元坝地区大安寨段二亚段页岩气储层孔隙度计算方法

元坝地区大安寨段二亚段作为页岩气勘探的新层系,存在着储层孔隙类型复杂、非均质性强、实验分析数据少、孔隙度计算方法不明确的难点。在开展页岩气储层孔隙类型分析基础上,应用6种页岩气测井解释评价技术对储层孔隙度开展计算方法研究。通过分析可知,“核磁共振测井技术”不适用,“拟合模型法”没有办法建立模型,“ANN技术”、“KNN算法”、“声波时差法”和“骨架密度法”这4种技术方法的计算孔隙度的相对误差分别是13%、13%、0.4%和3.7%,其中“声波时差法”误差最小,说明解释精度最高。因此,认为“声波时差法”是目前计算大安寨段二亚段页岩气储层孔隙度最为合适的方法。研究成果推动了元坝地区大安寨段二亚段湖相页岩气的勘探部署。     

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。     

元坝地区页岩气勘探获重大突破

2012年3月4日,勘探南方分公司元坝探区重点探井元坝21井在陆相页岩层自流井组大安寨段常规射孔测试,获得日产50.7×104m3的高产页岩气流。此前,元坝102-侧1井、元坝11井、元坝101井、元坝5-侧1井等探井在大安寨段均试获中产页岩气流,目前元坝地区大安寨段已有5口井获得工业页岩气。     

川东北地区大安寨段陆相页岩气藏地质特征

为探索陆相页岩气藏地质特征及勘探开发潜力,以川东北元坝、涪陵地区侏罗系自流井组大安寨段为例,通过岩心观察、薄片鉴定、X射线衍射、有机碳含量分析、扫描电镜、高压压汞和氮气吸附等测试手段,重点研究了陆相页岩沉积环境与岩性、有机地球化学特征、储集空间与含气性、矿物组成、流体性质等气藏地质特征。研究结果表明,大安寨段发育浅湖—半深湖相富有机质页岩,岩性以页岩夹条带状或薄层状砂岩、介壳灰岩为主,有机质类型为Ⅱ_2型或Ⅲ型,TOC为0.33%～3.78%,R_o为1.11%～1.82%,总体处于成熟—高成熟演化阶段;页岩储层以无机质孔为主,孔隙度为1.5%～6.7%,以小于2nm的微孔和2～50nm的介孔为主,具有良好的含气性(含气量平均为1.49m~3/t);页岩可压裂性较好,脆性矿物含量平均达51%。已有12口井获高产油气流,总体表现出良好的勘探开发潜力。在对比研究陆相页岩与海相页岩特征差异性基础上,进一步明确有利沉积相是川东北地区大安寨段陆相页岩气富集高产的重要基础,同时受控于岩石组合及岩性成分、有机碳含量、物性参数、流体压力和微裂缝发育程度,以上认识可为四川盆地侏罗系陆相页岩气最佳勘探开发层系优选提供依据。     

中石化四川元坝地区页岩气勘探获重大突破

2012年3月4日,中石化勘探南方分公司四川元坝探区重点探井元坝21井在陆相页岩层自流井组大安寨段常规射孔测试,获得日产50.7×104m3高产页岩气流。此前,元坝102-侧1井、元坝11井、元坝101井、元坝5-侧1井等探井在大安寨段均试获中产页岩气流,目前元坝地区大安寨     

川东地区侏罗系自流井组大安寨段页岩气(油)储层评价

以野外剖面观测和室内薄片鉴定为基础,结合沉积相、薄片鉴定、X-衍射、物性、孔隙结构和岩石力学分析,确定川东地区大安寨段有利储层为各类介壳灰岩与碳质页岩的不等厚互层组合体,以发育于大安寨段第二亚段（简称大二亚段）上部湖坡亚相的湖退型灰岩与页岩互层组合为相对优质的储集体,其脆性矿物含量明显高于下部,更易产生天然裂缝和进行储层的压裂改造。有机碳含量平均值为1.07%,明显大于下部的0.38%,对应的实测总含气量平均值为0.71 m³/t,明显大于下部的0.41 m³/t。运用岩石薄片、压汞资料、物性资料等多种常规技术分析大安寨段页岩储层储集物性特征,分析结果表明大安寨段储层均具有特低孔-特低渗性质。场发射扫描电镜分析结果证明了储集体纳米级孔隙的发育和分布规律。粒间孔隙中的粘土矿物层间孔在大二亚段最为发育,且连通性最好,与有机质有关的孔缝及刚性矿物边缘缝在大二亚段上部较为发育,颗粒内孔仅在大二亚段上部零星发育。综合分析确定大二亚段上部相对大安寨其他层位更具页岩气（油）勘探开发潜力,应给于足够重视。     

四川盆地侏罗系页岩层系岩相类型及储集特征

陆相页岩层系岩性复杂、非均质性强,制约了储层甜点优选和探井部署。为查明四川盆地侏罗系页岩层系不同岩相类型的储集特征和含气能力,以元坝地区Y2井自流井组大安寨段为例,采用有机碳含量测定、全岩X射线衍射、岩石薄片鉴定、聚焦离子束扫描电镜、高压压汞—氮气吸附联合测定以及物性分析等手段,划分了大安寨段二亚段（后文简称大二亚段）页岩及夹层的岩相类型,并针对不同岩相类型开展储集物性、孔隙结构、含气性及可压性研究,在此基础上评选了优势岩相和岩相组合。结果表明,Y2井大二亚段页岩层系可划分为3大类6亚类页岩岩相,2大类6小类夹层岩相以及3种宏观岩相组合。页岩孔隙类型以粘土矿物层间孔、方解石溶蚀孔等无机孔为主,为页岩气的赋存提供了储集空间。计算页岩总含气量为2.59～4.38 m³/t,游离气平均占比67 %,具有较好的勘探潜力,但优势岩相的脆性矿物含量仅为50 %,可压性较差。综合评价认为,AB-Ⅰ型岩相组合中页岩页理和纹理发育,生烃条件好,含气量和游离气比例较高,存在可压性较好的夹层,是元坝地区Y2井大二亚段最有利的勘探储层类型。     

川中地区侏罗系大安寨段页岩岩相类型及储层特征

通过岩心薄片鉴定、扫描电镜观察、X射线衍射分析与TOC含量检测等技术,精细划分了川中地区侏罗系大安寨段页岩岩相类型,并对各岩相的储集空间类型、物性和含气性等特征进行了分析,确认了优势岩相,并结合岩相与沉积相的纵向发育特征,指出了优势开发层段。研究结果表明：①川中地区大安寨段页岩储集空间以与黏土矿物相关孔隙和颗粒边缘孔为主,孔隙度为0.31%~8.55%,平均为3.97%;渗透率为0.001~12.185 mD,平均为0.659 mD;气的质量体积一般高于1.0 m³/t,其分布特征与孔隙度具有高度一致性。②研究区大安寨段页岩岩相可划分为6个大类13个小类,其中中高有机碳含量的介壳灰质黏土质页岩岩相有机质丰度、脆性矿物含量、孔隙度和含气量均最高,为最具优势的岩相,中高有机碳含量的粉砂质黏土质页岩岩相其次,中高有机碳含量的黏土质页岩岩相虽然其有机质丰度较高,但裂缝欠发育,具有一定的地质勘探潜力。③研究区大安寨段优势岩相主要分布在大二亚段的半深湖亚相,这也是有利的勘探方向。     

淡水湖相页岩油气有机碳含量下限研究——以四川盆地侏罗系大安寨段为例

国内海相页岩气已成功实现商业化有效开发,但对于湖相页岩油气的勘探开发始终存在较大争议,其中一个重要的评价指标就是页岩油气的有机碳含量下限。在陆相页岩油气调研分析的基础上,以四川盆地侏罗系大安寨段淡水湖相为对象,从湖相页岩岩石类型、矿物组分特征、地球化学特征等开展页岩油气形成地质条件分析,并根据大量页岩有机碳热解数据、页岩产气层段与有机碳含量关系、页岩产油层段与有机碳含量关系的综合分析,初步确定淡水湖相页岩油气的有机碳下限为1.5%,试验数据与勘探实践较为吻合,确立的湖相页岩油气有机碳下限较为合理。并以此为依据,圈定了大安寨段有机碳含量大于1.5%的湖相优质页岩分布范围,为盆地下步湖相页岩油气勘探开发指明了方向。     

元坝地区大安寨段页岩气藏的形成条件

在元坝地区页岩气获得重大突破的背景下,通过对页岩气生烃条件、储集条件和保存条件的分析,认为元坝地区大安寨段地层具有良好的页岩气成藏条件,总结得出该区页岩气的富集主要受泥页岩有机质热成熟度、有机碳含量、裂缝发育和地层压力等因素控制.在有机质热成熟度R0＜2时,成熟度高,生烃量大,产生的膨胀力大,无残留油阻力,成藏动力大,有利于页岩气藏的形成.有机碳是页岩气形成的物质基础,其含量的大小直接决定了页岩气藏的含气丰度.裂缝既增加了储集空间,也为页岩气的运移提供了通道,裂缝发育有利于页岩气的聚集,但是发育的大断裂或断层可对页岩气藏产生破坏,不利于页岩气的保存.超压为页岩气运聚成藏提供了动力,它一方面可以排驱自由水和部分束缚水,增加含气量,一方面可使岩石破裂产生大量微裂缝,增大储集空间,更重要的是它驱动天然气向储集条件好的地区运移,形成“甜点”.     

四川盆地侏罗系大安寨段陆相页岩油气地质特征及勘探方向

四川盆地海相页岩气已取得勘探开发的重大突破,建成了涪陵、威远、长宁、昭通、威荣、永川6个页岩气田.陆相页岩气资源潜力大,是重要的勘探接替领域.采用全岩X衍射、有机碳含量分析、干酪根碳同位素、有机岩石学、高压压汞—氮吸附联合测定、氩离子抛光—扫描电镜及物性等多种测试分析手段,综合评价了四川盆地侏罗系大安寨段页岩气形成条件...     

川东南涪陵地区下侏罗统页岩油气地质特征

结合钻井、岩心、野外露头、测井等成果,从富含有机质页岩空间展布、地化特征、岩石矿物学、孔渗性特征和地质力学性质等方面,采用页岩气目标优选评价综合分析方法,对川东南涪陵地区下侏罗统大安寨页岩油气地质特征进行了综合研究,着重定量评价了有机碳含量、镜质体反射率、含气量、孔隙度、脆性矿物含量、岩石矿物成分、岩石力学参数等评价指标,初步证实该区页岩与美国Bakken页岩具有类似特征。涪陵大安寨泥页岩与灰岩、砂岩互层频繁,半深湖-深湖页岩为有机质富集的有利岩相。大安寨上亚段灰岩厚10~30 m,物性表现为低孔、特低渗特征;下亚段富有机质页岩夹薄层灰岩、砂岩,微孔缝发育,孔隙度高。页岩有机碳含量平均为1.33%,粘土矿物平均含量为51.7%~56.1%,石英平均含量为33%,现场实测平均含气量为1.66 m³/t,处于凝析油-湿气的高成熟阶段;杨氏模量为29 GPa,泊松比为0.30,有利于压裂形成网络裂缝。大安寨段中部浅湖相区岩性组合特征更有利于裂缝发育,是大安寨段页岩气勘探有利地区,评价优选出有利区面积820 km²。     

川东地区下侏罗统大安寨段页岩气（油）成藏条件

近期在四川盆地东部地区万县向斜南段,于下侏罗统自流井组大安寨段湖相黑色页岩夹薄层介壳灰岩组合中,有多口井钻获中、高产油气流。为证实大安寨段具备良好的页岩气（油）成藏条件和勘探潜力,首先分析了其油气地质特征：①大安寨段为淡水湖泊沉积体系,发育有滨湖、浅湖、湖坡和深-半深湖4种亚相,对应完整的湖侵-湖退旋回过程,可划分为低位、湖侵、早期高位和晚期高位4个沉积体系域;②穿越各亚相带的等时地层格架控制了大安寨段自生、自储、自盖页岩气（油）成藏组合条件;③以湖侵体系域的凝缩段和早期高位体系域中偏向深湖一侧的浅湖滩缘、湖坡和半深湖亚相为有利页岩气（油）储集相带,储层并非为单一的岩石类型,而是碳质页岩与泥质介壳灰岩的薄互层组合体。在此基础上,以有机质丰度、成熟度、厚度、埋藏深度及脆度为页岩气（油）的五度评价标准,结合该区页岩的成分特征和裂缝发育状况对大安寨段页岩气（油）的成藏地质条件进行了深入分析。结论认为：川东地区大安寨段具备优越的页岩气（油）成藏地质条件,可列为四川盆地非常规能源规划的主要目标和有利勘探区之一。     

四川盆地陆相页岩油气富集主控因素及类型

四川盆地陆相页岩气勘探虽然已在涪陵、元坝等地区下侏罗统大安寨段获得工业气流,但与海相下志留统龙马溪组页岩气相比,富集条件存在较大的差异,勘探潜力尚待探索。通过X衍射矿物组分、有机地化、氩离子抛光-扫描电镜、压汞-吸附联合测定、脉冲渗透率、纳米CT、含气性测试等方法技术,对控制陆相页岩气富集的岩性组合、成熟度和压力3个关键因素进行了研究。湖相碳酸盐湖坡风暴滩沉积的页岩与介屑灰岩不等厚互层,具有良好页岩气生烃(有机质丰度大于1.4%)、储集(孔隙度大于3%)、渗透(水平缝发育)和可压裂(脆性指数大于0.6)的配置条件,为最有利的岩性组合类型;成熟度控制着页岩储层有机质孔的发育和页岩油气的生成(以成熟度1.3%为界);超压(压力系数大于1.2)是陆相页岩油气富集高产的关键。据此将陆相页岩油气富集类型划分为超高压高成熟页岩与灰岩互层页岩气型和超压低成熟页岩与灰岩互层页岩油气型;优选涪陵北东岳庙段和元坝大安寨段为页岩气有利目标,涪陵北和阆中-平昌大安寨段、建南东岳庙段、元坝千佛崖组二段为页岩油气较有利目标。     

四川盆地侏罗系大安寨段湖相页岩油气形成地质条件及勘探方向

随着认识的不断深入和工程技术的进步,页岩油气已经正式进入我国储量序列,正在有序开发。通过岩心、露头、钻井、测井以及大量的分析化验资料,对四川盆地侏罗系大安寨段湖相页岩油气的形成地质条件和资源潜力进行系统分析和评价。研究结果表明:①大安寨段湖相页岩主要发育在大一三亚段浅湖、半深湖泥,有机碳含量平均为1.15%,有机质类型均以Ⅱ型干酪根为主,镜质体反射率介于0.8%～1.4%,处于成熟—高成熟阶段,页岩厚度大,生烃能力强,具备形成页岩油气的物质基础。②大安寨段页岩以黑色、灰黑色页岩与生物介壳灰岩不等厚互层为主,脆性矿物平均含量为63.4%含量较高;页岩孔隙度平均为5.92%,储集条件好,储层发育微米—纳米级孔隙,具备储集页岩油气的储集空间,有利于页岩储层的改造。③大安寨段湖相页岩油气具有埋藏浅、保存条件好、压力系数高等优越条件,按照有机碳含量大于1.5%的范围,计算页岩油资源量为70×10~8 t,页岩气的资源量为3.5×10~(12) m~3,结合大安寨段页岩油气评价指标,优选出射洪—遂宁—南充—蓬安—仪陇—南部页岩油气勘探有利区近1×10~4 km~2,并建议在公山庙、龙岗地区开展先导试验工作。     

川东地区下侏罗统勘探潜力评价

川东地区多口井在侏罗系见良好的油气显示,但因区内侏罗系构造高部位已被剥蚀殆尽,一直以来都未被给予足够的重视。明确区内侏罗系的勘探潜力,对于指导川东地区侏罗系下一步勘探有重要意义。通过对烃源岩、储层、构造及保存等条件分析认为:区内下侏罗统凉高山组和大安寨段烃源岩厚度大,凉高山组有效烃源岩厚5.6~35.8m,大安寨段有效烃源岩厚2.7~58.0m;凉高山组有机碳含量为0.15%~3.86%,大安寨段有机碳含量为0.15%~2.76%,平均都在1.00%左右,有机质丰度高,处于油气生成高峰期,资源丰富;砂岩和石灰岩储层均表现出特低孔特低渗的特征,但有利储集体滩坝和介壳滩在川东中北部地区大面积分布;互层式的源储组合有利于油气短距离运移聚集成藏;褶皱带宽缓向斜区内侏罗系保存完整,油气保存条件较好。这些都反映出川东地区下侏罗统凉高山组和大安寨段具有良好的勘探潜力,其中川东中北部地区的宣汉—开江—梁平—万州一带成藏条件最优,评选出凉高山组勘探有利区面积约5000km~2、大安寨段勘探有利区面积约3000km~2。     

鄂尔多斯盆地下寺湾—云岩地区长7段页岩气测井评价与分布规律研究

应用测井资料建立页岩气地质特征定量模型,能够方便快捷地获取连续泥页岩层段的地质信息,从而为页岩气地质研究提供依据。以页岩气测井评价方法为基础,结合鄂尔多斯盆地下寺湾—云岩地区延长组长7段页岩地质特点,以岩心测试数据作为修正标准,使用Δlg R法、声波时差法和孔隙度—成熟度相关性方法,建立了研究区长7段有机碳含量、孔隙度和成熟度的测井计算模型。通过模型计算了研究区内多口单井页岩地质参数,从而预测长7段页岩有机碳含量分布在0.5%～6.5%之间,镜质组反射率介于0.65%～1.25%,孔隙度普遍偏低。并以此为依据,明确了长7段页岩地质特征及其展布规律,为后期页岩气勘探开发奠定了基础。     

四川盆地中部侏罗系大安寨段致密油高产稳产主控因素

通过系统分析四川盆地中部地区(川中地区)大安寨段致密油的基本地质特征,结合大量勘探开发数据,解剖致密油高产稳产主控因素及勘探方向。大安寨段致密油具有如下特征:资源量大,丰度低;储集层总体致密,发育相对优质储集层;源储一体(或紧邻),油气运聚有利;不同类型孔隙普遍含油,连续分布。开发实践揭示,致密油高产稳产井主要分布在滨湖沉积亚相中的裂缝-孔洞型储集层中,裂缝在大安寨段致密油高产稳产影响因素中至关重要,天然气在石油运聚以及油井的高产中起到了重要驱动(气驱)作用。结合高产稳产特征、勘探开发成效以及钻井投资成本等因素综合评价认为,川中南部地区的大安寨段为四川盆地侏罗系致密油效益勘探开发的现实领域。     

川中地区大安寨段陆相页岩岩相对孔隙结构的控制作用

页岩储集层的油气储集能力取决于其复杂的孔隙结构,而不同页岩岩相具有不同的孔隙结构特征。为了明确不同页岩岩相对孔隙结构的控制作用,以川中地区侏罗系自流井组大安寨段页岩为例,基于总有机碳含量和X射线衍射全岩矿物分析,确定大安寨段页岩岩相,对不同页岩岩相进行薄片、扫描电镜、低温氮气吸附和高压压汞分析,确定其孔隙结构特征。结果表明,川中地区大安寨段页岩主要发育6种岩相：富有机质黏土质页岩、含有机质黏土质页岩、贫有机质黏土质页岩、含有机质混合质页岩、贫有机质混合质页岩和贫有机质钙质页岩,孔隙形态以平行板状和狭缝状为主。黏土质页岩主要发育黏土矿物层间孔、有机质孔和生烃增压缝,混合质页岩主要发育残余粒间孔,钙质页岩发育少量溶蚀孔。各类页岩岩相的孔体积和比表面积与黏土矿物含量呈正相关,富有机质黏土质页岩大孔孔体积与总有机碳含量呈正相关。其中,富有机质黏土质页岩大孔孔体积最大,孔径分布呈三峰特征,是川中地区大安寨段页岩油储集最为有利的页岩岩相。     

川东北元坝区块中下侏罗统页岩油气地质分析

结合钻井、岩心、野外露头、测井等成果,从富含有机质页岩空间展布、地化特征、岩石矿物学、储集空间特征、孔渗性特征和地质力学性质等方面,对川东北元坝区块中下侏罗统页岩油气地质特征进行了综合研究。显著地质特征是:富有机质泥页岩主要发育于自流井组大安寨段和千佛崖组千一—二段,为浅湖—半深湖沉积,黑色泥页岩夹灰岩或砂岩。有机质较为发育,有机碳含量平均为1.14%,有机质类型以Ⅱ₂型为主,镜质体反射率（R_o）介于1.4%~1.6%之间,均处于凝析油—湿气的成熟—高成熟阶段。总体上,中下侏罗统页岩气构造简单、稳定,断裂不发育,保存条件良好,有利于烃类形成。大安寨段湖相页岩油气总体与北美Eagle Ford页岩气特征相似。大安寨段暗色泥页岩厚40~115 m,孔隙类型丰富,发育水平缝和微裂缝,脆性矿物含量平均为52.7%,杨氏模量平均为37 GPa,泊松比平均为0.30,有利于压裂形成网络裂缝。