页岩气储层测井评价及进展

页岩基岩孔隙度和渗透率极低,90%以上的页岩气储层需要经过压裂改造才能生产。根据2008年以来与页岩气储层测井评价有关的大量文献,综述了页岩气储层的地质特点,简介了页岩气储层岩心分析技术进展和适用的测井方法。概括给出了适用条件下的测井总有机碳、成熟度指数、岩石力学参数计算方法和裂缝评价方法。探讨了页岩气储层测井评价存在的问题及未来研究可行的发展方向,认为有必要建立信息全面的产气页岩典型样本数据库。     

页岩气储层总有机碳含量测井评价新方法

对页岩气储层总有机碳含量(TOC)测井评价新方法进行了探索。利用有机质在电阻率测井和自然伽马测井中的不同响应特征以及数字岩石物理实验模拟的结果,提出了双泥质含量评价TOC含量的方法。利用双泥质含量法对实际资料进行了处理,并对处理结果与岩心TOC进行了验证和对比分析。双泥质含量法评价TOC方法精度较高,且方便易行,对于仅有常规测井曲线的地区可选择该方法进行TOC的评价。     

长宁页岩气储层分级测井评价标准及应用

为准确评价长宁地区海相页岩气而研究页岩气测井分级评价标准。在借鉴前人量化分析确定总有机碳含量(TOC)、总含气量、有机质成熟度、孔隙度和脆性矿物含量这5个页岩气品质主控因素的基础上,通过对长宁地区20口井龙马溪组—五峰组实验数据进行分析,利用总含气量与总有机碳含量的关系确定页岩气层TOC下界值。结合页岩有机质成熟度、矿物组分含量、孔隙度、总含气量等重要指标,与敏感测井信息做对应性分析,进一步明确Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类页岩气层、页岩干层及石墨化页岩干层的测井分级评价标准。通过区间数指标权重熵值法得到页岩气单因素权值以及储层品质综合评价方法。结果表明,应用所形成的页岩气分级评价标准及综合品质评价方法能较好地指示储层品质,为选层压裂以及页岩气资源评价提供技术支撑。     

页岩气储层品质测井综合评价

页岩气储层品质对压裂改造至关重要,直接影响到试油层位的优选和压裂施工的效果,进而影响页岩气产能的高低。为此,针对四川盆地南部地区海相页岩储层开展综合评价研究:首先,通过岩心实验数据与测井曲线相关性分析,优选铀含量、密度计算有机碳含量,优选声波、密度、铀含量计算储层孔隙度和有机孔隙度,建立多参数计算页岩储层参数模型,参数精度高;其次,利用页岩气水平井单段测试产量与储层参数开展主成分方法分析,优选页岩孔隙度、有机碳含量、脆性指数、总含气量,建立页岩气水平井储层品质综合评价模型,形成了页岩气水平井储层品质测井综合评价方法,评价结果与生产测井测试成果有着较好的对应性。研究结果表明:①声波能较好地表征无机孔隙度,铀含量能较好地表征页岩有机孔隙度;②水平井靶体应尽量控制在页岩储层品质好、脆性矿物含量高、脆性指数高的小层内,易于被压裂,形成的压裂缝网复杂,测试产气量贡献大。结论认为,页岩气水平井储层品质测井评价方法对水平井储层品质级别具有较好的指示性,为现场水平井靶体优化和优质页岩储层压裂分段优选提供了技术支撑,可以有效地指导现场生产。     

叠前地震反演方法对比分析——焦石坝页岩气藏勘探实例

日益趋热的页岩气勘探与常规天然气勘探相比,其储层预测技术有显著差别。本文以四川盆地焦石坝地区为例开展页岩气层段的叠前弹性参数反演技术研究: 1充分考虑页岩气储层特性建立其弹性参数模型并进行AVO正演分析,可知页岩气表现出“弱AVO响应”特征; 2对比分析基于道集的反演与基于部分叠加的反演,认为前者更适合刻画五峰组-龙马溪组一段内高含气泥页岩层段储层特征,所得反演结果分辨率较高且与钻井资料吻合; 3应用基于道集叠前方法反演的弹性参数预测泥页岩层段的总有机碳含量(TOC),圈定优质泥页岩层段分布范围,并为页岩气开发井位设计提供可靠依据。     

页岩有机质特性参数测井计算方法及适用性分析

页岩气储层矿物组成分复杂,富含有机质。测井解释评价主要是针对页岩极低孔低渗,具有很强的非均质性和各向异性的特点,对反映页岩特征的有机碳含量、热成熟度指数、含气量、脆性指数等关键参数的计算方法及适用性进行研究,总结不同页岩地层特点的影响因素及适用条件,形成页岩气储层综合评价方法。绘制的页岩解释处理软件,处理结果和岩屑、岩心分析对比结果一致性较好。主要参数定量评价成果为试气层段优选,压裂方案制定,资源评估等后期勘探开发方面的工作提供技术支撑。     

地球化学测井

本文简述了斯仓贝谢公司最新研制的地球化学测井仪(GLT) 的结构和测量原理,介绍了利用地球化学闭合模型计算元素含量的方法,对元素—矿物相关性质作了详尽的讨论,叙述了地球化学测井的应用和前景,以及斯仓贝谢公司在中原油田服务的情况。     

中上扬子区下志留统页岩气勘探潜力

中上扬子区志留系龙马溪组是在局限的浅海环境下发育的一套优质烃源岩,尤以川南、川北及渝东南—黔北几个沉积中心黑色页岩最为发育,厚度大、有机质含量高。川南及川北地区干酪根类型以Ⅰ型为主,有机质成熟度为高成熟中晚期,以生成裂解气-湿气为主;渝东南—黔北地区干酪根类型以Ⅱ₁ 型为主,有机质成熟度为过成熟,以生成干气为主。通过分析这几个地区该套地层的有机地球化学参数及钻遇该层位井的录井资料,借鉴北美地区页岩气勘探实践,认为中上扬子区志留系龙马溪组具有形成页岩气气藏的有利条件。建深2井在龙马溪组见到了气测异常及多个异常压力带,这些都显示了中上扬子区龙马溪组页岩气巨大的勘探潜力。     

A地区页岩气储层总有机碳含量测井评价方法研究

页岩气储层中总有机碳含量（TOC）反映了页岩的生烃潜力,准确获取页岩气储层TOC含量对页岩气的开发具有重要意义.利用测井资料的连续性和纵向分辨率高等特点,建立精度较高的TOC测井评价模型.在分析几种常用TOC测井评价方法限制因素的基础上,结合A地区岩性变化复杂的实际情况,建立了BP神经网络预测TOC、拟合方法计算TOC、基于干酪根含量计算TOC共3种模型,并对该地区X井页岩进行了TOC含量评价.结果表明：在A地区采用BP神经网络预测TOC模型其精度最高,可为岩性复杂地区的TOC含量评价提供技术支持.     

页岩气成藏条件及中国页岩气勘探风险

分析了页岩气的成藏要素（烃源岩有机质丰度、成熟度、储集层孔隙及埋深等条件）及各要素与含气量之间的关系后发现,应在页岩厚度大、有机碳含量高于0.5%、有机质成熟度大于0.4%、有机质生烃形成的孔隙和裂缝较发育的地区寻找有工业价值的页岩气藏。页岩气储集层具有测井曲线自然伽马值高、体积密度值低、电阻率值高等特征。中国页岩气勘探应重点考虑页岩储集层孔隙（裂缝）发育、储集层埋深大和钻采技术薄弱等风险因素。     

Shale Gas Well Completions and Maximizing Gas Recoveries

It is shown that stress fields within the earth are the principle control for hydraulic fracture direction in horizontal shale gas wells. Hydraulic fracturing is a process of increasing permeability within gas shales and involves a sophisticated organization of technology, good planning and proper management of equipment over a very short time period to be successful. The direction and extent of the induced fractures can be determined in near real-time at the well site via application of earthquake seismology theory in a now common process known as frac mapping. Next to the horizontal lateral azimuth, the total volume of slurry pumped into the well is a major factor in determining well EURs. Vertical fracture growth can be controlled and is important in concentration of the slurry within the main zone target zone that has the high TOC and porosity. Cemented casing with perforations is currently the most used method for zone isolation. New open-hole sleeve packers may eventually provide more flexibility in fracture design while also providing a means for refracturing multi-stage fractured horizontal wells, a technique not now commonly available. Multi-Stage fracture design requires incorporating rock properties with fracturing effect simulations and then verifying results using 3D reservoir simulations. Maximizing the gas recovery factors and EURs can be accomplished through use of closely spaced laterals with inter-fingered fracture stages and exploiting the stress shadow fracturing phenomenon. Even greater EURs may be possible if the wells can be refractured thereby opening up additional permeability channels. Shale gas development has progressed in an environmentally sensitive manner within the U.S. and will continue in this manner. During the past ten years, all of these technologies have been either newly developed or were the advancement of existing technology with modifications. The opportunity exists to take these proven technologies to other areas of the world for exploitation of shale gas reservoirs.     

煤层气测井评价技术新进展

煤气勘探开发过程中，常见的测井解释往往只给出煤层的位置、密度及结构等，对于煤资源的预测具有重要的作用。在此基础上，通过对煤层气井测井资料进行处理，运用先进的解释技术，以岩心实验分析资料为依据，探索了煤储层新的解释方法，分析煤层的变化规律，达到了识别煤层，分析煤层和开采煤层的目的。     

页岩气探井测试压裂方案设计与评价

由于各探区页岩气成藏条件、岩性、物性、含气性和有机地化指标等存在差异,具体压裂方案也大不相同。为正确认识压裂目的层的地质特征、明确主压裂设计目标,探井在正式加砂压裂之前有必要先进行测试压裂。在对比某页岩气探井(A井)关键地层参数指标与美国页岩气开发成熟参数指标的基础上,分析了页岩层可压性条件,提出了测试压裂具体设计思路及方案,并对测试压裂监测结果进行了系统解释与评价。分析评价可知,页岩气井测试压裂所需排量和用液量高于常规测试压裂设计水平;通过分析测试压裂,除了可以得到大量关于主压裂设计施工所需的地层压力、渗透性、闭合应力、裂缝起裂及扩展行为等参数信息外,还可用来判断页岩可压性和网络裂缝形成条件。      

龙马溪低电阻率页岩含气饱和度计算研究

A井龙马溪-五峰组岩气层段电阻率值相对较低,较低的电阻率往往会导致利用电法测井信息的Archie等公式计算获得的含气饱和度远远低于实验分析值。为提高页岩气层关键参数的计算精度,开展了利用非电法测井信息计算含气饱和度的3种方法研究:中子密度交会法计算含气饱和度、总有机碳含量经验模型法计算含气饱和度、元素测井体积组分法计算含气饱和度,并进行比较分析,其中元素测井体积组分法效果最佳,其他2种方法视测井资料条件也能满足计算精度要求。     

基于岩心分析的页岩气压裂工艺参数优选

页岩气藏的特异性显著。新的页岩气井压裂改造前要进行室内实验,根据实验结果了解气藏特征,提高开发策略的针对性。采用室内实验和理论分析相结合的方法,对中国和北美主要页岩气储层进行了矿物组成、力学参数、微观成像研究,推导出了适用于页岩压裂的闭合压力和缝宽计算方法,计算了埋藏条件下的页岩脆性指数、闭合压力和缝宽,提出了压裂液体系、黏度、排量和支撑剂类型的优选原则,利用黑色页岩进行了室内模拟压裂。结果表明,岩心分析技术能够为压裂工艺参数优选提供必要支撑,龙马溪组页岩的力学特性与Haynesville页岩较为相似,低黏度、大排量压裂时产生的裂缝网络更加复杂。实例计算表明,根据室内分析方法计算的压裂工艺参数具有较强的实用性,能够提高压裂的效果。      

FSI产出剖面测井技术在涪陵页岩气田的应用

水平井是页岩气藏的主要开发方式,利用流体扫描成像FSI(Flow Scanner Image)产出剖面测井技术可以了解水平井段的分段产出情况、主力产出层段等。介绍了流体扫描成像测井技术原理,运用实例阐述了FSI产出剖面测井技术在四川涪陵页岩气水平井的实际应用情况。利用产出剖面测井资料,可以认识水平井流态分布规律;求取分层产量,优选穿层;优化分段压裂参数;优化井身轨迹;指导生产。该技术的应用对涪陵页岩气水平井的轨迹优化、分段压裂参数优化及生产管理提供了技术依据。     

页岩气及国内勘探前景展望

中国页岩气的勘探还处于起步阶段,与美国东部地区页岩气成藏地质条件进行初步对比发现,中国的许多盆地均具有页岩气成藏的地质条件,并有望成为页岩气勘探开发的主力战场。中国的中东部地区、南方地区、西北和青藏地区都具有良好的页岩气勘探前景。特别是南方地区有稳定厚层的富烃页岩地层分布,虽然后期构造作用强烈,但是由于页岩气具有典型的＂自生自储＂特点,抗破坏能力较强。南方的四川盆地已经找到了页岩气发育的直接证据,威远就是一个典型的实例。页岩气的勘探应首选有机质丰度和热演化程度高的区域,最好伴有天然裂缝的发育。     

襄城凹陷襄9井地化录井评价及其勘探意义

地化录井技术是近年来发展起来的一项评价储层含油气性的新技术。通过对襄城凹陷襄9井岩屑干样的复查地化分析，重新认识了襄9井录井显示层段的含油气性，指出了襄城凹陷具备较好的生储条件，凹陷北部斜坡邻近生油凹陷的地区，具有良好的勘探前景，是下一步勘探的有利地区。     

页岩气层脉冲中子元素测井蒙特卡罗研究

基于化学源的元素俘获伽马能谱测井技术,由于其发射中子能量低,测量非弹伽马信息较少,计算C、Mg等元素含量精度较低,不利于页岩气储层评价.采用蒙特卡罗模拟方法,建立页岩气地层模型及基于脉冲中子源与BGO探测器的仪器模型,记录非弹及俘获伽马能谱,研究利用非弹伽马能谱确定地层元素含量方法.通过改变地层模型氧化物组成,建立不同元素俘获及非弹伽马标准能谱.基于获取的元素标准谱,处理页岩气储层非弹及俘获伽马混合能谱,并计算地层元素含量.结果显示,利用非弹伽马能谱计算的总有机碳、Mg及Al等元素含量与理论值基本吻合;其中Mg元素计算精度明显高于俘获谱计算结果.该研究可为后期脉冲中子元素测井技术的数据处理方法完善及其在页岩气储层勘探与开发中的应用提供重要技术支持.