重庆及其周缘地区下古生界页岩气成藏条件及有利区预测

从野外地表露头、井下岩心及典型剖面等基础资料出发,以富有机质页岩形成地质背景及其展布特征-页岩气成藏条件-有利区预测为主线,对重庆及周缘地区下古生界页岩气成藏条件进行分析,并采用综合信息叠合法对该区有利区进行预测。指出研究区下寒武统筇竹寺组和上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组两套富有机质页岩普遍发育,分布广,厚度大,埋藏适中,有机质类型好,有机质含量高,具有充足的储集空间和运移通道,并且等温吸附模拟和现场解析实验也表明,这两套页岩均具有较强的气体吸附、较好的含气性能;多口井钻遇黑色页岩段气显异常普遍,也为页岩气的存在提供证据。总之,该区与美国东部典型页岩气盆地有诸多地质可比性,具有形成页岩气藏的有利地质条件,是页岩气勘探研究值得关注的重要领域。

叠后地震属性识别页岩气储层裂缝研究及应用

页岩气储层具有低孔隙度、超低渗透率等特点,以游离或吸附状态赋存于泥页岩及其砂岩夹层的裂缝、孔隙、有机质中,且裂缝的发育在一定程度上决定着页岩气藏的品质和产量。储层裂缝发育的复杂性决定了裂缝识别与预测的难度,且受限于地震资料分辨率的影响。以重庆渝东南地区为例,利用三维地震勘探资料的波形相似性、倾角、方位角、曲率等信息,采用叠后三维地震属性分析技术,如相干体技术、蚂蚁自动追踪技术、最大曲率等属性综合识别与预测页岩气储层天然裂缝,并对比区域断裂特征、岩心识别、FMI测井解释的结果,认为叠后地震属性在页岩气储层裂缝识别上具有一定的优势。

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。

渝东北下寒武统页岩气储层特征研究

渝东北地区位于扬子克拉通北缘的大巴山弧形构造带,为多期构造叠加所形成的冲断褶皱带。该区内下寒武统为一套广海陆棚相沉积,发育富有机质的黑色碳质、硅质泥页岩,该套页岩气目的层具有多种类型储集空间,通过对区域58个样品点统计显示,孔隙直径分布于3.1~5.6nm,BET比表面积平均为8.26m^2/g,为典型低孔低渗特征储层,暗色泥页岩矿物成分以石英、长石等脆性矿物为主,黏土矿物次之,碳酸盐岩矿物普遍偏低,具有较好页岩气吸附能力及含气显示,是该区内页岩气勘探评价的主要层系位。

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。

含油气系统模拟技术在渝东南地区下古生界页岩气层的应用

运用Petro Mod软件对渝东南地区下古生界页岩气层开展含油气系统模拟,分析页岩气成藏条件,结果表明:渝东南地区主要经历了三次快速沉积时期和三次剥蚀时期;现今页岩气含量受控于生烃演化和构造运动,五峰组–龙马溪组志留纪晚期开始生烃,三叠纪末含气量达到最大,在沉积构造演化过程中仍持续生烃,至今具有一定的勘探潜力;牛蹄塘组最佳生烃期在晚志留世,燕山期构造运动之前已经停止生烃,页岩气藏发生置换作用,导致现今含气量极低且以氮气为主。

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。

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.

四川盆地东北部元坝地区中三叠统雷口坡组四段古岩溶特征及其油气地质意义

四川盆地东北部元坝地区雷口坡组四段中的油气突破显示了其重要的油气地质意义。通过对野外露头、岩心、薄片、阴极发光、钻井、录井、测井和地震资料的综合分析,认为研究区发育地表残积相、洞穴垮塌堆积相、地下暗河搬运充填相、基岩溶蚀破裂相、基岩溶蚀相和基岩溶蚀交代相6种岩溶相类型。根据不同岩溶带的水动力作用特征,由上而下将其分为地表岩溶带、垂直渗流带、水平潜流带和深部岩溶带。以上部地层印模法为主并结合雷口坡组的残余地层分布、风化壳厚度发育情况恢复古岩溶地貌,进一步刻画元坝地区的微地貌情况,认为岩溶斜坡为最有利的储层发育地貌单元,其中以中上斜坡更优,岩溶残丘为最有利的储层发育微地貌单元。古岩溶对雷口坡组四段储层的形成具有重要的作用,有利储层的平面和纵向发育、分布受古岩溶作用特征的控制。

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。

页岩储层体积压裂裂缝扩展机制研究

页岩储层天然裂缝、水平层理发育,水力压裂过程中可能形成复杂的体积裂缝。针对页岩储层体积裂缝扩展问题,基于流-固耦合基本方程和损伤力学原理,建立了页岩储层水力压裂体积裂缝扩展的三维有限元模型。将数值模型的模拟结果与页岩储层裂缝扩展室内试验结果进行对比,二者吻合较好,从而证明了数值模型的可靠性。通过一系列数值模拟发现:(1)水力压裂过程中水平层理可能张开,形成水平缝,水平与垂直缝相互交错,形成复杂的体积裂缝网络;(2)水平主应力差增大,体积裂缝的分布长度(水平最大主应力方向压裂裂缝的展布距离)增加、分布宽度(水平最小主应力方向压裂裂缝的展布距离)减小,体积裂缝的长宽比增加;(3)压裂施工排量增大,体积裂缝的分布长度减小、宽度增加,压裂裂缝的长宽比降低;(4)天然裂缝的残余抗张强度增大,体积裂缝分布宽度减小、分布长度增加,体积裂缝的长宽比增加。研究成果可以为国内的页岩气的压裂设计和施工提供一定的参考和借鉴。

渝东南地区五峰组—龙马溪组页岩气地球化学特征及其成因分析

在对渝东南地区五峰组—龙马溪组页岩现场解吸气样的气体组分和稳定碳同位素分析的基础上,对页岩气的成因类型和烷烃碳同位素倒转原因进行了探讨。渝东南地区五峰组—龙马溪组页岩气的甲烷含量高(94.33%~98.96%),非烃组分(主要包括N_2、CO_2)含量较少,干燥系数大于0.98,为典型的干气。甲烷、乙烷碳同位素值的范围分别为-49‰^-24.4‰、-39.4‰^-29‰,含气性较好的武隆地区Y1井气样烷烃气体呈现δ^(13)C_1>δ^(13)C_2>δ^(13)C_3的碳同位素"完全倒转"特征,含气性较差的酉阳地区Y2井气样烷烃气体基本具正碳同位素系列特征。天然气成因类型判识标志和图版分析表明,渝东南地区五峰组—龙马溪组页岩气为有机质高温裂解的油型气,是早期生成的干酪根裂解气和后期原油裂解气的混合气,这也是引起武隆地区Y1井气样碳同位素倒转的主要原因,同时这也可能与页岩气高产有关。

修正的页岩气等温吸附模型

针对Langmuir等温吸附方程及修正的双朗格缪尔模型(D-Langmuir)在研究非均质吸附介质页岩等温吸附时,对实验数据拟合精度及稳定性不高的问题,展开了新的等温吸附方程研究,研究中将吸附系统内不同吸附介质的吸附特征转化为系统内压力的实际作用效果,对D-Langmuir模型进行压力修正,得到新的、适用于多吸附介质的P-Langmuir等温吸附模型。将以上模型应用于渝东南渝页1井共21个样品的等温吸附实验数据的拟合,结果表明:Langmuir模型平均误差在-0.012 0~80.021 2 m^3/t;D-Langmuir模型平均误差在-0.003 64~0.021 20 m^3/t;P-Langmuir等温吸附模型相关系数的平方0.992 5≤R^2≤0.999 8,平均误差在-0.003 25~0.003 21 m^3/t,相比于Langmuir方程及D-Langmuir方程,P-Langmuir模型拟合精度更高,稳定性更好,对更准确地评价页岩吸附气量具有一定的实际意义。

页岩气开发过程中存在的环境问题及对策

我国正处于页岩气开发的试验期,页岩气开发会带来水资源紧缺、水和土壤污染及甲烷泄漏等环境污染问题,因此,分析页岩气开发带来的环境问题并制定应对措施十分必要。文章详细分析了页岩气开发过程中可能引起的一系列问题,并结合我国页岩气开发实际情况提出了解决对策,希望能为我国页岩气的开发提供一定的参考。

页岩气储层压裂改造技术综述

页岩属于低孔低渗储层,其开发难度非常大,90%的页岩气井需经过储层改造才能获得较为理想的产气效果,压裂技术是进行储层改造、提高产能的最主要手段。为了全面系统地了解各种压裂技术,通过大量的文献调研及整理研究,简单介绍了页岩气压裂技术的发展历程,并详细论述了目前应用于页岩储层改造的主要压裂技术的理论基础、技术特点、适用性及各种压裂工艺间的差异性。同时,介绍了几种近些年发展产生的新型压裂技术,包括混合压裂技术、纤维压裂技术、通道压裂技术,以及在页岩储层压裂中的应用情况及展望。针对我国页岩气勘查开发工作刚刚起步,施工经验不足的现实情况,了解各种压裂技术特点,寻找适合我国页岩储层的压裂技术,对我国页岩气勘查开发具有重要意义。

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。

贵州绥阳地区下寒武统牛蹄塘组页岩气地质特征及勘探方向

贵州绥阳地区广泛发育下寒武统牛蹄塘组海相黑色碳质页岩.页岩的厚度在30-50 m,埋藏深度小于3 000 m, 具有较好的区域性封盖层,保存条件良好,是区内主要的页岩气目的层.页岩的有机质丰度roc为3.0%,,成熟度R0为1.0%-3.5%.推测总含气量为0.3-1.2m^3/t,地质资源量为639.5×l0^8m^3,资源潜力较大.页岩气可在区内隆起的低部 位等处富集成藏.综合页岩气的区域地质特征和保存条件,提出了绥阳地区东北部是今后页岩气的重点勘探区域.

湖南保靖下寒武统牛蹄塘组页岩气成藏地质条件评价

通过对湖南保靖地区下寒武统牛蹄塘组黑色页岩的厚度、埋深、有机地化、储层物性等特征进行研究,评价了该区页岩气资源勘探潜力,运用概率体积法计算了该区页岩气资源量,并优选出页岩气有利勘探区,对下步勘探具参考作用。