页岩自吸水化控制剂的研制与性能评价

为了有效控制页岩亲水性和毛细管自吸效应导致的水化破坏, 进行了页岩自吸水化控制技术室内研究。通过优化多种两亲表面活性剂复配增效的配比,以及岩样表面滴润与浸泡效果对比评价等,研制出了自吸水化控制剂FZXJ。室内评价试验结果表明,FZXJ的接触角为78.8°,岩样被处理后吸水量为0,水化作用明显降低,岩样完整,且与聚合物钻井液具有较好的配伍性。FZXJ具有较为突出的两亲能力,具有较强的优先吸附、主动防止页岩毛细管效应自吸水化功能,可以降低滤饼形成前的吸水量,与钻井液中的抑制剂、封堵剂协同作用,可起到强化井筒、稳定井壁的作用,具有较好的应用价值。      

利用测井资料确定页岩储层有机碳含量的方法优选——以焦石坝页岩气田为例

国内外利用测井资料计算页岩储层有机碳含量的方法众多,但各种计算方法都有其相应的适用性及计算精度的优劣。因此,探讨各种计算方法的适用性并最终确定页岩储层有机碳含量的区域性经验计算模型就显得尤为重要。为此,以四川盆地焦石坝地区上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组页岩储层为例,在继承和发展前人研究成果的基础上,结合区域地质特征,利用改进的ΔlgR技术、体积密度法、自然伽马能谱法、多元拟合法、体积模型法等分别建立了有机碳含量的计算模型,并利用岩心分析资料对模型进行对比优选,最终确立了体积密度法为区域性经验计算模型。实践证明:改进的ΔlgR技术和自然伽马能谱法计算精度相对较差;多元拟合法和体积密度法的计算成果均能满足精度要求,但体积密度法方法更为简单且适用范围更广。为进一步验证经验模型的普适性,应用该方法对焦石坝页岩气田重点井的总有机碳含量开展测井精细解释评价,并利用岩心实测资料进行精度分析,其有机碳含量测井解释符合率介于90.5%~91.0%。     

鄂尔多斯盆地渭北地区页岩纳米孔隙发育特征及其控制因素

为深入研究鄂尔多斯盆地东南缘渭北地区页岩储层中纳米孔隙的发育特征及其地质控制因素,对采自太原组、山西组和延长组三套泥页岩层的11块样品进行低温氮吸附实验、氩离子抛光-场发射扫描电镜、显微组分、镜质体反射率（R_o）、总有机碳（TOC）和X-射线衍射等系列分析测试。研究结果表明,研究区泥页岩处于低成熟向成熟转变阶段,有机碳含量差异较大,储层纳米级孔隙以中小孔（粒径2~50 nm）为主,约占总孔体积的63.5%,BET比表面积大多在10 m²/g以上,有利于页岩气的吸附;孔隙形态以“狭缝状”和“墨水瓶”形孔隙为主。研究区页岩的矿物类型具有明显的区域差异性：韩城区以粘土矿物为主,而铜川区以脆性矿物为主。粘土矿物含量与微孔（粒径<2 nm）、中小孔总含量呈显著的正相关性,而脆性矿物含量与大孔（粒径>50 nm）含量正相关,因此矿物类型差异是影响该区页岩纳米孔隙发育的主控因素。另外,R_o与TOC对纳米孔隙发育也有一定的影响：页岩R_o越高,大孔含量越高、中小孔含量越低;有机碳含量越高,微孔和中小孔含量越高。     

页岩应力敏感实验与机理

为了研究页岩渗透率的应力敏感现象及其机理,从毛细管、平板裂缝和双重孔隙介质的渗透率应力敏感机理出发,得到了多孔介质渗透率应力敏感系数的通用表达式,并结合下志留统龙马溪组、下寒武统牛蹄塘组页岩岩心的覆压孔渗联测实验,分析了页岩应力敏感的机理。实验结果表明:渗透率应力敏感系数为孔渗幂指数与孔隙压缩系数的乘积,孔渗幂指数表示孔隙的几何特征,孔隙压缩系数反映岩石力学参数和孔隙形状的影响。页岩岩心微裂缝较发育,微裂缝尺度与孔隙尺度相当的岩心孔渗幂指数小于3,微裂缝尺度远大于孔隙尺度岩心的孔渗幂指数大于3;与砂岩相比,实验所用页岩具有较低的孔渗幂指数,但孔隙压缩系数较高,因此页岩的应力敏感较强。     

页岩气井扩展指数递减模型研究

页岩气藏渗透率极低,用传统产量递减模型对页岩气井进行预测,结果过于乐观。为寻求适用于页岩气井的产能评价方法,以Arps递减分析方法为基础,对扩展指数递减模型展开研究。在模型应用过程中,将传统的递减曲线分析方法与概率预测框架相结合,根据单井初始递减率进行同类井的划分,在计算单井递减曲线参数的基础上,利用P指数概率准则求取具有代表性的井组递减曲线参数值,据此对单井进行概率性预测,从而规避了页岩气藏复杂性及上产措施对产量递减分析的影响,提高了页岩气藏产量动态预测的准确性。利用美国多口页岩气井的实际生产资料,进一步验证了该方法在页岩储层应用的准确性与可行性。     

页岩气压裂技术现状及发展建议

页岩气分布广泛,开发潜力巨大,是常规石油天然气的理想接替能源。但是,页岩气成藏规律、储集空间、渗流规律以及开发模式有其自身特点,特别是储层具有低孔特征和极低的基质渗透率,给有效开发带来很大的困难和挑战,而水平井分段压裂是页岩气成功开发的主体技术。北美地区页岩气开发已实现商业化,并逐渐形成了一系列以实现“体积改造”为目的的页岩气压裂技术。我国页岩气资源丰富,前景广阔,但尚处于起步阶段。因此,了解北美地区页岩气储层特点和开发技术,加快技术研发和应用力度,尽快形成和配套适应我国页岩气压裂技术应用的基础理论与技术系列,对于加快我国页岩气勘探开发步伐具有现实意义。概述了国内外页岩气开发现状,详细分析了页岩气的储层特征,重点介绍了国外页岩气压裂技术进展和形成的系列工艺技术,并结合目前形势对我国页岩气压裂技术的发展提出了一些建议。      

松辽盆地古龙页岩油原位成藏理论认识及勘探开发实践

松辽盆地古龙地区青山口组一段—青山口组二段页岩油资源丰富,实现了具有战略意义的勘探突破,开发先导试验取得初步成果,展现了广阔的页岩油勘探开发前景。古龙页岩油为典型的原生源储原位油藏,其源储关系、运移特征、聚集动力、边界条件等成藏特征和流体相态相变机理、微米—纳米级缝孔体系梯次输运机制等渗流特征与致密油、夹层型、混积型页岩油具有明显区别,为实现高效开发,形成了以"箱式开发"为核心的关键技术系列,并初见成效。页岩中与黏土矿物共生的层状藻类体生烃后,形成以有机孔为主的孔缝体系,受毛细管力、黏滞力等作用的综合影响,油气分子未发生运移而原地超压保存,形成规模分布、相对独立、具有不同压力系统及流体性质的微米—纳米级含油孔隙集合体,构成原生源储原位油藏。增加人工裂缝复杂程度,使不同压力系统的含油孔隙逐步达到流体启动压力、孔隙内赋存的原油梯次流向裂缝网络,是实现古龙页岩原位油藏开发、油井保持长期稳产的核心。勘探开发实践推动形成了以"有机相+应力级差"为核心的箱体划分技术、以"可动油含量"为核心的黄金靶体优化技术和箱体内"一次布井、多靶叠置、立体交错、整体动用"一体优化技术,应用成效明显。古龙页岩油原位成藏理论认识丰富了传统石油地质理论,必将引领世界原位型页岩油理论发展,将页岩油革命推向新的高度。古龙页岩油的规模效益开发,对保障国家能源战略安全、促进区域经济社会发展具有重要战略意义。     

新型聚胺盐泥页岩抑制剂的研究及应用

以小分子量聚合醇、金属催化剂、氨水、高温保护剂、改性剂为原料,制得钻井液用抗高温聚胺盐抑制剂JAI,外观为浅黄色黏性液体。研究表明,JAI处理剂抗黏土污染量达到40%以上,过40目、28目筛的滚动回收率分别为63.8%、51.2%,并使膨润土在清水中的膨胀体积由9.8 mL降至2.75 mL,抑制泥页岩水化膨胀和分散的能力较好,各项性能与国外同类产品Ultrahib相当。在93 200℃范围内,2%JAI溶液的钻屑回收率和pH值随温度变化较小,平均值分别为63%和9.5。与甲酸盐和KCl盐水体系的配伍性良好。在两口井的现场应用表明,JAI抑制剂可大幅提高体系的抑制性,有效解决大段泥页岩导致的严重垮塌和膨胀缩径,以及严重造浆等复杂问题。     

基于脉冲注入理论的页岩储层微破裂试井解释技术及应用

微破裂测试可以获取页岩储层大规模体积压裂之前的物性参数,为资源量计算以及地质、工程双"甜点"的评价提供关键信息.目前基于常规关井压力恢复试井理论的解释方法在处理微破裂测试这类"短暂注入、长期关井"的特殊问题时精度低,且常出现流态无法识别及参数难以诊断的问题.结合微破裂测试的特殊性,提出了一种基于脉冲注入理论的页岩储层微...