试论致密砂岩气藏中的夹层控气作用——以川西大邑须家河组气藏为例

夹层主要是指储层内部不渗透或低渗透,能够对油气的流动、运移或聚集产生控制作用的条带。在天然气运移过程中,若夹层的毛细管突破压力小于下部储层的毛细管饱和压力,天然气会在下部储层还未达到含气饱和的时候通过夹层向上部储层运移,造成下部储层含有可动水。夹层与储层相互叠置会形成多个不饱和含气储层。此类气藏要形成纯气藏的重要因素是圈闭足够高大,进而增加气对原始地层水的排驱压力。大邑地区须家河组储层致密,非均质性强,须二段及须三段均含有不等厚致密夹层,气藏高度大于圈闭高度,夹层控气作用造成大邑气藏无边底水、气水过渡带长、高含水饱和度、普遍气水同出、含气丰度偏低、地层压力接近常压等特点,在此基础上对大邑地区须家河组气、水分布规律进行初步分析。     

五宝场上三叠统须家河组构造-沉积体系

川东北五宝场地区的构造和断层系统从印支早期到喜山晚期经历了雏形、埋深、形成和改造4个阶段,形成了现今向西南突出的构造样式。通过岩心观察、野外剖面、测井曲线识别,认为研究区须家河组主要发育湿地扇、辫状河、辫状河三角洲、湖泊4种沉积体系,须家河组主要为辫状河一辫状河三角洲平原环境,在川东北地区构造发展演化过程的基础上,分析得到须家河组的沉积体系在平面上受构造控制作用明显的结论。     

川南地区五峰组-龙马溪组下段页岩岩相特征及演化序列差异性成因

为了厘清四川盆地南部地区上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组下段海相页岩岩相的时空分布特征,分析其对页岩气平面有利区选择、纵向甜层评价及优选的关系,基于岩心、岩石薄片、Ｘ射线衍射、ECS元素测井、主量／微量元素等资料,利用页岩岩矿三端元法和三级命名方法,对该区五峰组-龙马溪组下段页岩岩相进行划分,并分析了不同地区的岩相演化序列及其差异性成因。研究结果表明：①五峰组-龙马溪组下段发育硅质页岩、钙质-黏土质-硅质页岩、黏土质硅质页岩、硅质黏土质页岩、钙质黏土质页岩、含钙黏土页岩和黏土页岩共7种岩相;②具有3种页岩岩相演化序列,其中威远地区为富硅富钙页岩-黏土页岩型,永川地区为硅质页岩-黏土页岩型,林滩场地区则为硅质页岩-钙质页岩型;③该区页岩岩相演化序列的差异性主要受控于古地貌、沉积环境、陆源碎屑物质供给。结论认为,盆内五峰组-龙马溪组下段页岩岩相序列的厚度、有机质丰度、可压裂性均优于盆缘,硅质页岩、钙质-黏土质-硅质页岩发育的2～31小层为纵向甜点层,该研究成果对于该区页岩气勘探选区、有利目标评价及压裂设计方案的优化都具有重要的指导意义。     

川西地区须家河组含泥砾砂岩录井、测井响应特征

含泥砾砂岩在沉积环境、岩性组合特征等方面有别于其他岩石类型,与常规砾岩、含硅质砾或钙质砾砂岩以及纯砂岩相比,在录井、测井识别方面均有较大的差异。为此,通过含泥砾砂岩录井钻时变化、测井曲线响应特征,结合岩心取样实际对比分析,总结归纳了含泥砾砂岩在录井及测井方面的主要表现特征:在不考虑钻头类型、钻井施工参数的情况下,含泥砾砂岩钻时较一般砂岩高,低于纯泥页岩,而以硅质砾或钙质砾为主的含砾砂岩,钻时呈现砾岩>含砾砂岩>砂岩的正序特征;常规测井曲线含泥砾砂岩表现为自然伽马呈中—高幅、电阻率低值、声波时差升高、中子增大、密度减小的特征;在电测成像图上,泥砾表现为暗色、低电阻率特征,泥岩砾石发育段成像图上呈"蜂窝状"特征。研究含泥砾砂岩与常规含砾(硅质砾、钙质砾)砂岩、砂岩在录井、测井响应特征上的差异,对指导现场钻井过程中正确判定或及时修正钻遇地层岩性具有现实的意义。     

四川盆地威远地区页岩气优质储层精细刻画与靶窗优选

中国石油化工股份有限公司威远页岩气勘查区块的构造位置位于四川盆地威远古隆起与自流井背斜所夹持的白马镇向斜,该区上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组一段为深水陆棚相暗色富有机质页岩沉积,地球物理测井岩电特征纵向差异明显,储层非均质性较强。为了指导该区页岩气水平井靶窗优选及钻井轨迹跟踪调整,基于测井小层划分、岩心纹层精细刻画、高精度地球物理预测以及沉积微相成因分析等方法,通过细化储层分类评价其参数指标,预测页岩气储层"甜点",在此基础上进行水平井靶窗优选及轨迹设计,进而评价水平井靶窗对页岩气产能的影响。研究结果表明:①该区五峰组—龙一段底部优质页岩段发育3种类型的纹层,纵向上交错叠置,反映了沉积环境和储层品质的微观差异;②可以将该区的页岩气储层划分为优质储层、较好储层、一般储层和差储层;③龙马溪组底部2—31小层为生物成因沉积微相,储层具有高有机碳含量、高孔隙度、高脆性指数、高含气性、低地应力差值等"地质+工程"甜点的特征,确定其为优质储层段;④实钻结果表明,水平井靶窗位置的选择对于单井页岩气产能的影响较大,优质储层钻遇率是获得页岩气高产的关键地质因素。该研究成果支撑了页岩气产能评价工作,为该区块实现页岩气商业开发奠定了基础。     

页岩气研究中应注意的问题

中国页岩气研究起步较晚,各沉积盆地中含气页岩层段经历了复杂的构造运动和沉积演化,其地质特征、赋存状态、含气性与北美成熟页岩气相比具有明显的差异;因此,须解决页岩气勘探开发中的诸多地质及工程问题,建立适用于中国页岩气的资源评价体系。在明确页岩气概念的基础上,对中外页岩气特征差异性对比、页岩气勘探开发中地层水的赋存及渗流机理、页岩气成因类型与压裂效果的关系以及含气页岩储层评价等问题进行探讨;指出中国页岩气地质特征较北美地区复杂,页岩孔喉中地层水渗流机理尚不明确,页岩压裂效果与天然气成因密切相关;建议借鉴常规（致密）砂岩气藏储层分类评价方法,对不同沉积体系下的页岩储层进行分类评价,以寻找页岩气“甜点”,从而实现对中国页岩气资源合理、有序地开发和利用。