岩石力学地层新方法在深部煤层气勘探开发“甜点”预测中的应用

“甜点”预测是深部煤层气勘探开发的重点和难点领域,制约深部煤层气能否实现规模效益开发。传统“甜点”预测方法是将地质“甜点”或工程“甜点”单独研究,基于地质—工程一体化理念的“甜点”预测/评价体系亟待建立,当务之急是找到有效的理论方法去实现深部煤层气地质“甜点”与工程“甜点”的有机统一。岩石力学地层(学)具有衔接煤层气地质与储层工程的固有属性与先天优势,为攻克深部煤层气“甜点”一体化预测的技术难题提供了新方法。笔者梳理分析了深部煤层气地质“甜点”与工程“甜点”的发育特征及其预测面临的难题与挑战,讨论提出了深部煤层气“甜点”一体化预测的岩石力学地层方法,探索开展了基于岩石力学地层的深部煤层气“甜点”预测的应用研究。研究结果表明：岩石力学地层控制下的深部煤储层的天然裂隙发育规律是深部煤层气地质“甜点”预测的关键制约条件,而在岩石力学地层控制下的压裂诱导的裂缝发育规律、储层岩石物理变化与储层可改造性则是深部煤层气工程“甜点”评价的核心因素;以岩石力学地层为桥梁纽带和方法机制,可实现深部煤储层沉积成岩作用—岩石力学特征—地质构造与地应力场特征—地质成藏响应—储层工程响应—深部煤层气“甜点”一体化...     

鄂尔多斯盆地东缘深部煤层气勘探突破及未来面临的挑战与对策——以临兴—神府区块为例

煤层气作为非常规油气领域的重要接替能源其潜力巨大,其中,鄂尔多斯盆地深部煤层发育规模良好,但盆地东缘复杂的地质和工程条件制约了煤层气勘探开发的进程。以临兴—神府区块为例,基于已钻井资料、岩心分析资料及排采动态数据,对鄂尔多斯盆地深部煤层沉积和成藏地质特征、生产特征及压裂开采工艺等科学问题进行了探讨。研究结果表明深部煤层中半亮煤、半暗煤均有发育,以原生结构为主;深部煤层气藏具有含气饱和度高、储层能量足、煤体结构有利的特点;厘定了深部煤层气的“甜点区”评价的两个核心指标,即资源性(煤储层能量)和可压性(构造、垂向裂隙带、顶底板与煤层应力差);建立了分形理论定量化+数值模拟表征裂缝复杂程度的新方法,形成了“密切割+大排量+组合支撑剂+前置酸+变黏滑溜水”极限体积水平井分段压裂技术体系;落实了深部煤层的两个产气量控制参数(含气饱和度、含气量),根据产气量特征可将生产井分为压后自喷、排采即见气和常规排采3类。深部煤层气的规模效益开发亟需攻关深部煤层的排烃赋存过程、确定“甜点”富集区的边界条件、研究深部煤层的力学性质与体积改造等基础问题,持续强化地质—工程—排采一体化技术管理,创新企地融合和管理模...     

鄂尔多斯盆地东缘煤层气勘探开发前景

鄂尔多斯盆地东缘蕴藏着丰富的煤层气资源,预测1500m以浅煤层气地质资源量约9×1012m3,是中国石油天然气股份有限公司近期勘探开发的重点区域。为弄清该区煤层气的勘探开发前景,在综合分析鄂尔多斯盆地东缘煤系地层,主力煤层的构造、分布,煤储层的物性、饱和度等煤层气基本地质条件及煤层气资源情况的基础上,认为该区的煤层具有较好的含煤性、含气性和可采性;结合煤层气勘探开发实践,对鄂尔多斯盆地东缘煤层气勘探开发有利区进行了整体评价,提出了渭北区块的韩城—合阳井区、临汾区块的午城—窑渠井区、吕梁区块的柳林—三交井区、吕梁区块的保德—神府井区是4大煤层气富集区。结论认为:鄂尔多斯盆地东缘资源探明率和资源转化率、勘探程度均较低,煤层气勘探开发前景广阔,具有商业化产气能力和形成大型煤层气田的条件,必将成为全国煤层气规模化、产业化、商业化运作的"甜点"区。     

基于大数据分析算法的深部煤层气地质—工程一体化智能决策技术

煤层气勘探开发形势日趋复杂、资源品质劣化程度加剧。明确煤层气高产主控因素与作用机理、建立地质—工程综合甜点评价方法、提高煤层气动态预测精确度和工程决策有效性，成为亟待解决的技术挑战。以区域数据湖及气藏精细描述研究成果为基础，运用人工智能技术对煤层气藏综合数据进行深度挖掘，构建了基于大数据分析算法的煤层气地质—工程一体化智能决策系统，实现了煤层气地质—气藏—工程一体化数据的集成和管理、大数据驱动下的煤层气单井产量快速预测及主控因素分析、融合地质及工程因素各参数的煤层气储层综合甜点分析、基于煤层气井压后产量主控因素分析的压裂参数优化等关键技术。该系统在鄂尔多斯东缘深部煤层气大宁—吉县区块进行了试点，推广应用结果显示，系统显著提升了气藏研究的效率与工程决策的有效性，为全面了解和掌握气藏的资源潜力、全力推进智能化在科研生产中的深度应用提供了有力的支撑。     

鄂尔多斯盆地黄土塬三维地震技术突破及勘探开发效果

鄂尔多斯盆地黄土塬地区为举世闻名的地震勘探难区,为解决页岩岩性甜点预测、低幅度构造刻画、小断层和裂缝分布、水平井实时导向等高效油藏的勘探开发问题,通过多年地震持续攻关,创新了黄土塬井炮和低频可控震源“井震联合激发”的宽方位高覆盖三维地震勘探、超深微测井约束的三维网格层析静校正和黄土塬近地表吸收补偿、多属性降维和地质概率融合评价的甜点预测等多项技术,在陇东黄土塬合水县和宁县盘克“井震联合激发”三维区,地震地质导向页岩油水平井开发,油层平均钻遇率达87.4%,比不用地震导向提高10%以上,创建了长庆油田地震技术应用与油田开发结合的典型示范区。在宁夏盐池地区推广应用低频可控震源高覆盖三维地震技术,预测成功率为72.1%,较以往二维地震提高了一倍多,实现了黄土塬地震勘探技术的突破,有力支撑了油气勘探新发现和油气田高效开发。     

页岩气“甜点”地震预测研究——以鄂尔多斯盆地西缘中上奥陶统为例

为寻找页岩气勘探开发的"甜点"区,以鄂尔多斯盆地西缘中上奥陶统为研究对象,首先建立研究区优质页岩与各种岩石物理参数之间的对应关系,然后运用地震预测技术预测页岩气地质"甜点"和工程"甜点",最后对预测结果进行综合分析及评价。结果表明,鄂尔多斯盆地西缘中上奥陶统乌拉力克组孔隙度、脆性指数、总有机碳含量较高,裂缝较为发育,为页岩气勘探的"甜点"区。     

基于三维地震资料的煤层气富集区预测——以贵州大河边向斜大河区块为例#br#

为预测贵州省大河边向斜大河区块煤层气资源富集区，探索三维地震在贵州省煤层气勘查开发中的有效性，依托该区块4 km²三维地震工区勘探资料数据体，利用煤层气领域地震（勘探）资料处理的新技术、新方法开展预测。首先，采用煤层气递进式储层预测思路，利用CGG公司的Jason地学研究平台，开展地震反演预测，获得了煤层厚度、煤层含气量、煤体结构及地应力4个煤层气评价参数的平面分布图。然后，基于研究提出“多因子赋权逐级评价法”，对煤层厚度、含气量、煤体结构等每个评价参数单独形成赋权后，再采用累加的方法，形成了多参数联合的甜点评价权重因子参数。最后，依据计算的综合甜点评价参数（甜点评价参数取值在20~50之间），评分在40~50之间的划分为一类甜点，评分在30~40之间的划分为二类甜点，评分在20~30之间的划分为非甜点，绘制工区煤层气甜点区分布平面图。预测结果表明：一类甜点区主要位于工区中部，整体呈南北向展布，作为煤层气井位部署的规划区。研究成果对工区下一步煤层气勘探开发具有一定的指导意义。     

煤层气“甜点区”地震预测技术及其应用

煤层气"甜点区"系指煤层埋藏深度适中、厚度较大、热演化程度合适、含气量相对较高、孔渗性相对较好、单井产量高且稳产的煤层气富集区带。寻找和优选煤层气富集的"甜点"区带,对于煤层气开发井位的部署和优化、提高煤层气井产量、促进煤层气藏的有效开发都具有现实的经济价值。以往的研究成果表明,影响煤层气富集的7项关键地质要素为煤层厚度、煤层埋深、热演化程度、煤层含气量、断裂及裂缝、圈闭条件、煤层脆性。在试验分析的基础上,提出了一种利用地震资料来预测煤层气富集区的地球物理方法,即多种属性相结合的精细构造解释、AVO反演预测裂缝发育特征、多种反演方法相结合预测煤层厚度特征、叠前反演技术预测煤层含气性和脆性特征,然后进行综合评价,优选各要素均为有利的区域确定其为"甜点区"。应用这一技术思路预测出了HC地区煤层气的分布范围,"甜点区"面积达到21.64km2,在区内部署的2口开发井目前排采效果良好,产气量远高于"甜点区"外的井,预测结果与实钻结果相吻合,为类似"甜点区"的地震预测提供了技术参考。     

地震勘探技术发展历程及展望

地球物理探测技术在油气勘探开发中发挥着至关重要的作用，其中地震勘探技术因其能够构建地下三维地质体的空间结构和岩石属性，在油气勘探中投入成本和产出贡献占比最大。自1851年人工激发地震波的传播速度首次被测量以来，在过去170多年历史进程中，地震勘探技术发生了突飞猛进的变化，取得了辉煌的成就，为全球大型特大型油气田的发现作出了突出贡献。系统回顾地震勘探的发展历程和关键历史节点的突破性技术，其中主要包括早期光点记录、模拟磁带到现代数字化地震仪器装备的发展；早期二维测线到宽方位/全方位三维地震采集和处理技术的进展；陆地电缆和海洋拖缆以及陆海节点地震采集技术；当前“两宽一高”地震采集和处理解释一体化技术以及高效采集及智能化处理解释技术等。     

大宁—吉县区块深部煤层气相态控制因素及含量预测模型

鄂尔多斯盆地东缘大宁—吉县区块深部煤层气资源丰富，近年来的开发实践打破了深部煤层气资源难以开发利用的传统认识。目前，深部煤层气勘探开发仍存在一系列地质难题尚未解决，特别是煤层的含气性控制因素及游离气含量预测等，严重制约着深部煤层气的资源评价与高效开发。综合利用煤层气开发地质资料和实验测试手段，对比分析大宁—吉县区块中—深部煤层(1 000～1 500 m)与深部煤层(大于1 500 m)的含气性差异，揭示了深部煤层含气性的内在与外在控制因素，建立了不同相态煤层气的含气量预测模型与垂向分布模式。研究结果表明：深部煤储层整体处于含气过饱和状态，其游离气占比为17%～43%,且随着储层压力升高呈增大的趋势，游离气含量与含水饱和度呈负相关关系。在达到吸附饱和之前，煤储层压力对煤层吸附甲烷有促进作用，而温度和水分则会抑制甲烷的吸附作用。相对于低阶煤而言，高阶煤对甲烷的吸附能力更强，这主要与煤岩的物质组成、孔隙结构、甲烷分子与煤表面之间发生的物理化学反应等因素相关。受多种因素共同制约，煤层中的吸附气含量随着埋深的增大呈现出“快速升高—增速减缓—缓慢下降”的变化趋势，游离气含量呈现出“稳定升高—增速...     

煤层气开发地质“甜点区”模糊模式识别模型

从煤层气开发地质选区的角度出发，优选涵盖影响煤层气开发的地质条件和开采条件的煤层气开发地质“甜点区”评价参数，构建煤层气开发地质“甜点区”评价指标体系，并在此基础上建立煤层气开发地质“甜点区”模糊模式识别模型。应用该模型对沁水盆地南部樊庄区块3号煤层的4个评价单元进行评价，评价结果与实际开发效果一致，并与现有研究成果吻合，验证了模糊模式识别模型的合理性和可靠性。研究表明：煤层气开发地质“甜点区”模糊模式识别模型不涉及参数赋权，克服了层次分析与多级模糊综合评判传统模型由于参数赋权而导致评价结果具有不确定性的缺点，同时无需构建多级判断矩阵，计算过程更加简单。模糊模式识别模型预测结果可靠，可为煤层气高效开发提供技术支撑。     

黄土塬弯线高分辨率地震勘探技术应用

鄂尔多斯盆地南部黄土塬区是我国油气勘探的重点和难点地区之一。由于表层复杂的地震地质条件和地下隐蔽性油藏特征限制，油气勘探进程缓慢，勘探主要手段局限于地质综合研究和钻探。经地震勘探实践和攻关，现已形成了一套先进而适用的弯线高分辨率地震采集、处理和解释技术，获得了高分辨率、高信噪比的地震资料，取得了明显的地质效果。仅新区勘探事业部陕北油气勘探项目经理部，在三年内就上交探明石油储量Ｘ亿吨，预测天然气潜在     

海拉尔盆地岩性地震勘探方法及攻关方向

为了提高地震资料的分辨率、保真度和成像精度,并增强解释精度,满足岩性油气藏精细勘探需要,通过对海拉尔盆地岩性地震勘探方法研究,形成以宽方位角观测系统设计的"四高(高接收道数,高覆盖次数,高时间采样率,高空间采样率)、四精确(精确测量,精确表层调查,精确吸收衰减分析,精确激发井深设计)、三小(小面元,小组合距,小滚动距)、二中(中频检波器,中药量)、一宽(宽方位角观测)、三措施(震检联合组合,实时现场质量监控,实时动态环境干扰监控)"岩性勘探地震采集方法,保真处理及精确成像、复杂断陷盆地层序地层学解释、精确储层预测、岩性圈闭识别描述等技术为核心的岩性地震勘探配套技术系列,在海拉尔盆地地震勘探中应用取得了突出的地质效果.随着勘探难度加大,需进一步加强基底裂缝储层、南一段砂体地震识别预测、复杂油藏含油气性地震预测方法攻关.     

中国煤层气勘探开发成果与认识

我国近年煤层气勘探和开发的重点区块主要有阜新盆地刘家试采区块、辽宁铁法区块、辽宁沈阳北及其外围、山西省南部沁水煤层气田、鄂尔多斯盆地东部大宁-吉县地区与韩城-合阳地区、准噶尔盆地东南缘等。其中开发效果最好的有阜新盆地刘家试采区块和山西沁水煤层气田。中国煤层气勘探开发还处于初级阶段，工艺、设备、技术等都急需引进、吸收、研发、试验、优选、试用，煤层气地质条件和排采技术也需要深化研究。通过分析中国煤层气勘探开发现状，结合多年的现场实践经验，总结了我国煤层气勘探开发的新认识和煤层气勘探开发工艺技术进展，并提出了以下建议：①含气量大于6 m³/t必须先采气后采煤；②加强对低煤阶煤层气的勘探；③加强煤层气地质精细研究；④加强关键技术试验；⑤积极稳妥地按照勘探程序组织实施煤层气勘探开发工作。     

鄂尔多斯盆地东缘非常规天然气勘探实践及发展方向——以临兴-神府气田为例

鄂尔多斯盆地东缘临兴-神府气田早期一直以煤层气勘探为主,并且缺乏系统的成藏理论认识和关键的开发技术手段,致密气勘探开发工作几乎停滞。近年来,通过转变区域工作重心(从煤层气走向致密气)、深化成藏理论研究和创新地质工程一体化技术,成功指导了中国海油陆上第一个千亿方大气田的发现。基于期间致密气勘探开发实践,系统总结了区域致密气勘探开发理论进展和技术成果,并提出了未来中国海油陆上非常规天然气发展方向。研究认为:(1)鄂尔多斯盆地东缘非常规油气资源十分丰富,致密砂岩、煤层、铝土岩、碳酸盐岩等多种储层类型发育,具备立体成藏和多气共存条件。(2)创新提出鄂东盆缘“源-储-断”三控影响下的差异成藏富集模式,形成了地质工程“双甜点”定量识别技术,实践了全流程一体化的压裂增产改造技术,建立了沉积-成岩双协同的储层综合评价技术,有力支持了海油陆上非常规天然气产业的快速发展,目前已基本探明致密气地质储量近3 000亿方,建成年产能20亿方。(3)提出了“双碳”目标引领下中国海油陆上超级大气群(万亿级规模)的战略构想,制定了“立足致密气、突破深煤层、兼顾新领域(铝土岩与碳酸盐岩)”的勘探目标,形成“整体部署、分...     

中国海油陆上天然气勘探进展及增储发展战略

中国海油为快速发展天然气产业,提升天然气产量,逐步加大鄂尔多斯盆地和沁水盆地矿权区块勘探投入,区块内有利于形成致密气、煤层气和常规气等多种天然气类型,天然气资源量可达30000×10⁸m³,在高丰度区和构造简单区已经探明地质储量7500×10⁸m³。基于资源潜力及品质、成藏条件、勘探技术的全面分析,适时提出了陆上万亿立方米天然气增储的发展战略,并明确了致密气—煤层气并举、多气种立体勘探的指导思想,确定了加快鄂尔多斯盆地东缘深层煤层气和致密气勘探、快速推动沁水盆地中浅层煤层气勘探的部署思路。通过加强勘探领域成藏富集规律和勘探技术攻关方向的综合分析,明确了今后一个时期的重点勘探方向。鄂尔多斯盆地东部区块具有煤系地层全油气系统有序共存特征,需开展煤系地层天然气全成藏系统勘探,夯实增储上产基础,聚焦致密气、深层煤层气,攻关薄层煤层气、奥陶系常规天然气和铝土岩气,通过勘探开发一体化、地质工程一体化推进多气种交互接替勘探,实现天然气全成藏系统勘探开发。在沁水盆地南部、北部,重点推进中浅层煤层气水平井体积压裂达产...     

ZH地区高精度地震勘探关键技术与效果分析

高精度地震勘探在隐蔽复杂油气藏勘探开发中发挥了重要作用。针对ZH地区特殊的地表地质条件和复杂的油气藏类型，改进了高精度地震勘探中地震采集、数据处理和资料解释等方面的技术。地震采集针对地表条件设计和改进观测系统，资料处理围绕提高分辨率和信噪比，资料解释侧重如何突出微幅构造、地质体和进行储层预测，使得高精度地震勘探效果明显。     

准噶尔盆地玛湖凹陷二叠系风城组碱湖型页岩油勘探进展

准噶尔盆地玛湖凹陷二叠系风城组页岩油具有良好的勘探前景与巨大资源潜力,是盆地下一步油气增产上储的重要战略接替新领域。通过回顾准噶尔盆地玛湖凹陷二叠系页岩油的勘探历程,应用地质、岩心分析、钻井、测井、录井与三维地震资料,剖析玛湖凹陷碱湖型页岩油的典型地质特征,系统总结页岩“甜点”的地球物理评价方法与储层改造技术,指出了准噶尔盆地玛湖凹陷风城组页岩油的未来勘探方向。研究表明：(1)玛湖凹陷风城组发育全球迄今最古老的广覆式碱湖型优质烃源岩,具有多源混积、孔隙—裂缝—缝合线三重储集介质、优势岩相控油与“甜点”分散的地质特征,其中风二段展示了良好的勘探前景。(2)创新形成了页岩油“甜点区”高分辨率地震预测、“甜点段”三品质测井综合评价与工程“甜点”配套储层改造3项关键核心技术,厘定玛湖凹陷风城组1200km²的“甜点区”,纵向识别17层“甜点段”。(3)针对目前勘探面临的关键问题,仍需强化风二段页岩油“甜点”的精细刻画,深入开展地质工程一体化技术攻关,以实现风城组页岩油的全面突破与规模效益勘探开发。     

一体化地震勘探技术在孔雀河斜坡地区的应用

孔雀河斜坡位于塔里木盆地的东北部，该区具有良好的油气勘探前景，但地震地质条件十分复杂，曾经经历了几个阶段的勘探，均未获得突破。在新一轮勘探中，运用基于地质目标的采集方案设计、交互地震资料处理、地震地质资料综合解释的一体化勘探技术，以提高勘探精度。通过第一轮一体化地震勘探，在该区发现和落实圈闭20个，并在维马2号断背斜上钻探了孔雀1井，中途测试获商业油气流，实现了当年勘探、当年初见成效的良好局面。     

构造煤分布的地质控制及其地震地质一体化预测方法——以沁水盆地阳泉新景矿3号煤层研究为例

构造煤与瓦斯及煤层气密切相关。由于构造煤分布具有强烈的非均质性,现有基于地质预测与地球物理直接识别的构造煤分布预测成果难以满足煤矿瓦斯超前治理及煤层气开发的精度要求。以沁水盆地阳泉新景矿3号煤层为例,利用区内钻孔煤芯数据、采掘巷道中煤体结构的连续观测数据以及三维地震成果资料,研究煤层中“软煤”(碎粒煤和糜棱煤)的分布特征,交会分析其与煤层赋存形态、断裂系统、聚煤前后地层层序砂地比、煤层厚度等地质特征参数的关系,厘清构造煤发育的主控地质要素,得出构造煤分布受构造-围岩-煤层“三元”突变耦合控制的认识。在此基础上,提取三维地震数据及解释成果中对构造煤分布具有主控作用的3类共6种地震地质表征属性,采用灰色关联法构建基于多属性融合的构造煤分布预测模型,预测研究区3号煤层中的“软煤”分布情况,经采掘及后续煤层气开发井验证,预测精度较高,证明了该方法的有效性及可行性,为精准预测构造煤分布提供了一种新的技术思路与方法。