四川盆地及其周缘页岩气勘探开发现状、潜力与展望

历经10余年的探索与发展,中国南方地区已全面进入中浅层海相页岩气规模效益开发阶段,综合评价四川盆地及其周缘页岩气勘探开发潜力和发展前景,是关乎四川盆地能否建成"天然气大庆"的关键。为了给下一步的页岩气勘探开发提供理论支持,通过系统总结四川盆地上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组页岩气勘探开发理论和成效,分析了中国南方页岩气勘探开发现状与潜力,预判了未来的发展前景。研究结果表明:①川南地区4 500 m以浅五峰组—龙马溪组海相页岩的页岩气资源量为3.7×10~(12)m~3,其中可采储量超过2×10~(12)m~3,具备建成1 000×10~8m~3页岩气年产规模并稳产10年以上的开发潜力,中国石油天然气股份有限公司迄今已累计提交页岩气探明地质储量1.061×10~(12)m~3,并建成百亿立方米年产量页岩气大气区;②渝东北—鄂西地区、川西南—滇东北复杂构造区五峰组—龙马溪组海相页岩的页岩气资源潜力较好,亦具有良好的勘探开发前景;③四川盆地及其周缘具有三套后备页岩气层系,即下寒武统筇竹寺组海相页岩、上二叠统龙潭组海陆过渡相页岩和下侏罗统自流井组陆相页岩,其中筇竹寺组海相页岩在绵阳—长宁拉张槽内优质页岩厚度较大、压力较高、孔隙较发育,是下一步页岩气勘探开发的重点,而川中—川东北地区自流井组大安寨段陆相页岩也具有一定的页岩油气勘探开发潜力。     

钻井工作量分析法预测中国南方海相页岩气产量

中国南方海相页岩气资源丰富,但已有的常规方法不能满足对未来页岩气产量发展的预测。为此,以该区下志留统龙马溪海相页岩为例,基于其开发潜力,分析了现有页岩气资源的开发特征,认为四川盆地及邻区龙马溪组页岩气富集区资源量达17.4×10~(12) m~3,可采资源量为2.9×10~(12) m~3,其中埋深3 500 m以浅的页岩气资源是近期开发的主体,具备建成约300×10~8 m~3的产量规模。在此基础上,研究了国内外页岩气井的开发特征,建立了页岩气产量预测钻井工作量分析法:(1)单井初产值可表征页岩气井产能,测试产量可近似为初产,由于页岩气井递减率相似,由单井初产值可大致推测单井EUR(最终可采储量)值,再根据钻井工作量分析即可预测页岩气田产量规模;(2)目前南方海相页岩气测试产量期望值为17.6×10~4 m~3/d,单井EUR预测值约为1.5×10~8m~3。结论认为:中国南方海相页岩气井单井初期产量高、递减快、生产周期较长,钻井工作量与气田产量密切相关,因此钻井工作量分析法对页岩气产量估算具有较好的适用性。利用该方法估算2020年四川盆地及邻区页岩气产量约为200×10~8 m~3。     

四川盆地南部页岩气富集规律与规模有效开发探索

四川盆地南部地区海相页岩气资源潜力巨大,为了推进该区页岩气规模有效上产,基于地质评价新认识和工程技术新进展,分析了页岩气的富集规律和实现高产的关键因素,探讨了页岩气规模有效开发的模式,明确了下一步的发展方向。研究结果表明:(1)下志留统龙马溪组底部优质页岩是该区的最优甜点层,具有低密度、高铀钍比、高石英含量、高有机碳含量和高游离气含量的特征,其平面展布规律主要受深水陆棚沉积相的控制;(2)远离古(今)剥蚀区和大型断裂的稳定超压区受多期构造演化的控制,有机质孔发育,产出气体以滞留油二次裂解为主,是最有利的甜点区;(3)定好井、钻好井、压好井和管好井是页岩气井实现高产的4个基本条件;(4)该区内的长宁—威远、滇黔北昭通国家级页岩气示范区现有主体技术已实现3 500 m以浅优质页岩气资源的有效开发,浅层以及埋深介于3 500～4 500 m的页岩储层也展示出良好的页岩气开发潜力。结论认为,借助于技术进步,该区页岩气有望实现年产规模达400×10~8m~3的目标。     

中国深层页岩气资源前景和勘探潜力

为了讨论页岩气产业的发展方向,从页岩气成藏地质条件、资源分布、勘探前景等方面探讨和评价了中国深层页岩气的资源前景和勘探潜力。研究结果表明:①自中元古代以来,不同类型的潜质页岩发育于纵向16套层系之中,它们均有形成深层页岩气的地质基础条件,形成了南方以下古生界海相为主、北方以中新生界陆相为主且受盆地类型(东中西部差异)约束、晚古生代海陆过渡相南北方均有发育的页岩气分布格局;②扬子、华北及塔里木板块均有形成深层页岩气的基础地质条件,但类型特点及分布各有差异,具有南北分区、东西分带的特点;③采用限定条件下的深度趋势分析法,预测我国埋深介于4 500～6 000 m的页岩气地质资源量和可采资源量(P_(50))分别为61.10×10~(12) m~3和11.07×10~(12) m~3,埋深介于3 000～6 000 m的页岩气地质资源量和可采资源量分别为115.72×10~(12) m~3和20.93×10~(12) m~3,其中规模性的深层页岩气资源量主要分布在四川盆地及其周缘地区,是深层页岩气勘探重要的现实领域,其次是鄂尔多斯、塔里木、准噶尔、渤海湾及松辽等大中型盆地及其周缘地区,在平面上分别形成了上扬子、西北、华北及东北等深层页岩气资源分布中心;④在现今含油气盆地中,深层页岩气主要分布在沉降—沉积中心方向,除了早古生代海相页岩之外,晚古生代海陆过渡相和中新生代陆相(含中小型盆地)页岩也是深层页岩气资源分布的有利指向,在中新生代陆相盆地中,不同构造部位下伏的上古生界也有望成为深层页岩气勘探研究的重要领域。结论认为,我国深层页岩气资源丰富、类型多样、分布广泛,具有良好的资源前景和重大的勘探意义,是我国页岩气产业发展的基本方向。     

中国石化“四川盆地深层页岩气研讨会”召开

<正>2014年6月4日,中国石化"四川盆地深层页岩气研讨会"在武汉召开。江汉油田、勘探南方分公司、华东分公司、西南油气分公司、石油勘探开发研究院、石油工程技术研究院、石油工程机械公司和中原石油工程公司8家单位的领导和专家,围绕四川盆地深层页岩气勘探进展及钻探分析、目标评价、工程工艺技术进展、页岩气国产化装备研发等方面作了11个专题报告,与会专家进行了交流研讨,对深层页岩气形成了一些初步认识。一是深层页岩气勘探取得积极进展。截止目前,中国石化已实施海相深层(埋深大于3500m)页岩气钻井4口,测试2口。其中,丁页2HF井完钻井深5700m(垂深4417m),水平井分12段压裂在志留系龙马溪组试获日产10.5×10~4m~3工业气流。     

四川盆地南部龙马溪组页岩气储集层地质特征及高产控制因素

四川盆地南部地区(简称"川南地区")海相页岩气资源潜力巨大,目前埋深2 000～3 500 m的中浅层优质页岩气资源已实现有效开发,埋深3 500～4 500 m的深层页岩气也取得了战略突破。通过系统总结川南地区下志留统龙马溪组页岩气勘探地质认识,重点分析了川南地区页岩气高产的关键因素,提出了下一步的勘探方向。研究表明:①海相陆棚沉积环境水体相对深度控制储集层发育和分布。深水陆棚的相对深水区发育Ⅰ类储集层且连续厚度更大。海相陆棚沉积环境水体相对深度可以用氧化还原条件来确定,铀、钍质量比大于1.25时为缺氧还原环境,水体为相对深水区。铀、钍质量比为0.75～1.25时为弱还原弱氧化环境半深水;铀、钍质量比小于0.75时为强氧化环境相对浅水。②页岩储集层压裂改造支撑缝高一般为10～12 m,若Ⅰ类储集层连续厚度大于10 m,支撑段则均为优质储量,钻遇Ⅰ类储集层连续厚度越长,产量越高。③川南地区3 500～4 500 m深层页岩气具有地层压力大、压力系数高、孔隙保存好、孔隙结构优以及游离气占比大的特征,是页岩气勘探最有利的新领域,压力系数大于1.2是页岩气井获得高产的必要条件。④深层页岩气建产区高产井模式为龙一11—龙一13小层厚度大于10 m区域,水平段长1 500 m,Ⅰ类储集层钻遇率超过90%,应采用密切割+高强度加砂+大排量+大液量的主体工艺技术。⑤深水陆棚内相对深水区与3 500～4 500 m埋深区域在川南地区表现出较好的重合,重叠区域是今后川南地区页岩气最有利的勘探开发区带。通过理论技术进步,川南地区页岩气有望实现年产450×10~8 m~3的目标。图16表5参32     

论四川盆地页岩气资源勘探开发前景

四川盆地是目前中国页岩气勘探开发的重点地区,也是最成功的地区。四川盆地页岩气资源勘探开发前景,将在较大程度上反映和影响中国页岩气未来的发展前景。通过全面总结近年来该盆地页岩气勘探开发的新进展,得出了以下认识:1四川盆地经历了海相、陆相两大沉积演化,发育了海相、海陆过渡相、陆相三类富有机质页岩,形成了震旦系陡山沱组、寒武系筇竹寺组、奥陶系五峰组—志留系龙马溪组、二叠系龙潭组、三叠系须家河组、侏罗系自流井组6套有利的页岩气富集层系;2深水陆棚相、集中段厚度大、热演化程度适中、正向构造背景下裂缝发育、储层超压是五峰组—龙马溪组页岩气富集的"五大"关键要素;3该盆地页岩气勘探开发仍面临资源富集"甜点区"及资源潜力不清、深度超过3 500 m的深层页岩气勘探开发技术不成熟等两大挑战。结论认为:四川盆地已在侏罗系、三叠系和寒武系初步实现了页岩气发现,在奥陶系—志留系实现了工业化突破和初步规模生产,未来发展前景较好;该盆地页岩气资源可以实现经济有效勘探开发,预期可实现年产量300×108~600×108m3;对该盆地页岩气资源勘探开发将为中国页岩气资源规模发展提供重要的理论与技术支撑。     

四川盆地深层页岩沉积特征及储层主控因素——以威东地区龙马溪组为例

四川盆地3 500 m以浅的中浅层海相页岩气已经成功实现商业化开发,中石油、中石化分别建成了威远—长宁、昭通国家级页岩气示范区和重庆涪陵国家级页岩气示范区,3个国家级页岩气示范区2020年的页岩气产量已经突破200×108m3。四川盆地海相页岩气资源主要蕴藏在埋深大于3 500 m的深层,深层海相页岩气能否取得规模效益开发是海相页岩气资源能否实现有序接替、有效动用的关键。为了明确四川盆地深层海相页岩气的勘探开发潜力,以该盆地中南部威东地区下志留统龙马溪组深层页岩气为例,基于对实钻井样品古氧相、有机碳含量、矿物组分等的系统分析,对深层页岩气沉积特征和储层主控因素进行了研究。研究结果表明:(1)最优沉积相带是富有机质泥棚和富有机质硅质泥棚,其中U/Th值多大于1.25,表现为强还原环境;(2)形成优质页岩气储层的沉积岩相带主要为中碳硅质页岩相或高碳硅质页岩相,有机碳含量多大于4%,孔隙度多大于5%,总含气量多大于5 m3/t,脆性指数大于55%;(3)最优沉积相带和最优岩相带纵向上主要分布在研究区龙马溪组的底部,横向上由西北向东南逐渐增厚。结论认为,所建立的基于古氧相和岩相的威东地区龙马溪组深层页岩气沉积相划分标准,为该区深层页岩气下一步锁定规模建产区提供了技术支撑,同时也为类似地区深层页岩气的有利区优选提供了借鉴。     

川南地区页岩气勘探开发进展及发展前景

基于钻井资料,对川南地区奥陶系五峰组—志留系龙马溪组大面积连续稳定分布的富有机质页岩进行了研究。通过单井地质评价,认为宜宾、泸州、大足等地区的页岩储集层品质好,TOC、孔隙度、含气量等关键参数与威远、自贡、长宁等建产区有相似性;研究区构造整体稳定,保存条件好,资源落实程度高;埋深4 500 m以浅可工作面积超过2×10~4 km~2,地质资源量超过10×10~(12) m~3,是中国页岩气资源最丰富、开发最现实的区块。经过长宁—威远国家级示范区建设,单井产量和单井最终可采储量大幅提高,单井成本大幅降低,经济效益好于预期,形成的本土化勘探开发主体技术和方法有效、可复制,快速上产的条件成熟。根据目前水平井的生产递减规律和未来投入的工作量,预计"十三五"末川南地区页岩气年产量将达到100×10~8 m~3以上,具备建成300×10~8 m~3年产规模并长期稳产的潜力,有望使川南地区成为中国最大的页岩气生产基地。     

页岩气“压力系数”分级资源评价方法--以川东南上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组为例

随着我国页岩气勘探开发不断深化,亟需完善一套科学适用的页岩气资源潜力评价方法。该文重点考虑页岩气资源分布的非均质性以及保存条件的影响,在查明页岩气"压力系数"主要影响因素的基础上,将刻度区与评价区划分为A类区(压力系数大于1.2)、B类区(压力系数1.0~1.2)和C类区(压力系数0.8~1.0)。通过解剖四川盆地涪陵地区上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组页岩气刻度区,确定体积资源丰度作为评价区类比计算关键参数,对页岩气资源进行分级类比评价。综合计算川东南地区页岩气总资源量为5.52×1012 m3,其中埋深4 500~6 000 m的五峰组-龙马溪组页岩气资源量达4.04×1012 m3,表明该地区埋深大于4 500 m的深层具有较大的页岩气勘探潜力。     

川南地区百亿立方米页岩气产能建设地质工程一体化关键技术

四川盆地南部地区下志留统龙马溪组页岩气资源丰富,但地质、工程条件复杂,页岩气规模效益开发面临着严峻的挑战。为了解决川南地区页岩气"部署设计难度大、优质储层钻遇率提高难度大、复杂缝网形成难度大、单井产量和单井估算最终采收量(EUR)提高难度大"等问题,通过系统梳理和总结10余年的页岩气勘探开发成果,形成了适用于该区的页岩气地质工程一体化高产井培育方法,并开展了现场试验和推广应用。研究结果表明:①所形成的三维地质建模、三维地质力学建模、复杂缝网模拟和产能数值模拟等4项关键技术,为该区页岩气井全生命周期的方案设计、现场实施、实时调整提供了重要的决策依据和指导,有效提高了页岩气单井产量和EUR;②实施地质工程一体化高产井培育方法,可以大幅度提高长宁—威远国家级页岩气示范区页岩气单井产量,其中长宁区块井均测试日产量由10.9×10~4 m~3提高到26.3×10~4 m~3、最高测试日产量达到62×10~4 m~3,威远区块井均测试日产量由11.6×10~4m~3提高到23.9×10~4 m~3、最高测试日产量达到71×10~4 m~3;③推广应用地质工程一体化高产井培育方法,可以实现高产井的"复制",培育了一批EUR超过1.5×10~8 m~3、部分超过2×10~8 m~3的高产井,其中泸州区块4口深层页岩气井,井均EUR达1.98×10~8 m~3。结论认为,所形成的地质工程一体化页岩气高产井培育方法,是破解页岩气规模效益开发难题的有效措施,可以为国内外非常规油气藏的规模效益开发提供借鉴。     

四川盆地海相页岩气富集条件及勘探开发有利区

历经十余年探索实践,四川盆地海相页岩气勘探取得了一系列进展,锁定五峰组—龙马溪组为最有利产层,提出了一批页岩气富集高产理论,形成了集地质评价、开发优化、优快钻井、体积压裂、工厂化作业、清洁开发等为一体的勘探开发技术,探明了万亿立方米级储量的页岩气大气田。时值中国页岩气勘探发展的重要节点,回顾四川盆地海相页岩气勘探开发历程、梳理五峰组—龙马溪组页岩气在地质条件与富集规律上的成果认识、展望四川盆地海相页岩气勘探的重点接替领域,对推进盆地海相页岩气的勘探开发有积极意义。(1)四川盆地海相页岩气勘探开发经历了4个阶段：评层选区找目标阶段;浅层至中—深层先导试验阶段;浅层至中—深层示范区建设阶段;浅层至中—深层上产、深层评价、常压页岩气评价、立体开发评价、超深层和新层系探索阶段。(2)四川盆地五峰组—龙马溪组的沉积条件优越,深水陆棚相高有机质含量页岩呈连续稳定分布;页岩气主要赋存在有机孔隙中,页岩储层在纵向上集中发育,连续厚度大;川南地区和川东南涪陵区块的构造相对简单,气源持续补给、远离古/今剥蚀区和大型断裂逸散区是页岩气富集保存的有利区;目前,五峰组—龙马溪组的页岩气资源量为33.19×10<...     

中美海相页岩气地质特征对比研究

通过中国海相页岩气详细研究和美国典型页岩气区带解剖,对比研究了中美页岩气地质特征的异同,这些研究对指导我国四川盆地海相页岩气的研究具有重要理论和实践意义。 ①美国Barnett页岩、Marcellus页岩和Haynesville页岩气区带的盆地类型为前陆盆地,中国四川早古生代盆地为克拉通。沉积环境均为深水陆棚,岩石类型以硅质和硅质钙质页岩为主,脆性矿物含量高。②Barnett页岩TOC值为3%~13%,平均为4.5%,Marcellus页岩TOC值为3%~12%,平均为4.0%,Haynesville页岩TOC值为0.5%~4%。四川盆地五峰组-龙马溪组和筇竹寺组页岩TOC值分别为1.5%~3%和2.5%~4.5%。③美国三大页岩成熟度适中,四川盆地海相页岩处于过成熟阶段。Barnett页岩、Marcellus页岩和Haynesville页岩R_O值分别为0.5%~2.1%、1.2%～3.5%和1.2%~3%。四川盆地筇竹寺组页岩R_O值一般为2.5%~4.5%,平均为3.5%,龙马溪组页岩R_O值为1.5%~3%。 ④Barnett页岩核心区厚度为30~180m,总孔隙度为4%~5%,基质渗透率小于1×10^-3μm²,Marcellus页岩厚度为 15～60m,孔隙度平均为10%,渗透率小于1×10^-3μm², Haynesville页岩厚度为70~100m,孔隙度为8%~9%,渗透率小于5×10^-3μm²,四川盆地五峰组-龙马溪组页岩厚度为25~120m,孔隙度为3%~10%,渗透率为(0.01~)×10^-3μm²,筇竹寺组页岩厚度为40~100m,孔隙度为0.1%~3%,渗透率为(0.01~42)×10^-3μm²。⑤Barnett页岩、Marcellus页岩和Haynesville页岩含气量分别为4.2~9.9m³/t、1.70～2.83m³/t和2.5~9m³/t。四川盆地五峰组-龙马溪组和筇竹寺组页岩含气量分别为1.7~4.5m³/t和0.55~1.2m³/t。中国海相页岩吸附气含量大于美国。⑥美国海相页岩埋深为1 220~3 990m,中国海相页岩埋深可高达5 000m,一般为1 500~4 000m;Barnett页岩和筇竹寺组页岩为正常地层压力,压力系数分别为0.99~1.01和1,Marcellus页岩,Haynesville页岩和五峰组-龙马溪组为异常高压,地层压力系数分别为0.9~1.4、1.61~2.07和1~2.3。⑦除四川盆地筇竹寺组页岩外,其他4套页岩均具有良好封盖层,有利于天然气保存。⑧美国地表条件更有利,多以平原为主,而四川多为丘陵。 ⑨四川盆地五峰组-龙马溪组页岩气地质资源量为17.5×10¹²m³,技术可采资源量为1.77×10¹²m³,筇竹寺组页岩气地质资源量为8.86×10¹²m³,技术可采资源量为0.886×10¹²m³。     

四川盆地长宁—威远区块海相页岩气田成藏条件及勘探开发关键技术

中国页岩气资源丰富,开发前景广阔,但中国页岩气资源的品质与美国不同,必须发展自己的开发技术.为此,中国石油天然气集团有限公司立足自主创新,围绕四川盆地南部地区龙马溪组页岩气的地质和工程特点,开展了系统的理论研究和技术攻关.通过揭示"沉积-成岩作用控储、保存条件控藏、Ⅰ类储层连续厚度控产"的"三因素控制"海相页岩气富集高...     

中国“十二五”油气勘探开发规划目标后评估及“十三五”目标预测

在中国"十二五""十三五"两个五年规划交替之际,国际油气市场形势发生了巨大变化,开展"十二五"油气勘探开发规划目标后评估,对于科学合理编制"十三五"各类油气发展专项规划具有重要的意义。评估结果认为,"十二五"期间,全国油气勘探开发规划目标完成情况总体较好,但尚有差距:①石油年产量目标2×10~8 t超额完成、而储量目标65×10~8 t相差6.4%,天然气储量目标3.5×10~(12)m~3超额完成、年产量1 385×10~8 m~3目标相差6.2%;②非常规气规划目标完成情况相对较差,其中页岩气好于煤层气。新常态下,油气消费量增速放缓、油价暴跌、资源品位下降及统计口径的变化是导致"十二五"油气勘探开发部分规划目标未能完成的主要因素。预测结果表明,"十三五"期间,在国际油价介于50~70美元/桶的条件下,国内年均新增常规石油、天然气探明地质储量将分别为10.0×10~8~12.0×10~8 t、6 000×10~8~8 000×10~8 m~3;年均新增探明页岩气、煤层气地质储量将分别为1 000×10~8~2 000×10~8m~3、500×10~8~1 000×10~8 m~3;国内石油年产量将保持在约2.0×10~8 t;到2020年,天然气年产量将介于1 800×10~8~2 000×10~8 m~3,其中页岩气年产量将达200×10~8 m~3,煤层气年产量将达150×10~8 m~3。     

苏里格气田老井侧钻水平井开发技术与应用

为提高老井侧钻的有效储集层钻遇率,以苏里格气田苏中某区块为例,结合气田地质特征及开发现状,从优化部署和地质导向2方面总结了老井侧钻水平井配套关键地质技术,以此为基础;再从钻探效果、生产指标、效益评价等方面,研究老井侧钻水平井开发效果,综合分析各因素对侧钻井实施效果的影响。研究结果表明：心滩坝边部、辫状河道及主河道砂带内的心滩坝中部和底部为剩余气富集区;基于经济评价建立了侧钻井井位优选标准,即纵向上可动用有效厚度下限为4 m,平面上剩余储量的丰度下限为0.42×10⁸ m³/km²;利用三维地质模型、地层倾角评价、导眼井信息及随钻数据,多手段协作形成侧钻水平井地质导向技术,并总结了3种水平段导向模式。研究区内23口侧钻水平井有效储集层平均钻遇率为59.7%,平均初期日产气量为2.9×10⁴ m³,累计增产3.13×10⁸ m³。     

页岩油气科技进步、发展战略及政策建议

页岩油气是自生自储、源储一体的非常规油气资源,根据热演化成熟度将页岩油划分为中—高成熟页岩油与中—低成熟页岩油,根据页岩沉积环境将页岩气划分为海相、海陆过渡相和陆相页岩气。中国是目前世界上实现陆相页岩油商业规模开发最成功的国家之一,相继在鄂尔多斯盆地、准噶尔盆地、松辽盆地、渤海湾盆地等获得陆相页岩油重大发现。在四川盆地及其周缘实现了海相页岩气工业突破和快速规模发展,截至2021年底,在中国南方累计探明页岩气田8个、探明地质储量2.74×10¹²m³,2021年页岩气产量达230×10⁸m³,累计生产页岩气924×10⁸m³。中国页岩油气资源潜力大,但规模勘探与效益开发仍面临诸多挑战。借鉴国外页岩油气发展经验与启示,建议由国家牵头评价落实黑色页岩转化油气、高碳煤岩转化油气的技术与经济资源量,制定发展规划;设立国家级黑色页岩、高碳煤岩油气原位转化先导试验区,继续执行并出台页岩转化、煤岩油气转化的财政激励和税收扶持政策,推动实现地下页岩油熟化转化革命、地下煤炭加热转化油气革命;国家顶层设计,统筹投资,以鄂尔多斯、四川等盆地为代表,打造地上可再生能源与地下油气煤、热锂铀、碳捕获和储存(CCS)、碳捕获与利用及封存(CCUS)等协同融合发展的"世界超级能源盆地"基地,实现地上与地下多种能源的协同融合发展。