新型脆性因子及其在泥页岩储集层预测中的应用

针对油气勘探中普遍使用的脆性因子的缺点,构建了两个新的相对脆性因子(弹性参数脆性因子和矿物脆性因子),以准确预测脆性泥页岩的空间展布。弹性参数脆性因子利用测井、地震得到的弹性参数(弹性模量和泊松比)评价储集层脆性,这些参数能够反映储集层原位物理性质;根据弹性参数脆性因子确定泥页岩中主要矿物的脆性系数,构建与每种矿物脆性系数及体积分数相关的矿物脆性因子。所构建的两个脆性因子有一定的理论优势并能够较合理地对测井、叠前地震资料反演结果进行解释。根据富有机质泥页岩岩石物理模型,建立矿物-弹性参数-脆性因子的岩石物理量版,对测井资料进行分析以得到优质脆性泥页岩的弹性参数特征,并将其应用于解释叠前地震资料反演结果,得到优质含气脆性泥页岩的空间分布范围,所预测的优质含气脆性泥页岩分布与测井资料对应较好。图12表2参18     

焦石坝页岩脆性评价与预测

在寻找页岩气有利区域时,页岩的脆性预测是非常重要的一个环节。传统的脆性指数预测方法是叠前三参数反演,即通过反演纵波速度、横波速度和密度等参数计算页岩脆性指数。但受入射角度或偏移距的限制,叠前反演得到的密度误差较大,根据以上参数计算的页岩脆性指数累积误差更大。以四川盆地焦石坝页岩气区块为例,探讨了应用叠后地震波形指示反演预测页岩地层脆性的方法。在页岩脆性矿物定量评价的基础上,依据测井资料计算出单井脆性矿物含量曲线,综合利用测井、地震、地质等资料,通过叠后地震波形指示反演得到脆性矿物含量数据体,进而求取页岩地层脆性的空间分布,提高页岩脆性预测精度。焦石坝工区页岩脆性波形指示反演结果显示,目的层五峰组和龙马溪组的①、③小层脆性指数较高,与岩心测试数据和实钻压裂结果吻合,为该区页岩气田的开发和井位部署提供了依据。     

四川盆地元坝地区大安寨段页岩气“甜点”地震预测

页岩储层的埋深、厚度、有机碳含量、脆性、裂缝发育带等是评价页岩气"甜点"的主要地质指标。为此,以四川盆地元坝地区下侏罗统大安寨段二亚段为研究对象,根据页岩气地质评价标准,在地震资料特殊处理及多种资料综合分析的基础上,提出了一套页岩气"甜点"的地震预测技术。首先,通过合成记录精细标定页岩储层位置,确定优质泥页岩的测井及地震响应特征,结合地震相分析,落实泥页岩的宏观展布;然后,利用地震波阻抗反演和GR反演技术去"灰、砂找泥",在有机碳含量等敏感参数统计分析的基础上,通过铀曲线反演技术进行页岩储层有机碳含量及优质泥页岩厚度的定量预测;再利用裂缝预测技术预测优质页岩储层高产富集区;最后利用叠前纵、横波阻抗联合反演技术预测高脆性指数发育区,开展优质页岩储层压裂品质区的预测。通过以上地震预测技术,落实了元坝地区大安寨段二亚段页岩气"甜点"的勘探区域,为优化页岩气定向水平钻井和储层压裂改造的部署提供了依据。     

叠前地质统计学反演在页岩甜点和薄夹层预测中的应用——以西加拿大盆地W区块为例

页岩气是一种非常规天然气。在少井地区,在井之间预测高TOC （总有机碳含量）、高脆性及裂缝发育的甜点一直是页岩气勘探与开发的重要环节。西加拿大盆地W区块页岩目的层段厚度较薄（地震反射时间最大为20ms）,层内发育多套灰岩薄夹层（厚度为0.5～3m）,脆性页岩和塑性泥岩纵波阻抗值存在重叠区间,利用地震资料预测页岩甜点和灰岩薄夹层困难。为此,从岩石物理弹性参数分析出发,建立页岩甜点的岩石物理评价模板,明确了页岩甜点和灰岩夹层的弹性参数特征;应用三维岩性约束叠前地质统计学反演方法预测高TOC、高脆性页岩及灰岩夹层。主要步骤有：①分析页岩储层岩石物理参数,页岩有利目标具低泊松比、中值杨氏模量、高TOC、高脆性,灰岩夹层具高泊松比、高杨氏模量、低TOC、高密度特征;②一维约束地质统计学反演预测页岩有利区和夹层的参数测试;③三维约束叠前地质统计学反演预测页岩有利区及夹层。预测结果表明,高TOC、高脆性页岩与裂缝发育的叠合区为甜点目标区,优选页岩甜点发育且灰岩夹层厚度小的区带为有利的井位部署区,确保了水平井段优质储层的钻遇率高,产气量大。     

基于地质参数的陆相泥页岩岩相预测

基于渤南洼陷沙三下泥页岩油气勘探实践,认为有利岩相发育是油气富集高产的基础。渤南洼陷储层岩石结构细,岩石类型复杂,有利岩相预测难度大。为明确有利岩相发育区,在对岩相储集特征及地震响应特征分析的基础上,运用基于地质参数的岩相预测技术,选取反映岩相差异的地质参数,通过建立地质参数与敏感地震属性的拟合关系表征地质参数的平面分布,再以地质参数为变量进行聚类分析,实现岩相的平面预测。有利岩相主要分布在北部洼陷带,预测结果对泥页岩油气勘探具有一定的指导意义。     

四川盆地昭通区块龙马溪组页岩气“甜点”预测方法及应用

中国四川盆地昭通区块龙马溪组页岩气资源丰富。为了厘清该区页岩气甜点分布,指导水平井位部署,利用三维地震数据开展甜点关键参数研究,利用地震叠后数据及分方位叠前数据预测裂缝的发育强度和方向,利用测井交会分析建立TOC/脆性与杨氏模量×密度(E×Rhob)的关系,以叠前弹性参数反演为基础,利用弹性参数组合结果E×Rhob反映页岩储层脆性及TOC展布。最后对页岩储层裂缝、TOC、脆性展布、优质页岩厚度进行综合分析,优选"甜点"。实际研究表明,利用三维地震资料能有效预测页岩甜点区,有效指导示范区水平井轨迹设计,降低勘探开发风险,为研究区的下一步勘探开发提供地球物理依据。     

页岩储集层脆性研究进展

脆性是选择页岩储集层有利压裂层段的关键指标,常用评价方法包括矿物法和弹性参数法。中国南方海相页岩具有沉积环境多样、岩相类型复杂、埋深范围大等特点,通过实例分析了现有评价方法存在的理论缺陷和适用性限制。根据页岩岩石力学性质的研究认识,重点总结了矿物组成、有机质、层理和围压对脆性的影响,并阐释了页岩脆性与可压裂性的关系。综合分析指出:矿物法有更强的实用性,但是对脆性矿物的界定模糊,弹性参数法可以有效实现测井和地震预测,但是无法反映围压的影响,难以表征深层和浅层页岩脆性差异。结合中国南方海相页岩的岩相类型和埋深范围,基于不同矿物组分的脆性差异,提出以石英、白云石和黄铁矿作为脆性矿物;基于围压对脆性的影响,提出在弹性参数的基础上增加强度或断裂韧性作为围压指示因子,以适应深层页岩脆性评价。深入认识矿物组成、有机质、层理和围压对脆性的影响,以及脆性与可压裂性的关系,有助于页岩岩相的精细表征和"甜点"优选。     

基于叠前反演的泥页岩地层压力预测方法

为了解决泥页岩地层压力预测问题,以焦石坝地区志留系龙马溪组页岩气储层为研究对象,调研分析了现今常用地层压力预测方法的适用性。在对页岩气储层异常压力发育段进行测井响应特征分析的基础上,提出能够有效识别页岩气异常地层压力的新参数,即异常地层压力识别因子;最后利用叠前弹性波阻抗反演结果计算出异常地层压力识别因子,从而预测焦石坝地区泥页岩地层的压力分布特征。与传统预测方法相比,基于叠前弹性波阻抗反演的泥页岩地层压力预测新方法具有更高的精度。该研究成果可以应用于泥页岩地层的压力预测,为页岩气精细勘探提供了依据。     

川南页岩气田L区块页岩脆性指数叠前地震定量预测

页岩脆性指数是页岩气压裂设计中应考虑的关键参数之一。以川南页岩气田L区块页岩脆性指数研究为例，针对目前常用的弹性脆性预测方法存在地区适应性差的问题，提出了一种多元非线性回归脆性指数预测的改进模型。首先通过模型建立了矿物脆性指数与Rickman脆性指数及最小闭合应力系数之间的关系，然后针对三维地震资料利用叠前地震反演方法获取所需的弹性参数，进而实现研究区页岩层段纵向及横向脆性预测。川南页岩气田L区块的应用结果表明，在已有钻井矿物脆性指数的约束下，利用改进后的脆性指数预测方法得到的改进模型适用性更强，利用该模型预测得到的五峰组—龙马溪组一亚段脆性指数在横向上分布稳定，符合地质认识；通过已知井检验可知，预测得到的脆性指数在纵向上与矿物脆性指数相关性好。     

《苏北盆地泥页岩油气形成条件与富集区带研究》通过中检

2013年7月16日,江苏油田分公司地质科学研究院承担的《苏北盆地泥页岩油气形成条件与富集区带研究》在京通过了中国石化科技部组织的中期检查。专家组对项目的后续研究提出3条建议：一是加强两口出油井的分析解剖,完善评价参数选取方法及评价标准;二是加强与工程的结合,从脆性指数、可压指数及地应力差异性3个方面,深化页岩层可压性评价;三是利用三维地震资料,加强平面上裂缝发育区预测研究。     

阿姆河右岸酸性气田井口冲蚀及对策

中亚土库曼斯坦阿姆河右岸气田群为高含H_2S和CO_2的碳酸盐岩气藏,单井产量高,井口设备均出现了不同程度的腐蚀。初步分析认为其原因是生产过程中仅考虑酸性介质对气井井口的化学腐蚀,而没有考虑气体流速对井口的冲蚀作用,极大地影响了气田的安全生产。为此,通过对节流阀上下游阀道、法兰面均出现明显坑状腐蚀的进一步分析,明确了化学腐蚀和气体冲蚀的交互作用是井口磨损的主要影响因素,气流冲刷腐蚀坑的化学腐蚀产物会加速冲蚀损害;进而借鉴冲蚀与腐蚀运行环境下的多相管流管道的磨损计算理论,计算了该运行环境下的冲蚀极限速度,得到了不同生产工况下节流阀的抗冲蚀流量;最后,根据气田生产情况,针对性地提出了按气井配产要求来选择采气树类型、节流阀通径及类型冲蚀的技术控制策略。此举为气田安全生产提供了工程技术保障。     

微裂缝—孔隙型碳酸盐岩气藏改建地下储气库的渗流规律

微裂缝—孔隙型碳酸盐岩气藏储层非均质性强,边底水选择性水侵,渗流规律复杂,为了提高地下储气库的建库效率,需要研究储层在改建地下储气库多周期强注强采过程中的多相流体渗流规律。在获取有代表性的裂缝发育碳酸盐岩岩心较为困难的条件下,通过对天然岩心进行剪切造缝和多轮次气水互驱实验,研究了地下储气库气水过渡带在注采过程中的多相渗流规律,分析了裂缝合气空间贡献率以及储气库含气空间动用效果。结果表明:裂缝模型的相渗曲线近似于"X"形,多次气水互驱后相渗曲线基本没有变化,基质岩心模型相渗曲线经多次气水互驱后气水两相共渗区间变窄,共渗点降低;微裂缝对储层含气空间贡献率较高,微裂缝发育储层的含气空间利用率保持在较高水平,徽裂缝不发育储层的含气空间利用率逐渐降低并趋向稳定。因此,在微裂缝—孔隙型碳酸盐岩气藏改建地下储气库过程中可以在徽裂缝不发育储层布置生产井,同时通过控制边底水运移范围降低注入气损失,从而提高地下储气库的建库效率。     

山前地区深井超深井套管防磨与减磨技术研究

针对山前地区深井超深井钻井过程中套管磨损严重的问题,在分析套管磨损机理的基础上,开展了山前地区套管防磨与减磨技术研究,基于技术研究成果及应用实践,得到如下结论:1应用Power V等垂直钻井系统控制井眼轨迹,特别是上部井段的狗腿度和井斜,可明显减小侧向力和磨损量,缩短套管磨损时间;2应综合考虑套管磨损率、磨损系数以及钻杆耐磨带本身的磨损量,优选出效果最优的耐磨带;在狗腿度严重的位置,可考虑采用一定数量的橡胶钻杆卡箍来减轻对套管的磨损;3山前地区钻井液采用CX-300减磨剂能够显著降低磨损速率,减轻套管磨损程度,但在不同钻井液体系使用之前应进行优化分析以确定最佳使用量;4在迪那204井使用高密度钻井液体系,全部采用优选的高密度重晶石粉代替铁矿粉作为加重剂,整个钻进过程中未出现钻具及套管磨损,迪那204井易损件消耗量仅为邻井迪那203井的左右,防磨减磨效果非常显著。     

Biodiesel Projects Helpful to Ease Energy Shortage

Nearly 7,000 hectares of biodiesel forest will take shape in the northern province of Hebei in 2008, part of a national campaign to fuel the fast growing economy in a green way. In no more than five years, the Pistacia chinensis Bunge, whose seeds have an oil content of up to 40 percent, will yield five tons of fruit and contribute about two tons of high-quality biological diesel oil, according to the provincial forestry administration.     

State Energy Base Proposed in Inner Mongolia

Experts recently suggested China set up a state energy base in lnner Mongolia Autonomous Region to ease its energy thirst. The survey was co-conducted by senior researchers from the National Development and Reform Commission, Development Research Center of the State Council, Chinese Academy of Sciences and the Ministry of Finance. To plan and establish strategic energy bases at state level is in line with the principle of ＂giving priority to energy saving and diversifying energy consumption with the utility of coal at the core.＂     

四川盆地前震旦系勘探高含氦天然气藏的可行性

目前,我国的氦气资源主要依赖进口,寻找大中型高含氦天然气田是改变这一现状最现实的途径。为此,对四川盆地威远地区高含氦天然气藏的成藏机理和氦气来源进行了分析,以探讨在该盆地前震旦系勘探高含氦天然气藏的可行性。首先根据盆地周缘12条野外露头剖面和4口钻穿震旦系单井的资料,系统分析了前震旦系的岩石学、沉积相、烃源岩等特征,认为前震旦系发育的沉积地层为南华系,东南缘露头剖面的地层序列为南沱组、大塘坡组、古城组和莲沱组,推测盆地内部可能发育相同的地层序列;南沱组、古城组和莲沱组主要为冰川沉积,为砂砾岩夹泥岩;而大塘坡组为间冰期沉积,发育一套砂泥岩地层,其下部泥页岩的有机质含量高,为较好烃源岩。进一步的研究表明:南沱组砂砾岩储层、大塘坡组烃源岩和地层中侵入的花岗岩"氦源岩"可形成较好的高含氦天然气藏成藏组合;前震旦系沉积岩的分布主要受早期裂谷控制,在裂谷内部充填厚层的沉积岩地层。结合地震资料预测了威远—资阳地区沉积岩和花岗岩的分布,结论认为在资阳地区对震旦系—前震旦系进行高含氦天然气藏的勘探是可行的。     

烷烃在ZSM-5分子筛上吸附扩散的气相色谱研究

利用气相色谱法测定了不同色谱柱温度和不同载气流速下,C1~12烷烃在ZSM-5分子筛上的保留时间,并利用相关公式对测试结果进行了线性回归分析,测得了吸附热力学参数和扩散系数;考察了色谱柱温度、烷烃碳链长度和载气流速对烷烃在ZSM-5分子筛上吸附扩散的影响。实验结果表明,回归分析的线性相关性良好,色谱柱温度越高,孔道对吸附质的吸附能力越弱;在不同载气流速下,轴向扩散系数不同;随烷烃碳链长度的增加,吸附焓变呈先增大后减小的趋势,轴向扩散系数呈线性增长;C1~12烷烃在ZSM-5分子筛上的吸附焓变在-1.264~-42.975 k J/mol之间;当载气流速为2.654~4.246 cm/s时,C1~4烷烃的轴向扩散系数在0.328 8~0.551 7 cm2/s之间;当载气流速为5.308~13.270 cm/s时,C1~4烷烃的轴向扩散系数在0.430 2~1.456 4 cm2/s之间。     

水平井多级压裂管柱力学、数学模型的建立与应用

水平井多级体积压裂技术是近几年国内外为有效开发页岩气藏和低渗透油气藏而发展起来的一项新技术,但随之出现了压裂管柱力学环境更加复杂的新问题。针对该复杂的力学、数学问题,根据水平井多段压裂工艺管柱受力特点,建立了悬挂封隔器以下,多封隔器坐封、开启压差滑套和开启投球滑套3种工况的力学模型,并根据各工况的受力特征,建立了这3种工况管柱力学计算的数学模型。根据弹性力学理论中厚壁筒的Lame公式和Von Mises应力计算公式,推导出了管柱受内压力、外挤力和轴向应力共同作用下油管柱安全性评价的等效应力计算数学模型,建立了多级压裂管柱力学强度安全评价的数学模型;根据已建立的水平井多封隔器管柱力学计算的数学模型,开发了水平井多级压裂管柱力学安全评价的实用软件。该研究成果已经在新疆塔里木盆地塔河油田某气井得到了应用和验证,取得了很好的效果,为水平井多级压裂管柱安全工作参数的优化设计和安全性评价提供了理论依据和简便可靠的技术手段。     

基于洛伦茨曲线评价水驱油藏驱替均衡程度

针对水驱油藏开发过程中无法有效定量描述驱替均衡程度的问题,利用高台子油层各井动态指标和小层纵向上的注采关系占总体的比重情况,绘制相应的洛伦茨分布曲线,得到用于量化评价油藏平面、纵向驱替均衡程度的“开发均衡指数”,该值小于0.4时驱替程度相对均衡。将研究成果应用于评价二次开发前后水驱油藏的驱替均衡程度,研究结果表明：目标区采出情况均衡指数降低了0.1615,含水情况均衡指数降低了0.0950,整体驱替均衡程度达到了相对均衡的水平,但纵向上仍差异悬殊。建立的洛伦茨曲线评价驱替均衡程度的方法,充分考虑了单井产能差异所造成的驱替不均衡情况,准确度高。研究成果为二次开发水驱油藏的驱替均衡程度评价提供了定量标准。     

复杂地质条件气藏储气库库容参数的预测方法

国内复杂地质条件气藏型地下储气库经过10余周期注采后工作气量仅为建库方案设计工作气量的一半,运行效率偏低。为此,利用气藏地质、动态及建库机理,建立了地下储气库注采运行剖面模型,根据气藏开发、气藏建库及稳定注采运行过程中纵向上流体的分布特征及其变化趋势,将地下储气库剖面分成4个区带(建库前纯气带、气驱水纯气带、气水过渡带及水淹带);按区带确定了影响建库有效孔隙体积的主控因素(储层物性及非均质性、水侵和应力敏感)及其量化评价方法,进一步考虑束缚水和岩石形变的影响,并引入注气驱动相,根据注采物质平衡原理建立了气藏型地下储气库库容参数预测数学模型。该模型涵盖了地质、动态及建库机理,从微观和宏观角度综合评价了影响建库空间的主控因素,大大提高了预测结果的准确度和精度,使建库技术指标设计更趋合理,目前已广泛应用于中国石油天然气集团公司气藏型地下储气库群的建设当中。