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2018年  第40卷  第1期

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2018, 40(1): .
摘要(352) PDF(267)
摘要:
页岩气勘探开发
页岩气储层综合表征技术研究进展——以涪陵页岩气田为例
孙健, 包汉勇
2018, 40(1): 1-12. doi: 10.11781/sysydz201801001
摘要(1470) PDF(1224)
摘要:
页岩气储层综合表征技术作为页岩气勘探开发的核心技术之一,既是勘探开发评价的基础,又是工程工艺方案制定的重要参考依据。但我国页岩气勘探开发起步较晚,大规模商业开发直至2012年底焦页1井试气获工业气流后方才正式启动,加之与北美页岩气成熟开发区相比,地质地表条件复杂,因而页岩气储层综合表征技术的研究无成熟可借鉴的经验。为此,以页岩气与常规天然气储层的差异化分析为基础,重点依托涪陵页岩气田四年多来的开发实践,从沉积环境、生烃潜力、储集性、可压性及含气性等多个方面系统建立了页岩气储层的精细描述参数体系,明确了页岩气储层综合表征方法和技术手段;并进一步阐述了涪陵页岩气田五峰组-龙马溪组下部优质页岩气层段典型地质特征,可为类似页岩气田的勘探开发提供技术指导和示范借鉴。
四川盆地焦石坝地区龙马溪组海相页岩储层非均质性特征
易积正, 王超
2018, 40(1): 13-19. doi: 10.11781/sysydz201801013
摘要(1747) PDF(464)
摘要:
以四川盆地焦石坝地区下志留统龙马溪组海相页岩为研究对象,综合利用全岩X衍射、薄片鉴定、阴极发光、氩离子抛光扫描电镜、高压压汞-气体吸附联测、核磁孔隙度等实验数据,开展不同岩相储层特征差异性研究。研究结果揭示:(1)焦石坝地区龙马溪组海相页岩岩相主要分为硅质类页岩、混合类页岩和黏土类页岩;(2)硅质类页岩有机孔隙非常发育,混合类页岩和黏土类页岩中无机孔隙较为发育,其中黏土类页岩有机孔隙发育程度较弱;(3)不同页岩岩相非均质性特征显著。总有机碳含量、孔隙度、孔隙体积、比表面积和含气量方面,硅质类页岩最为发育,黏土类页岩发育程度最低,混合类页岩介于两者之间;(4)硅质类页岩沉积期古生物繁盛有利于有机质富集和有机质孔隙发育,混合类页岩和黏土类页岩分别受底流和陆源碎屑沉积作用影响,总有机碳含量较低且有机质孔隙相对欠发育。
四川盆地涪陵页岩气田单井可压性地质因素研究
胡德高, 刘超
2018, 40(1): 20-24. doi: 10.11781/sysydz201801020
摘要(1331) PDF(619)
摘要:
页岩储层的脆性矿物含量、脆性指数、水平应力差异系数等是影响页岩可压性的主要因素,而四川盆地涪陵页岩气田五峰组-龙马溪组一段①~⑤小层页岩储层的脆性矿物含量(>50%)、脆性指数(>50%)、水平差应力差异系数(<0.2)等基本相似,因此,利用上述参数无法有效评价该区块单井的可压性。根据涪陵页岩气田大量已钻单井资料,从埋深、构造形态、裂缝发育特征等地质因素出发,评估了各地质因素对单井可压性的影响。结果表明:(1)埋深是影响单井可压性最重要的地质因素,埋深越大,储层压裂难度越大;(2)构造形态会对压裂产生较为明显的影响,负向构造形态压裂难度大于正向构造;(3)天然裂缝发育的非均质性也会导致压裂难度增大,缝网延伸困难,影响储层改造效果,降低单井产能。
页岩含气量现场测试技术研究
习传学, 孙冲, 方帆, 舒向伟, 汪庆, 张磊
2018, 40(1): 25-29. doi: 10.11781/sysydz201801025
摘要(1187) PDF(316)
摘要:
对自行研发的智能化页岩气现场解吸系统进行改进,在解吸罐的内部加装温度传感器,监测罐内空间的温度,消除温度变化引起的气体体积膨胀对实验结果的影响。利用改进后的仪器对常规解吸方法进行了优化,提出以90℃或者110℃作为二阶解吸温度的高温解吸方法,可将测试时间从40 h缩短至12~25 h,在保证了测试结果可靠性的同时,具备实用性和安全性的优点。由于人工操作的影响,初期的解吸速率总会出现异常高点,针对这种情况,提出将岩心封罐之后的5 min解吸数据点作为损失气拟合时的初始点。
四川盆地涪陵地区五峰组观音桥段成因分析及其对页岩气开发的意义
张柏桥, 孟志勇, 刘莉, 李凯, 刘超, 舒志恒
2018, 40(1): 30-37. doi: 10.11781/sysydz201801030
摘要(1194) PDF(665)
摘要:
四川盆地涪陵地区五峰组顶部普遍发育观音桥段地层,目前关于观音桥段地层的成因,存在2个主流观点,即浅水成因说和深水成因说。结合沉积速率、生态学等多因素分析,证实涪陵地区五峰组观音桥段为深水异地沉积,底流沉积作用是观音桥段地层发育的主要原因,同时过强的底流沉积作用也是导致部分地区观音桥段地层缺失的主要原因。此外,从沉积作用、工程工艺改造等角度出发探讨了观音桥段地层对于涪陵地区页岩气开发评价工作的影响。研究认为,观音桥段地层的平面展布特征反映了涪陵地区五峰-龙马溪组含气页岩段沉积时期底流作用的活跃程度、微古地貌及距离物源区远近3个地质要素在平面上的差异,这些差异对于五峰-龙马溪组含气页岩段及其上覆顶板龙二段地层的沉积有着重要的影响,因此观音桥段的发育特征可作为中国南方五峰-龙马溪组页岩气层勘探开发选区的一个重要评价指标;此外,观音桥段地层工程工艺改造难度较大,且位于主力气层段内部,在优选开发井水平段穿行层位时应给与充分考虑。
四川盆地焦石坝地区页岩气储层孔隙参数测井评价方法
舒志国, 关红梅, 喻璐, 柳筠
2018, 40(1): 38-43. doi: 10.11781/sysydz201801038
摘要(1308) PDF(355)
摘要:
四川盆地焦石坝地区页岩储层具有孔隙度低、孔隙结构复杂的特点,五峰-龙马溪组页岩储层段发育无机孔隙、有机质孔隙和微裂缝3种孔隙类型,核磁共振测井作为岩石孔隙参数评价的一项有效技术,在该区储层孔隙度和孔隙结构的评价中发挥了重要作用。基于岩心刻度测井解释的方法,通过对常规测井资料和岩心核磁共振实验数据的相关性研究,建立了焦石坝地区页岩储层的总孔隙度和有效孔隙度解释模型。总孔隙度解释模型是将岩心核磁实验的总孔隙度分析结果与测井资料进行最佳深度匹配后,根据最优化数学方法,确定多元线性回归法为最佳计算方法,即总孔隙度与密度测井、声波时差、补偿中子测井进行多元线性拟合;有效孔隙度解释模型是根据岩心核磁实验的有效孔隙度与密度测井具有较好的正相关性,建立根据密度测井求取有效孔隙度的关系式。孔隙度计算结果与岩心实测结果对比显示,91.7%的数据其绝对误差都小于0.5%,实现了对该区页岩储层孔隙参数的较好评价。
四川盆地涪陵地区五峰-龙马溪组页岩气层孔隙特征及对开发的启示
刘尧文, 王进, 张梦吟, 蔡进, 卢文涛, 沈童
2018, 40(1): 44-50. doi: 10.11781/sysydz201801044
摘要(1568) PDF(354)
摘要:
页岩孔隙特征是影响页岩含气性的重要因素。综合运用氩离子抛光扫描电镜、高压压汞、液氮吸附等技术,对涪陵地区五峰组-龙马溪组龙一段上部气层孔隙特征进行研究,对比上下部页岩孔隙发育特征的差异性。研究发现,下部气层有机碳含量高,孔隙类型以有机质孔为主,孔体积基本大于0.02 mL/g,BET比表面积基本大于20 m2/g;上部气层有机碳含量低,孔隙类型主要为微裂隙、黏土矿物孔,孔体积主要分布在0.016~0.02 mL/g,比表面积主要为12~20 m2/g。结合单井含气量测试结果,发现有机碳含量与含气量相关性最好,比表面积和孔隙度次之。以此为基础,开展上部气层含气性评价,认为⑧小层为上部气层含气性最佳层段,⑥和⑦小层次之,⑨小层最差。
四川盆地涪陵焦石坝地区五峰-龙马溪组低序级断层识别技术及应用效果
武加鹤, 陆亚秋, 刘颉, 梁榜, 王郁, 刘强
2018, 40(1): 51-57. doi: 10.11781/sysydz201801051
摘要(1333) PDF(240)
摘要:
四川盆地涪陵页岩气开发工作成效显著,但在页岩气开发实践中,钻井泥浆漏失现象频现,低产低效井时有发生,分析认为这些问题与低序级断层密切相关。北美页岩气开发区构造简单,而涪陵焦石坝区块受多期构造运动叠加,改造构造变形强、断裂复杂。与以往低序级断层的分析大多基于钻测井资料不同,提出了基于井-震、动-静结合研究思路,在综合利用三维地震、钻井、测井、试气等资料的基础上,采用精细层位标定,水平切片、方差体、曲率等方法开展低序级断层的识别研究,为水平井部署与调整、钻井设计、压裂参数优化提供了地质依据。
页岩储层含气性评价及影响因素分析——以涪陵页岩气田为例
刘莉, 包汉勇, 李凯, 李根, 曾勇, 郑爱维, 熊红丽
2018, 40(1): 58-63. doi: 10.11781/sysydz201801058
摘要(1357) PDF(391)
摘要:
页岩气赋存形式多样,主要以游离态、吸附态为主,且不同赋存状态的页岩气主控因素差别较大,页岩含气性综合评价体系尚未形成。为此,依据四川盆地东部涪陵国家级页岩气示范区生产特征实际资料,以五峰-龙马溪组页岩为研究对象,主要通过地球化学分析测试、岩石物性测试、等温吸附实验和岩心现场解吸等手段,研究影响不同赋存状态的页岩含气性的主控因素,提出页岩含气性评价主要包括2大类6项参数的评价指标:直接指标(实测含气量、气测显示值和含气饱和度)和间接指标(孔隙度、电阻率和地层压力)的含气性定性-半定量评价体系。
四川盆地涪陵页岩气田五峰-龙马溪组岩矿纵向差异性研究——以JYA井为例
张梦吟, 李争, 王进, 韩驰宇, 刘霜, 钱华
2018, 40(1): 64-70. doi: 10.11781/sysydz201801064
摘要(1139) PDF(291)
摘要:
涪陵页岩气田是我国首个实现商业开发的大型页岩气田。通过对涪陵焦石坝区块JYA井五峰组-龙马溪组龙一段页岩开展岩石薄片和氩离子抛光扫描电镜观察,并结合全岩黏土X衍射、有机碳含量等分析测试,探究了该气田五峰组-龙马溪组龙一段页岩纵向上的矿物成分及含量的变化特征,明确了该套页岩主要成分为石英和黏土矿物,其次为长石和碳酸盐,以及少量的黄铁矿;其中石英和黏土矿物达70%以上,自下而上石英、长石及黄铁矿含量逐渐减少,黏土矿物含量逐渐增加。结合页岩矿物纵向上的差异性变化,探讨了其对页岩储集性、含气性和可压性的影响,明确了纵向上随着生物成因硅质含量增加,黏土矿物含量的减少,页岩自上而下呈现出有机质含量增加,有机质孔发育,页岩储集性能变好,页岩含气量增加的趋势;同时随着脆性矿物含量的增加,页岩的可压性也逐渐增强。
页岩中甲烷等温吸附量计算问题及方法改进
方帆, 孙冲, 舒向伟, 朱忠云, 方子和
2018, 40(1): 71-77. doi: 10.11781/sysydz201801071
摘要(1128) PDF(559)
摘要:
研究页岩中甲烷气体的等温吸附规律,是页岩气勘探开发研究的基础工作,近年来的相关研究已经取得了一定成果。然而在众多的吸附曲线实验结果中,异常曲线的数量却占据了相当的比例,部分岩心的等温吸附曲线在高压段下拐,甚至出现负吸附值现象。通过多组等温吸附实验结果分析,认为曲线在高压段下拐是正常现象,但也存在不合适的计算及实验方法,其主要问题包括:计算过程中没有区分绝对吸附量和过剩吸附量的差别,实验中没有考虑吸附相体积的影响,不适当的甲烷自由体积测定方法,以及设备系统误差的影响等。利用Langmuir等温吸附模型,建立了三元Langmuir方程,该模型在给定吸附相密度的情况下,选取甲烷自由体积作为未知参数;利用迭代法或Matlab软件计算自由体积、Langmuir体积和Langmuir压力。基于三元Langmuir模型所计算的甲烷自由体积,与氦气所测自由体积具有良好的可比性,采用该方法能更好地修正以前的曲线异常现象。
四川盆地焦石坝地区五峰-龙马溪组页岩元素地球化学特征及对页岩气开发的意义
甘玉青, 王超, 方栋梁, 杨兰芳, 周新科, 张萍
2018, 40(1): 78-89. doi: 10.11781/sysydz201801078
摘要(1282) PDF(391)
摘要:
选择四川盆地焦石坝地区JYA、JYD两口井的85块页岩岩心样品,进行了有机碳和主、微量元素测试分析。通过分析主、微量元素在剖面上的纵向变化特征,对焦石坝地区五峰组-龙马溪组含气页岩的氧化还原条件和古生产力状况进行了研究,讨论了五峰组-龙马溪组有机质富集的主控因素;探讨了地球化学元素对页岩可压性的影响和含气性的指示。研究区五峰组-龙马溪组下部优质气层段有机质含量高,平均值为3.07%。与含气页岩段相比,优质气层段页岩中的SiO2和CaO含量较高,Mo、Cr、V、Ni、Th和U等氧化还原敏感元素富集。V/Cr、V/Sc、U/Th和Ni/Co等氧化还原条件判别指标表明,五峰组沉积期以缺氧-贫氧环境为主,龙马溪组沉积期下部以缺氧环境为主,往上则主要为含氧环境。古生产力指标Ba(xs)指示五峰组-龙马溪组页岩沉积期具有高等生产力背景。优质气层段有机碳含量与Mo/Al、U/Th、Ni/Co、V/Sc值之间存在明显的正相关,说明有机质富集主要受氧化还原条件控制。另外,优质气层段页岩生物成因的硅质含量高,且有机碳含量与SiO2含量呈正相关,有利于形成天然裂缝和后期人工压裂改造。优质气层段的地化元素比值明显高于含气页岩段,说明化学元素比值与页岩含气性之间存在一定的相关性。
四川盆地涪陵地区五峰-龙马溪组解吸气特征及影响因素分析
李凯, 孟志勇, 吉婧, 郑晓薇, 张谦, 邹威
2018, 40(1): 90-96. doi: 10.11781/sysydz201801090
摘要(1230) PDF(305)
摘要:
页岩气主要以吸附气和游离气的方式赋存在页岩中,通过对页岩气的解吸气特征及影响因素分析,可以更好地指导页岩气的勘探开发。通过对四川盆地涪陵地区五峰-龙马溪组页岩气的现场解吸实验,分析了解吸速率变化、解吸气量大小变化及碳同位素的差异性。解吸气量是指将岩心装入解吸仪之后一定时间范围内所解吸出的天然气数量,主体反映岩石中的吸附气数量及部分游离气量。通过与页岩自身品质的比较分析,解吸气量与总有机碳含量呈正相关的关系,与脆性矿物含量呈一定的正相关性;与黏土矿物中的伊蒙混层含量具有一定的正相关性,与伊利石的含量相关性不大,与绿泥石含量具备一定的负相关性。解吸气量与微孔的孔容具备一定正相关性,与介孔的孔容具备较好的正相关性,与大孔的孔容不具备相关性。
四川盆地涪陵地区龙马溪组页岩微观孔隙结构定性定量研究
杨文新, 李继庆, 赵江艳, 黄志红
2018, 40(1): 97-102. doi: 10.11781/sysydz201801097
摘要(1465) PDF(396)
摘要:
四川盆地涪陵地区龙马溪组页岩的孔隙结构复杂,常规单一测试技术已不能准确表征页岩的微观孔隙。运用氩离子抛光扫描电镜、压汞-吸附联测、核磁共振分析等多种方法,研究了涪陵地区龙马溪组页岩多尺度微观孔隙结构。结果表明,焦石坝页岩以灰黑色-黑色泥质粉砂岩及粉砂质泥岩为主,页岩发育有机质孔隙、无机孔隙和微裂缝3种孔隙类型;页岩孔隙大小分布是多尺度的,主要是微孔和中孔,孔隙直径小于20 nm的占总孔隙80%以上。核磁共振分析定量研究表明,龙马溪组页岩主力层孔隙半径明显大于非主力层,纵向上随井深增加,孔隙分布峰值向右偏移,页岩孔隙半径增大;平面上,主力层页岩孔隙直径峰值大于2 nm、孔隙度大于3%、含水饱和度低于40%的区块,储层保存条件好。
四川盆地涪陵地区页岩气层构造特征与保存评价
罗兵, 郁飞, 陈亚琳, 丁红伟
2018, 40(1): 103-109. doi: 10.11781/sysydz201801103
摘要(1442) PDF(579)
摘要:
四川盆地涪陵页岩气田五峰组-龙马溪组含有丰富的页岩气资源,但该区经历了多期构造叠加作用,对页岩气保存条件造成了重要影响。系统研究了涪陵地区的构造特征和保存条件。该区发育北东向、北西向2组构造体系,主要形成于晚燕山期,受3套滑脱层系影响,纵向上变形特征存在差异性,可划分出3个构造形变层,中构造层变形相对强烈。将构造样式、断裂规模、剥蚀程度、裂缝密度作为构造变形的主要评价指标,可将涪陵地区平面上按构造变形分为东、西2带,西带构造变形较弱,保存条件较好。为进一步落实页岩气开发有利区,在"东西分带"认识的基础上,通过构造变形定量表征和地震预测,建立了一种涪陵地区保存条件量化评价方法。根据评价结果,在西带优选出3个有利目标区,在东带优选出2个有利目标区。
四川盆地涪陵地区页岩储层压力预测及高压形成机制分析
陈亚琳, 郁飞, 罗兵, 邹贤军
2018, 40(1): 110-117. doi: 10.11781/sysydz201801110
摘要(1511) PDF(354)
摘要:
地层压力是反映页岩气保存条件的重要指标之一,是影响页岩气产能的重要因素。涪陵页岩气田构造特征复杂,地层压力变化大,如何准确预测地层压力对页岩气勘探开发尤为重要。在对现有地层压力预测方法系统分析的基础上,将Eaton法作为涪陵页岩气田地层压力预测的首选方法,并结合涪陵地区地质特征,通过"纵向分段、平面分区、多井联合"的方式对正常压实趋势线的建立过程进行质控,以提高单井孔隙压力预测的精度,通过广义线性反演为核心的高精度地震层速度处理技术提高三维孔隙压力预测精度。此外,基于声波速度-密度交会图以及有机质演化特征、构造地质特征,对涪陵地区页岩层段的高压成因机制进行探索性研究,认为涪陵地区志留系页岩层段的压力异常是由欠压实、生烃作用和构造挤压3种机制共同作用的结果。
四川盆地涪陵焦石坝地区黑色页岩非均质性特征及控制因素
刘猛, 刘超, 舒志恒, 陆永潮, 古茜, 谭淙文, 徐向
2018, 40(1): 118-125. doi: 10.11781/sysydz201801118
摘要(1053) PDF(351)
摘要:
页岩的宏观和微观多重非均质性研究是页岩气勘探开发的核心内容之一。四川盆地涪陵焦石坝地区黑色页岩可划分为2个三级层序,9个小层,其宏观非均质性主要表现为:页理缝总体呈现自下而上先减少后增加的趋势;砂质条带与页理呈负相关性,表现为先增加后减少;黄铁矿总体呈现出自下而上逐渐减少的特征;笔石种类则显示出海侵体系域以双笔石科为主,早期高位和晚期高位体系域逐渐过渡至以单笔石科为主,笔石丰度则表现出从下至上逐渐减少的趋势。其微观非均质性主要表现为:有机碳含量由下至上具有逐渐减小的趋势,在海侵体系域内含量最高;黏土矿物含量的变化由下至上逐渐增加。整体来看,生物、等深流、陆源3种沉积作用共同控制了焦石坝地区黑色页岩的非均质性。
页岩气保存机制探讨
范明, 俞凌杰, 徐二社, 杨振恒, 张文涛, 刘伟新
2018, 40(1): 126-132. doi: 10.11781/sysydz201801126
摘要(1488) PDF(519)
摘要:
常规天然气与页岩气在储集空间上的本质差别就是孔径或孔隙结构的差异。根据四川盆地涪陵焦石坝地区页岩埋藏史、含气量、生产数据及解吸气同位素分馏这4方面资料,指出页岩气是以单个或多个有机质碎片所形成的连通孔隙网络为单元被保存在页岩中,毛管压力与静水压力是页岩气孔隙压力的保存机制,因此页岩的富气程度不受构造形态或圈闭的控制。构造活动对页岩气保存条件的破坏主要决定于构造升降对静水压力破坏及地质应力对页岩页理面的破坏程度,水平挤压条件下层理面张开所引起的毛管封闭能力下降,导致页岩气散失。而断层往往是应力释放区域,使页理面不会受到进一步的破坏,相反可能对下盘起到保护作用,成为页岩气的有利勘探目标。根据毛管力原理可进一步估算页岩气的可采收率,从而为勘探开发提供指导。
综合信息
自主创新的涪陵国家级页岩气示范区
2018, 40(1): 133-133.
摘要(440) PDF(193)
摘要: