高EUR(单井评估最终可采储量),持续降低开发成本,不断突破页岩气开发极限,实现中国页岩气产业的进一步发展。