盆缘高陡页岩气储层改造实践与认识

重庆城口页岩气勘查区地层倾角大(60°~70°),断裂发育,储层岩性变化大,利用常规页岩气压裂手段很难达到储层改造目的。通过区块首口探井城探1井页岩气井的地质分析和储层评价,针对该井压裂改造的难点,提出了针对性的改造思路并进行现场施工。研究提出以前挤盐酸、冻胶起裂、滑溜水造复杂缝为主、线性胶为辅的混合压裂方式,采用分簇射孔和部分层位实施化学暂堵转向工艺进行分段施工,成功的实现了城探1井的分段压裂改造。盆缘高陡页岩气储层改造的成功实践,将对同类型页岩气井的储层改造提供较大的指导作用。     

渝东南盆缘转换带常压页岩气地质特征及富集高产规律

四川盆地东南部及其盆缘转换带(以下简称渝东南盆缘转换带)是中国常压页岩气勘探的热点地区。为了总结该区页岩气地质特征及其富集高产规律,利用物探、钻井、测井及分析测试等资料,从沉积建造、构造改造、生产特征等方面分析了该转换带南川—武隆地区的页岩气地质特征,并与焦石坝区块的超压页岩气进行对比,探讨了该转换带常压页岩气的富集高产主控因素和成藏模式。研究结果表明:(1)相对于焦石坝区块,该转换带页岩孔隙度偏低、微裂缝更发育、吸附气占比高、两向应力差异大、地温梯度较低、地层压力系数低、初期产液量大、返排率高;(2)该区常压页岩气富集高产主要受富碳富硅富笔石页岩、有机孔隙和构造应力场"三因素"的控制——受深水陆棚相控制的富碳富硅富笔石页岩是页岩气富集的基础,有机孔隙是页岩气富集的主要控制因素,构造应力场是页岩气高产的关键因素;(3)该转换带常压页岩气可分为背斜型、向斜型、斜坡型、逆断层断下盘型等4种成藏模式,并明确了不同模式页岩气富集高产特征。结论认为,该研究成果丰富了常压页岩气富集高产地质理论,为复杂构造区常压页岩气的勘探开发提供了支撑。     

渝东南盆缘转换带常压页岩气勘探实践

四川盆地东南部及其盆缘转换带五峰组—龙马溪组常压页岩气资源丰富,同时面临页岩品质变差、地层压力系数低、最大水平主应力和最小水平主应力差异大等地质难点。为了实现常压页岩气高产稳产和效益开发,从基础地质研究、低成本工程工艺技术攻关、组织生产管理等方面入手,在南川—武隆地区持续开展常压页岩气勘探实践,探索形成了布好井、穿好层、压好缝、降好本、管好井的“五好工程”实践认识与做法。“五好工程”实践表明:深化保存条件、沉积微相、构造应力等关键要素研究,是选准甜点目标、优化甜点层位、完善压裂设计的基础,创新低成本优快钻完井、高效压裂工程工艺技术是实现效益开发的关键,创新“2+3”管理运行新模式是提质增效的保障。     

川东南盆缘复杂构造区深层页岩气富集特征

以川东南盆缘复杂构造区南川地区为研究对象,基于钻井、实验分析测试等资料,开展深层页岩气富集特征研究,重点讨论地层温度、地层压力等成藏环境变化对深层页岩气富集的影响作用。研究认为：(1)优势沉积相带是页岩气藏成烃的基础,研究区五峰组—龙马溪组一段形成于深水陆棚沉积环境,优质页岩发育,具备形成页岩气藏的良好物质条件。(2)有机碳含量控制纳米级有机质孔隙的发育程度,高压—超高压环境有利于孔隙的保持,对改善深层页岩物性发挥积极作用。(3)深层页岩气具有高温、高地应力的典型地质特征。温度较压力对页岩吸附能力的影响更为明显,深层页岩气赋存方式以游离气为主;高上覆地层压力导致页岩渗透率呈指数下降,页岩气运移能力显著减弱,逸散程度降低,有利于页岩气原位聚集。(4)温度、压力变化对气体扩散作用影响复杂,高温会增大气体的扩散系数,加剧气体的运移和逸散,而高压可以减缓或抑制气体的流动,有利于页岩气保存。(5)埋深与压力系数呈现一定的正相关性,埋深对向斜型页岩气藏压力系数的影响作用显著,表明深层向斜型页岩气保存条件趋好。埋深较大的残留向斜核部、凹中隆、有反向逆断层遮挡的斜坡区是复杂构造区页岩气勘探的有利目标。     

西昆仑北缘冲断带和田段的构造特征

通过对和田一带西昆仑北缘前陆冲断系地表地质构造和地震反射剖面的分析表明,和田前陆冲断系沿走向方向构造形态变化很大。在杜瓦河以东,冲断带的前锋主要发育向北的次级逆冲断层,后者向上消失于断层传播褶皱之中,地表出露的几排背斜就是这些褶皱向上传播的结果;杜瓦河以西,冲断带的前锋主要表现为向南的反冲断层,与整体向北逆冲的铁克里克北缘逆冲断裂构成一个三角带构造。滑脱面深度差异是造成东西方向不同构造形态的主要原因,西段主要沿中寒武统底面滑脱,东段主要沿下第三系底面(或二叠系顶面) 滑脱。     

高陡构造带页岩气水平井靶点调整技术探讨

在涪陵页岩气田水平井完钻井实钻海拔与地震资料计算海拔存在误差的情况下,根据周缘完钻井的钻井资料与地震资料综合分析,对正钻水平井靶点进行海拔及坐标设计和调整。根据不同情况,利用RTM深度别面误差校正法、叠前时间偏移剖面误差校正法、叠前时间偏移剖面层速度推算法、叠前时间偏移剖面时差推算法共四种方法开展靶点设计和调整。RTM深度资料误差校正法是涪陵页岩气水平井靶点调整最有效的方法。     

渝东南盆缘转换带金佛斜坡常压页岩气富集模式

近期,渝东南盆缘转换带金佛斜坡新完钻的页岩气井在上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组获得高产气流,地层压力系数为1.18,实现了该地区常压页岩气勘探的重大突破。为了评价该类型页岩气藏的勘探开发潜力,以钻井、物探和试气等资料为基础,解剖金佛斜坡页岩气藏基本地质特征和页岩气富集规律,总结常压页岩气富集高产主控因素,建立页岩气富集模式,并预测该区常压页岩气勘探开发有利目标区。研究结果表明:①该区优质页岩具有生气条件好、硅质矿物含量高、储层物性好、含气量高等特征,具有较大的页岩气勘探开发潜力;②常压页岩气富集高产具有"沉积相供烃控储、构造运动控保定富、地应力场控缝控产"的"三元控气"规律;③斜坡型目的层上倾方向发育封闭性反向逆断层遮挡有利于在断下盘形成较好的保存单元,随着埋深和离剥蚀边界距离的增大,页岩气富集程度和单井产量增高。结论认为,该研究成果丰富了常压页岩气地质理论,为中国南方复杂构造区尤其是斜坡型常压页岩气勘探开发提供了支撑。     

松辽盆地西部盆缘带地层超覆油藏形成条件

松辽盆地西部斜坡区勘探潜力大,但因勘探程度低,研究难度较大。根据钻井资料,从地质上分析沉积环境,预测储层发育区,采用地层厚度梯度法分析地层尖灭的位置,综合分析地层超覆圈闭的规模及位置。研究认为,套保以西具备良好的储、盖条件和上倾方向的遮挡条件,可形成大型地层超覆圈闭,有利区面积150 km2,前景资源量5 000×104t。     

渝东南盆缘转换带常压页岩气储层非均质性特征及主控因素

四川盆地东南部及其盆缘转换带(以下简称渝东南盆缘转换带)页岩气资源量较大,但其地质条件复杂、地层呈常压特征,给页岩气的经济开发带来了困难。为了深入认识该区页岩气储层的非均质性,借助X射线衍射、氩离子抛光扫描电镜、低温氮气吸附等手段,从岩石骨架、储集空间的角度研究了该区上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组页岩气储层的非均质性及其主控因素。研究结果表明:(1)该转换带五峰组—龙马溪组页岩气储层非均质性主要表现在骨架非均质性和孔隙非均质性两个方面,优质页岩层段与上覆页岩段在脆性矿物含量、黏土矿物含量、有机质丰度、孔隙度等方面差异较大,具有较强的纵向非均质性;(2)储层发育有机质孔、脆性矿物孔、裂缝等多种储集空间类型,并且孔隙在形态、分布、孔径、结构特征方面的差异明显,具有较强的微观非均质性;(3)页岩岩石物理参数泊松比、杨氏模量也相应表现出较大的差异;(4)页岩气储层非均质性的主控因素是沉积环境差异导致的岩石骨架变化,构造缝及其多向性增强了储层的非均质性,成岩作用进一步改变了骨架矿物和有机质的含量,对孔隙类型及结构产生影响,进一步加剧了页岩储层的非均质性。结论认为,龙一下亚段应为该区下一步页岩气开发的首选目的层系,平面上以远离构造相对活动带和深大断裂为宜,区块上优选南川区块。     

天山南缘与北缘前陆冲断带构造地质特征对比及油气勘探建议

在区域构造、盆地演化与沉积充填特征分析的基础上,对天山南、北缘地震大剖面进行了精细构造变形几何学与年代学的解析。揭示出中-新生代以来天山南、北缘虽然具有相似的构造演化过程、沉积充填特征和油气地质条件,但是受沉积地层介质的力学性质差异和印-藏碰撞远距离效应的空间位置差异的影响,天山南、北缘新生代构造变形启动的时间与构造变形样式存在明显的差异,并在一定程度上导致油气聚集的不同。新生代天山隆升并向两侧扩展,冲断构造沿滑脱层向克拉通盆地内传播,构造形成的时间从造山带向克拉通方向依次变晚。库车前陆冲断带的构造变形时间早于准南,因此库车冲断带内构造圈闭的油气充注时间长、充满程度高,容易形成高丰度大型气藏。库车冲断带盐下发育多个切过中生界煤系烃源岩的逆冲断层,它们不仅控制了多个褶皱侧向上台阶状叠置,形成盐下堆垛的构造样式,而且成为深部中生界油气向浅层运移聚集的通道;膏盐岩保证了盐下构造圈闭的完整性和封盖条件。准南冲断带主要的构造变形样式是层间滑脱与构造位移量反向冲断的楔形构造,水平滑脱断层封隔了上、下含油气系统,限制深部油气向中浅层运移;大型背斜内部发育多个小型叠置的楔形构造,破坏了构造圈闭的完整性。因此准南山前东端隐伏的燕山期古构造与二、三排新生代构造核部以及库车秋里塔格西段中生界印支期古构造和克拉苏-依奇克里克新生代较早形成的构造带是成藏的有利部位;库车盐下储盖组合是油气富集的有效构造层,准南深层中生界中的大型、完整的构造圈闭是油气勘探大突破的场所。     

吐哈盆地前陆冲断带地质特征及勘探成果

吐哈气盆地株罗纪以来属于类前陆盆地，中侏罗世以后，台北凹陷成为北部类前陆坳陷的主体部位，并在燕山运动期和喜马拉雅运动期形成了一系列前陆冲断带，包括北部山前推覆带，中部的中央断褶背斜带以及南缘的火焰山－七克台前锋带，目前，中央背斜带已发现大量的油气，南缘前锋带和北缘推覆带油气发现较少，勘探潜力还很大，但地质地形等情况复杂，需要配套的相关技术攻关，目前已积累了一定的经验和措施。     

渝东南盆缘转换带五峰组——龙马溪组页岩气储层孔隙特征与演化

目前关于页岩气储层孔隙演化及其机理的研究仍处于探索阶段,研究成果尚未达成共识。为此,基于岩心分析和样品热模拟实验,采用氩离子抛光扫描电镜、原子力显微镜等实验分析技术,对四川盆地东南部及其转换带(以下简称渝东南盆缘转换带)上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组页岩气储层的孔隙类型、孔隙结构、孔径变化规律等进行研究,探讨有机孔隙演化特征,分析伴生矿物对孔隙演化的影响,建立该区页岩孔隙演化模式。研究结果表明:(1)该区五峰组—龙马溪组优质页岩储层主要发育裂缝、无机孔隙、有机孔隙等3种储集空间类型,其中后者是页岩气赋存的主要储集空间,其又可细分为无定形干酪根孔、结构型干酪根孔、沥青质孔及生物化石孔等4类;(2)有机质收缩缝先在有机质颗粒一侧出现,随温度升高缝宽变大,与有机质颗粒的收缩有关;(3)有机孔隙以密集分布于有机质内部的"海绵状"孔为主,当R_o介于1.56%～3.50%时以大孔—介孔为主,R_o 3.50%时大孔减少,介孔和微孔增加;(4)有机质类型及黏土、硅质颗粒、黄铁矿等伴生矿物的含量对孔隙发育有着重要的影响。结论认为,该区五峰组—龙马溪组页岩的孔隙演化模式为:无机孔隙度随埋深增加大幅度减小、有机孔隙度先增大后减小,总孔隙度呈现出先降低、再增加、再持续减小的变化趋势。     

高陡复杂构造带深层页岩气保存条件差异性分析——以川东南綦江高陡复杂构造带为例

川东南地区是中国页岩气勘探的重点目标之一,现阶段的勘探领域正逐步迈入深层、超深层,但由于受钻井与地震等多种因素的制约,对该地区的构造特征及页岩气保存条件的研究还不够深入。为了查明川东南地区綦江高陡复杂构造带构造变形特征及其对深层页岩气富集规律的影响,为后续勘探部署提供依据,选取典型三维地震剖面,从构造变形特征剖析入手,结合实钻数据分析,建立高陡构造模型,在此基础上开展保存条件差异的主控因素定量评价。结果表明,綦江高陡构造具备“上陡下缓+膏岩主控+前锋变陡”的分层变形特征;綦江地区发育一套大范围的寒武系膏盐层,其塑性形变对上覆构造的隆起起到控制作用;区内影响页岩气保存条件的因素包含主动变形强度、断裂体系、断面正应力、构造与地应力夹角、顶板滑脱层等,各因素相互作用,导致研究区内部保存条件差异明显。据此,建立了綦江高陡构造保存条件评价标准,明确隆盛—桃子荡构造带构造应力单一,主动变形强度低,构造封闭性强,是下一步勘探的主要有利目标。     

浅析页岩气地层描述概况

页岩气是指赋存于富有机质泥页岩及其夹层中,以吸附和游离状态为主要存在方式的非常规天然气,成分以甲烷为主,是一种清洁、高效的能源资源和化工原料,主要用于居民燃气、城市供热、发电、汽车燃料和化工生产等,用途广泛。页岩气生产过程中一般无需排水,生产周期长,一般为30年~50年,勘探开发成功率高,具有较高的工业经济价值。我国页岩气资源潜力大,初步估计我国页岩气可采资源量在36.1万亿立方米,与常规天然气相当,略少于浅煤层气地质资源量的约36.8万亿立方米。     

盆外山地浅层页岩气经济有效开发对策探索

对于埋深浅于2 000 m特别是浅于1 000 m的浅层页岩气藏,国内尚无成功开发的先例。为了给国内首个山地浅层页岩气藏——太阳区块山地浅层页岩气藏(以下简称太阳气藏)的开发提供思路,基于前人的研究成果,结合四川盆地周缘昭通国家级页岩气示范区内太阳背斜地区已有的地震、地质、钻井、录井、测井、测试、分析化验和生产动态等方面的资料,分析了该区山地浅层页岩气的成藏特点,探索了其经济有效开发的技术对策。研究结果表明:(1)太阳气藏属于复背斜型页岩气藏,具有整体埋藏较浅、面积较大、背斜宽缓、向斜狭窄的隔槽式构造特征,气藏整装连续、规模大,页岩气规模建产稳产资源潜力较大;(2)不同于中深层页岩气藏,太阳气藏受燕山、喜马拉雅期构造抬升作用的影响,保存条件顶差翼好,页岩气储层天然裂缝发育、水平应力差较小,压力系数低,为常压—微超压气藏;(3)同一小层背斜顶部伴有常规气聚散特征,即游离气含量相对较高、孔隙度较高、含气饱和度较高;(4)浅层页岩气具有初始压力低、初始产能低、产量递减率低的生产动态特征。进而以山地浅层页岩气效益开发理念为核心,按照埋深划分出A、B、C三种类型井的设计思路,提出了气藏工程、钻采工程、投资成本控制等经济技术有效开发对策。     

渝东南盆缘转换带龙马溪组页岩气散失过程、能力及其主控因素

研究页岩气的散失过程、散失能力及其控制因素对于揭示页岩气的成藏机理、指导页岩气的勘探选区等都具有重要的现实意义。为此,以四川盆地东南部及其盆缘转换带(以下简称渝东南盆缘转换带)下志留统龙马溪组页岩为例,通过现场解吸实验模拟页岩气散失过程,并借助X射线衍射分析、有机碳含量测试、低温氮气吸附实验、等温吸附实验、扫描电镜观察等室内研究手段,定性分析页岩气的散失过程,定量评价页岩气的散失能力,并在此基础上探讨影响页岩气散失能力的主控因素。研究结果表明:(1)该转换带龙马溪组上、下段页岩的页岩气散失过程存在着明显的差异,后者的散失能力明显低于前者;(2)页岩气散失能力主要由温度、压力及岩石属性等决定,其中温度、压力是最主要的外在因素;(3)有机质含量是决定页岩气散失能力的最主要内在控制因素,随有机质含量的增加,页岩比表面积增大、吸附能力增强,页岩气散失能力降低;(4)页岩气散失能力在一定程度上受到岩石矿物成分和孔隙结构的影响,石英含量、黄铁矿含量与散失能力呈负相关关系,长石含量与散失能力呈正相关关系,碳酸盐矿物含量和黏土矿物含量与散失能力之间的相关性不明显。     

库车前陆冲断带深层大气区形成条件与地质特征

针对库车深层构造,开展"宽线+大组合"山地地震采集、高陡构造叠前深度偏移处理、深层构造建模等一系列地震勘探技术攻关,初步落实了盐下深层构造,发现并落实了一批大型构造圈闭。研究发现,库车前陆冲断带深层具有形成构造大气区的有利条件:大型叠瓦冲断构造为大油气区的形成奠定了良好的圈闭基础;优越的烃源条件与晚期强充注为大气区的形成提供了充足的烃源;深层发育大规模有效砂岩储集层,为大气区的形成提供了良好的储集空间;巨厚膏盐岩为深层大气区的形成提供了优越的盖层条件。盐下深层构造大气区油气地质特征主要表现为:油气分布受构造圈闭控制,以构造气藏为主;冲断带深层储集层物性总体较差,裂缝对油气富集高产有重要控制作用;油气分布具源-盖共控、叠置连片、整体含气的特点;储量规模较大,单井产能较高。     

四川盆地高陡构造区凉高山组页岩油气地质特征

四川盆地下侏罗统凉高山组为三角洲—湖泊沉积,盆地东部地区为沉积次中心。由于盆地东部地区高陡构造发育,过去浅层勘探一直未受重视,研究较少。本次研究通过野外露头、岩心,薄片、扫描电镜、X衍射、氮气吸附等方法,对侏罗系凉高山组岩石学特征、有机地球化学特征、储层特征、含油气性、保存条件等要素进行分析,指出川东高陡构造区凉高山组湖相页岩油气具有较大的勘探潜力。结果表明：(1)凉高山组页岩厚度大,平均为34 m,以Ⅱ型干酪根类型为主,少量Ⅲ型,有机碳（TOC）平均含量1.4%,Ro值1.0%～1.4%,平均孔隙度3.49%,具备良好的页岩油气地质条件。(2)凉高山组为粉砂岩、细砂岩与富有机质泥页岩的混合沉积,发育砂岩及页岩两种储层,储层品质优,烃储搭配良好,利于页岩油气富集。(3)川东地区凉高山组页岩脆性矿物平均含量61.3%,水平应力差较小,向斜区地层压力系数大于1.0,有利于页岩储层改造和油气富集。(4)距离断裂带5 km以外,埋深1 000 m以深的地区保存条件好,勘探潜力大,确定开江、涪陵及忠县地区为勘探有利区。     

济阳坳陷盆缘地层目标勘探评价方法

在对济阳坳陷盆缘地层油藏分布规律研究和成藏主控因素分析的基础上,采用定性分析和定量评价相结合的思路,建立了基于输导、保存、圈闭、储层等4项地质条件的成藏主控因素的分级评价方法。其中在输导体系条件突出了油源断层对盆缘地层目标成藏控制作用,在保存条件引入了对直接盖层厚度、顶底板条件的评价。同时结合常规勘探目标评价思路和内容,建立了济阳坳陷盆缘地层圈闭综合评价规范,该规范的建立对开展中国东部断陷盆地盆缘地层勘探目标的评价优选具有一定指导意义。     

生长地层及其在判断天山北缘前陆冲断褶皱带形成时间上的应用

新生代以来天山北缘前陆冲断褶皱带自南向北可分为山麓冲断褶皱带、霍尔果斯-玛纳斯-吐谷鲁冲断褶皱带、独山子-安集海冲断褶皱带3排构造带。在野外观察的基础上,结合地震剖面分析,确定了各排构造带生长地层发育层序;结合裂变径迹年龄证据,并根据现有磁性地层等年代学资料,确定了天山北缘晚新生代构造变形时间序列:第一排构造带形成于距今10 Ma以来;第二排构造带形成于距今7～2.58 Ma以来;第三排构造带形成于距今大约0.73 Ma后。