涪陵页岩气田拉开中国页岩气商业开发序幕

<正>7月8日至10日对中石化涪陵页岩气田焦石坝区块焦页1-焦页3井区五峰组-龙马溪组一段的探明地质储量进行评审。经评审认定,涪陵页岩气田是典型的优质海相页岩气,新增探明地质储量1 067.5亿立方米。此次评审结果的出炉标志着我国首个大型页岩气田正式诞生,将拉开我国页岩气商业开发的序幕。涪陵页岩气田主体位于重庆市涪陵区焦石镇,属山地-丘陵地貌。此次中石化提交的探明储量区为涪陵     

涪陵页岩气田拉开中国页岩气商业开发序幕

7月8日至10日对中石化涪陵页岩气田焦石坝区块焦页1-焦页3井区五峰组-龙马溪组一段的探明地质储量进行评审。经评审认定,涪陵页岩气田是典型的优质海相页岩气,新增探明地质储量1 067.5亿立方米。此次评审结果的出炉标志着我国首个大型页岩气田正式诞生,将拉开我国页岩气商业开发的序幕。     

四川盆地涪陵平桥页岩气田五峰组——龙马溪组页岩气富集主控因素

涪陵平桥页岩气田位于四川盆地涪陵凤来复向斜内的"窄陡型"断背斜构造上,目前五峰组—龙马溪组产层探明页岩气地质储量为1 389.17×10~8 m~3,揭示该气田具有良好的勘探开发前景。利用现有的钻井、测井、地震及分析化验测试资料,研究了涪陵平桥"窄陡型"断背斜页岩气田的基本特征,分析了页岩气富集高产主控因素和单井产量差异原因。研究表明:(1)平桥页岩气田气层(TOC≥1%)的累计厚度介于115～155m之间,底部优质页岩层段(TOC≥3%)厚度介于36～40m之间,气田具有储量丰度高(储量丰度为12.68×10~8 m~3/km~2)、气藏压力高(压力系数为1.56)、气井产量高(平均测试产量为21.99×10~4 m~3/d)的"三高"特点;(2)深水陆棚相优质页岩发育、断裂不通天、走滑性质弱、封堵性好且周边无露头等明显泄压区,是页岩气田富集高产的主控因素;(3)在页岩气层富集条件相似时,微裂缝发育程度、构造位置和埋深是单井产量平面差异的关键因素。     

川东南涪陵地区五峰组-龙马溪组页岩气藏中的超压作用

中国南方海相上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组高产页岩气藏普遍发育超压，为分析超压对于页岩气藏的作用，选取川东南涪陵页岩气田典型钻井进行了系统解剖研究。超压是页岩气藏良好保存条件的直接表征，其中，有机质热演化生烃增压是造成该地区异常高压的主要因素；涪陵焦石坝主体龙马溪组页岩气高产层段地层均发育超压，页岩储层孔隙度高、含气量高。超压对页岩气藏的影响:一方面，超压能减缓作用在岩石骨架上的有效应力，使页岩储层保存相对较高的孔隙度，超压可形成页岩超压微裂缝，提高页岩储集层的渗流能力，同时超压意味着地层能量高，游离气含量高，页岩气藏含气性更好；另一方面，超压降低了作用在页岩储层的有效应力，同时超压微裂缝的发育有利于页岩压裂改造。      

焦石坝区块海相页岩气储层含气量测井评价

四川盆地涪陵页岩气田是国内迄今为止发现并投入开发的大型非常规气田,被国家能源局设立"重庆涪陵国家级页岩气示范区"。为深化焦石坝区块页岩气储层评价,以参数井焦页1井页岩岩心实验为基础,建立了基于常规测井资料的页岩气储层游离气、吸附气及总合气量计算模型与评价标准,并应用于区内3口探井连续含气量剖面建立和综合评价,确定了龙马溪组底部一五峰组为区内最优"甜点"层段。     

页岩气选区评价关键参数及上下限

四川盆地及其周缘页岩气资源丰富,选区评价是获取页岩气区块并实现勘探开发的前提,然而目前页岩气选区评价关键参数并不统一,关键参数标准及上下限仍存在争议并缺乏系统性研究,因此亟需建立一套适用于高热演化海相页岩气的选区评价体系。充分调研了国内外页岩气选区评价方法、行业和企业标准及公开文献,开展了各类选区评价参数统计,优选了选区评价关键参数,探究了每个关键参数的上下限,建立了页岩气选区评价关键参数取值范围标准。研究优选出7个页岩气选区评价关键参数,主要包括有机碳含量（TOC）、成熟度（R_O）、孔隙度、压力系数、埋藏深度、脆性矿物含量和页岩有效厚度。有机碳含量作为页岩气选区评价的首要关键参数,其下限可降到1.0%;成熟度R_O是页岩气聚集形成的重要指标,其下限仍为1.3%,上限可提高至4.0%;孔隙度作为页岩储层评价的重要参数,其下限仍为2.0%;压力系数作为页岩气的保存参数,其下限可降至1.0;页岩埋藏深度的上下限分别为1 000 m和5 000 m;脆性矿物含量作为压裂参数,其下限仍为40%;页岩有效厚度应选取TOC>2.0%、1.3%<R_O<3.5%、孔隙度>2.0%和脆性矿物含量>40%的页岩层段,其下限为20 m。优选的选区评价关键参数及建立的上下限标准,对中国复杂构造背景下的高过成熟海相页岩气的选区评价和高效勘探开发具有重要指导意义。     

我国首个超千亿立方米页岩气田诞生

中石化集团公司日前宣布,国土资源部油气储量评审办公室专家组近日通过了对中石化涪陵页岩气田焦石坝区块焦页1-焦页3井区五峰组-龙马溪组一段的探明地质储量评审。评审认定,涪陵页岩气田是典型的优质海相页岩气,新增探明地质储量1 067.5亿m3,这标志着我国首个大型页岩气田正式诞生。     

中国首个大型页岩气田典型特征

2012年11月28日JY1井龙马溪组页岩气层测试获得日产20.3×104 m3高产页岩气流,宣告了涪陵页岩气田的发现,并于2014年7月10日向国家储量委员会提交了国内第一块页岩气探明地质储量。勘探开发实践证明,涪陵页岩气田储层为海相深水陆棚相优质泥页岩,厚度大,分布稳定,中间无夹层。气田具有气井产量高、气藏压力高、天然气组分好、试采效果好的特点,属于中深层、高压、优质天然气藏。通过区域沉积背景、岩性、微观孔隙结构、物性、气源、气藏特征、测井响应特征及气井生产特点等方面的综合研究,表明:1涪陵页岩气田龙马溪组属于深水陆棚静海沉积环境,富有机质泥页岩发育;2龙马溪组泥页岩热演化程度适中,纳米级有机质孔隙发育;3天然气源于龙马溪组自身的烃源岩母质;4涪陵龙马溪组页岩气藏具有与北美典型页岩气藏类似的地质特征和开发生产规律。从而较全面证实了涪陵龙马溪组页岩气田是典型的原地滞留、自生自储页岩气。     

四川盆地五峰组-龙马溪组页岩气高产地质原因及启示——以涪陵页岩气田JY6-2HF为例

涪陵页岩气田开发的巨大成功(JY6-2HF井累产超过3×10⁸ m³)为五峰组-龙马溪组页岩气勘探开发提供了新的启示,这一成功的关键在于①焦石坝地区位于鄂西-渝东五峰组-龙马溪组深水沉积区,WF2—LM4笔石带页岩厚度较大,具有较好的页岩气富集的物质基础;②JY6-2HF井主要穿行在WF2—LM4笔石带页岩层位中,该套优质页岩与中东-北非的"Lower Hot Shale"具有全球可对比性。涪陵、威远和长宁等页岩气田开发井的主要水平段也都在这段笔石带之中,该笔石带页岩具有有机碳含量高(TOC>3%)、有机质孔最发育(有机质孔隙度>4%)和含气量高(6.87～9.02 m³/t)等特点。综合分析认为,在类似的地质和工程条件下,页岩气井水平轨迹在WF2—LM4笔石带页岩中穿行比例决定了页岩气单井产量和最终可采储量(EUR)。研究成果将为四川盆地及其周缘五峰组-龙马溪组页岩气和世界其他地区志留系页岩气勘探开发提供参考。     

黔北地区与涪陵地区下志留系龙马溪组页岩储层特征研究

本文利用野外露头观测、岩心观察、薄片观察及相关测试分析结果对黔北地区页岩气储层进行研究并与我国页岩气开发成熟的涪陵地区页岩气储层做出比较。结果表明:黔北龙马溪组页岩厚度普遍较大,主要发育于深水陆棚环境。与涪陵页岩气田相比较黔北龙马溪组页岩有机质类型大多处于成熟一过成熟阶段,具有较高TOC含量和高含气量。且龙马溪组页岩沉积环境相对稳定,烃源岩品质好,脆性矿物含量较高,渗透率与孔隙度等储集空间较好。     

页岩含气量理论图版

页岩含气量主要包括游离气含量和吸附气含量,其中游离气含量的影响因素有孔隙度、含气饱和度、密度、压力、温度等,而影响吸附气含量的因素有有机碳含量、有机质成熟度、压力、温度等。不同有机质类型的页岩吸附能力（吸附量/有机碳含量）差别较大,且Ⅲ型＞Ⅱ型＞Ⅰ型,并分别建立了游离气含量和吸附气含量的计算公式。为了快速、准确地获取页岩含气量,分析并筛选了页岩含气量主控关键参数,基于含气量理论计算公式等相关理论计算得出不同有机质类型的页岩含气量图版。总体上,页岩含气量随深度增加而变大,但变大趋势逐渐降低。页岩含气量图版理论值与页岩现场测试含气量相关性拟合表明图版具有广泛的实用性。在页岩气勘探初期地质参数较少的情况下,页岩含气量图版的建立从理论上预测含气量,为合理评价页岩气资源潜力和预测有利区提供了依据。     

页岩气测井评价研究——以川东南海相地层为例

页岩气主要以游离和吸附方式赋存于暗色泥页岩或炭质泥页岩中。其中,游离气一般赋存于泥页岩的孔隙或裂缝中,而吸附气主要赋存于泥页岩中的有机质或黏土颗粒表面。依据不同测井曲线的基本原理,结合实验测试,利用测井技术对页岩气进行识别分析与评价,并分别计算出游离气含量和吸附气含量。通过研究分析,提出了计算页岩游离气含量"四步法"和吸附气含量"三步法"。依据建立的页岩气测井评价模型,以川东南海相页岩地层为例进行技术应用,取得了良好的效果。     

美国页岩气压裂增产技术

页岩气是非常规气勘探开发的重要领域,并在美国取得了巨大成功。页岩气以吸附或游离状态为主要存在形式,形成于暗色高碳泥质烃源岩中。页岩气藏是典型的非常规天然气藏,它具有低渗透、生产周期长和开采寿命长的特点。页岩气作为一种高效、清洁的能源,其中蕴藏着巨大的经济和环境效益。美国页岩气开发采用了先进的压裂增产技术,页岩气产量逐年提高。水力压裂技术的改进主要是指各种压裂技术的涌现,如分段压裂技术、重复压裂技术、同步压裂技术和清水压裂技术等。     

Chemical analyses of shale gas and conventional natural gas

Abstract

Shale gas is essentially non-traditional natural gas (NG). Shale gas can be considered an unusual alternative energy source. Shale gas production is a method of obtaining the NG trapped between deep underground rocks. Shale gas production is not economical, except for horizontal drilling and hydraulic fracturing methods. Advanced analysis of shale gaseous samples can be done using gas chromatography, mass spectrometry and other modern testing methods. The Orsat apparatus includes three absorption pipettes containing chemical solutions that absorb gases. Absorbents are a 33% by weight aqueous solution of potassium hydroxide (KOH) for carbon dioxide (CO₂), alkali pyrogallol for oxygen (O₂) and ammoniacal cuprous for carbon monoxide (CO) measurement. Oxygen is absorbed in alkaline pyrogallol or in a chromous solution. Shale gas can be analyzed best gas chromatographically. The capillary column can be separated from all the hydrocarbons and their isomers by alumina, which is used as a stationary phase in the gas chromatographic column, because alumina is highly selective for hydrocarbons. Silica is a specific adsorbent that exhibits greater applicability for hydrocarbons. The chemical contents of shale gas are similar to those of the conventional NG. The processing, transfer and storage and distribution of shale gas are assumed to be similar to the conventional NG.     

页岩气成藏控制因素及中国南方页岩气发育有利区预测

在系统研究美国页岩气成藏理论和成藏条件的基础上,分析了页岩气成藏的主要控制因素,分为内部因素和外部因素:前者指页岩本身的因素,包括有机质类型和含量、成熟度、裂缝、孔隙度和渗透率、矿物组成、厚度、湿度等;后者主要包括深度、温度和压力等。其中,有机质类型和含量、成熟度、裂缝及孔隙度和渗透率是控制页岩气成藏的主要因素。结合主要影响参数,建立了预测页岩含气的种类、比例和页岩气藏发育有利区的参数模型。运用此模型类比研究发现,中国南方古生界海相页岩层中,寒武系和志留系是页岩气发育的最有利层系。寒武系页岩气藏发育最有利区位于四川盆地和米仓山—大巴山前陆以及渝东、黔北、湘西—江南隆起北缘一线;志留系页岩气藏发育最有利区位于上扬子的四川盆地和米仓山—大巴山前陆和渝东—鄂西一带、中扬子鄂北以及下扬子苏南等地。并对各有利区的泥页岩指标进行分析,以期为中国页岩气早期评价提供参考。     

页岩气井口湿气流量计现场使用性能评价研究

目的 选择典型的页岩气生产平台,采用自主设计的两相流量计现场比对测试橇,在不同生产工况下实验评估湿气流量计的现场使用性能。方法 分析了页岩气井口湿气流量测量的特点,考查了湿气流量计在页岩气井口不同气液流量下的性能特征。结果 测试流量范围内湿气流量计气相偏差为-6.07%～0.82%,液相偏差为-24.91%～96.49%,且随着气液两相流量的降低,被测湿气流量计的气液测量偏差逐渐增大。结论 湿气流量计的测量性能与气液流量等工况极为相关,需要进一步扩大实验规模和范围,同时尽快制定明确的湿气流量计技术需求指标,确保现场应用的湿气流量计满足页岩气生产需求。     

黔北地区下寒武统黑色页岩沉积特征及页岩气意义

以沉积学、层序地层学、石油天然气地质学为理论基础,以野外实测剖面分析、地化元素分析、薄片观察等为手段,采用"点—线—面"三位一体的方法,对黔北地区沉积特征进行分析。黔北地区下寒武统牛蹄塘组沉积环境为浅海沉积,主要沉积体系类型有浅水陆棚和深水陆棚。古地貌整体为西北高、东南低的特点,物源区主要来自研究区西北部,少量来自西南部。下寒武统黑色页岩普遍发育,厚度在工区东南部最大,可达200 m。宏观上的黑色页岩广泛发育、厚度大、颜色深,微观上富含有机质且硅质质量分数较高。结合宏观、微观2方面,认为工区东南部为页岩气勘探重点区域。     

中国页岩气开发进展、潜力及前景

中国作为北美之外最大的页岩气生产国,随着页岩气勘探开发的持续快速推进,在埋深3 500 m以浅的海相页岩区已经建成200×10⁸ m³的页岩气年产规模。未来全国埋深3 500 m以浅页岩气能否继续稳产上产、埋深超过3 500 m的深层页岩气的开发潜力如何,既是评价和判断未来中国页岩气资源开发潜力和发展前景等的前提,也是决定能否在川渝地区建成"天然气大庆"的关键。为此,通过总结中国页岩气理论认识和工程技术发展成果,分析页岩气资源的开发潜力,预判了未来的发展前景。研究结果表明:①在页岩气理论体系方面,明确了海相深水陆棚笔石黑色页岩形成条件及页岩气富集机理,建立了"甜点区"和"甜点段"地质理论,初步构建基于"人造气藏"的页岩气开发理论,建立了四川盆地南部地区深层优质页岩厚度大、保存条件好、发育微裂缝与超压的页岩气富集高产模式;②在页岩气工程技术方面,水平井多段压裂等关键工程技术实现了跨代发展,支撑了中国仅用6年时间就实现了页岩气年产100×10⁸ m³、其后又用2年时间实现了年产200×10^8<...