基质型页岩油储层高导流体积缝网压裂技术

针对松辽盆地北部青山口组基质型页岩油储层压裂改造的难点,结合基质型页岩油储层地质特征,文中采用前置液态CO2增能技术降低破裂压力,增加裂缝的复杂程度,优选出低伤害压裂液体系,以减小对储层的伤害;在大排量、大规模体积压裂的同时,采用多尺度多缝多粒径支撑剂组合加砂工艺、高砂比伴注纤维加砂工艺及混合压裂液变黏度多级交替注入工艺提高裂缝导流能力,形成了一套适用于松辽盆地的基质型页岩油储层高导流体积缝网压裂技术。研究表明,该技术增加了压裂后返排率,降低了储层伤害,形成了复杂缝网体系及高导流裂缝,提高了产量,在松辽盆地北部现场应用4口井,压裂后均获得工业油流。研究成果对基质型页岩油储层压裂改造提供了技术借鉴。     

鄂尔多斯盆地页岩油水平井开发关键科技问题

中国石油长庆油田分公司以鄂尔多斯盆地三叠系延长组7段(长7段)富有机质泥页岩层系中的重力流砂岩薄夹层为目标,实现了陆相低压淡水湖盆夹层型页岩油的规模效益开发,发现并探明了10亿吨级庆城页岩油大油田,累计提交探明储量10.52×10⁸ t,率先建成了中国第一个百万吨页岩油整装开发区。随着产建规模不断扩大,地质体差异明显,单井初期产量低且递减快、采收率低、开发成本高等问题越来越突出。通过多年的矿场实践,提出了页岩油开发中的关键科技问题,并根据系统分析提出了合理建议。页岩油水平井钻遇率可分为纵向钻遇率及横向钻遇率,提高优质储层纵向、横向钻遇率是提高单井产量的重要举措;水平井部署时可优先考虑优质储层的延伸方向,提高优质储层的钻遇率;压裂液弹性能对采收率贡献占比相对较低,储层改造不能过度强调大砂量、大液量、大排量,要充分考虑井距、纵向隔夹层分布、裂缝发育情况,优化压裂规模、施工排量等参数;烃源岩品质变化和成岩作用的强弱是造成砂体含油性差异的主要原因,影响有利区选取及优质储层分布;前置CO₂增能体积压裂增能效果明显,是降黏提高采收率的有效手段。深化地质综...     

弱面理论在吉木萨尔页岩体积改造中的应用

针对吉木萨尔油页岩缝网压裂裂缝形态认识不清的问题,从页岩储层改造特征出发,结合弱面强度理论,研究吉木萨尔页岩储层水力压裂缝网形成机理,定量化改进水力裂缝与天然裂缝、层理面相交作用准则,分析缝网扩展延伸规律,确定体积改造的工程可控参数。研究表明,排量为12 m~3/min、净液量为2 596 m~3、砂比为0. 1～0. 2可有效增大体积压裂裂缝改造效果,增大泄油面积。该研究为吉木萨尔页岩体积改造设计提供了理论依据和参数指导。     

页岩油储层径向井立体压裂产能预测模型研究

页岩储层页理发育,常规水平井体积压裂纵向穿层能力不足导致改造程度受限。本文根据径向井立体压裂开发页岩油新思路,给出了径向井立体压裂的缝网形态描述方法,建立了页岩油三维基质—裂缝—井筒跨尺度流动模型,对比分析了水平井压裂和径向井立体压裂2种开发模式下的页岩油产能,研究了天然裂缝对页岩油产能的影响。结果表明：径向井立体压裂可打破裂缝层高限制,增强了储层改造效果,径向井层数和主井数越大,产能越高。以松辽盆地古龙页岩油藏为例,有天然裂缝条件下3井3层4分支径向井立体压裂缝网直接相交的水力裂缝是水平井压裂的1.35倍,第三年产油速率和总产油量均为水平井压裂的2.2倍以上,研究结果可为径向井立体压裂高效开发页岩油提供理论依据。     

威远龙马溪组页岩气藏加砂压裂异常原因分析及对策

页岩气藏人工裂缝起裂、裂缝延伸机理与常规储层有很大差异,且页岩储层天然裂缝和层理发育,体积压裂改造导致加砂压裂异常,影响增产改造效果。针对威远页岩气藏储层特性,统计分析了威远龙马溪组42井次754层段的压裂施工,其中73层段出现不同程度的加砂异常,从而归纳出导致加砂压裂异常的主控因素,包括气藏埋藏、天然裂缝发育情况和页岩页理层理结构、矿物组分等,形成高密集度加砂压裂、混合压裂、连续加砂综合压裂和复合暂堵转向压裂等4种针对性的工艺技术。采取配套适应储层特点的工艺技术,可提高龙马溪组加砂压裂改造的成功率,为页岩压裂设计优化和现场施工提供技术支持。     

东濮凹陷致密油体积压裂技术研究及应用

中原油田东濮凹陷致密油在沙河街组普遍发育,埋深3250m～4250m,岩性为泥页岩夹薄砂,纵向呈“千层饼”式组合沉积,小层厚度小,厚度<2m的层占比75%。根据致密油储层纵向沉积特征,以提高纵向动用率、平面裂缝复杂程度为目标,形成了纵向穿层、平面扩缝、组合支撑的复杂缝压裂优化设计技术,明确了工艺参数。秉承体积压裂技术理念,研究应用结果表明在直井上能够形成相对复杂的裂缝系统,压后最高日产油10.6m3,较常规压裂效果显著。     

准噶尔盆地吉木萨尔凹陷芦草沟组含油页岩岩石力学特性及可压裂性评价

页岩油储层具有油气丰度低、渗透能力差、单井无自然产能或自然产能低于工业油流下限、能量衰减快等特点，在水平井或多分支井的基础上实施高效的压裂改造是实现页岩油效益开采的关键。围绕吉木萨尔凹陷芦草沟组含油页岩储层的可压裂性评价，实验测试与理论分析相结合，研究认识了岩石的变形破坏特征、力学强度特性及其纵向分布特征；在芦草沟组页岩储层可压裂性影响因素分析的基础上，建立了可压裂性指数评价方法。结果表明：芦草沟组含油页岩的变形破坏呈现显著的脆性特征，且层理、微裂缝等结构面发育，具备压裂改造形成复杂缝网的内在地质力学条件；芦草沟组页岩储层间存在岩石力学强度、地应力相对较高的隔层，对该类型储集体的压裂过程中在兼顾裂缝网络复杂化的同时还应强化压裂缝对上下储层的沟通能力，实现压裂改造有效体积的最大化；综合脆性指数、水平应力差、层间应力差以及断裂韧性等指标，建立了可同时表征水平井体积压裂缝网形成难易与压裂缝穿越隔层沟通纵向储层能力的可压裂性评价方法；基于微地震压裂监测结果的验证分析表明所建立的可压裂性指数评价方法在以吉木萨尔凹陷油页岩为代表的薄互层状页岩地层中具有较好适用性。     

页岩油水平井体积压裂及微地震监测技术实践

为探索和解决准噶尔盆地吉木萨尔区块页岩油藏水平井体积压裂和平台式拉链压裂过程中人工裂缝网络的成像问题,储层改造方案采用高密度密集切割体积压裂充分改造储层,大排量施工满足多簇、多缝充分开启,滑溜水和胍胶逆混合压裂工艺实现高效造缝携砂,结合多种粒径支撑剂有效充填微细裂缝及主体人工裂缝。通过微地震井中监测技术识别页岩油水平井人工裂缝网络。结果表明：断层和天然裂缝带对微地震事件属性特征有影响,同时事件属性特征也能表征断层和天然裂缝的发育程度。在大规模体积压裂改造下,研究区内4口井的人工裂缝横向相互连通,形成了复杂的裂缝网络。压后投产初期的日产油量得到了较大提升,为该区页岩油的长期高效开发提供了技术依据。     

松辽盆地古龙页岩油复合体积压裂技术优化

为提高古龙页岩油增产改造效果,通过开展古龙页岩岩石力学参数测试实验,明确岩石力学参数对古龙页岩裂缝扩展的影响,优化页岩油储层射孔方式、簇间距、支撑剂粒径组合及类型、压裂施工控制工艺,改进古龙页岩油复合体积压裂技术。结果表明：古龙页岩岩石垂直页理方向上平均弹性模量为6.46 GPa,小于平行页理方向的平均弹性模量;页岩岩石表现脆性特征,抗拉强度及断裂韧性实验验证了页岩沿页理方向形成的裂缝更易扩展延伸;单段7簇35孔射孔方式能够保证人工裂缝的密集程度、增加裂缝网络长度,提高页岩储层体积改造效果;簇间距为7 m时,裂缝缝高有一定提升,容易形成复杂缝网;以70/140目、40/70目与30/50目粒径按照6∶3∶1的比例组合的支撑剂能有效支撑裂缝网络,为油气渗流建立通道。研究成果对实现古龙页岩油效益勘探与开发具有重要意义。     

页岩支撑裂缝长期导流能力测试方法及测试装置改造

常规砂岩储层加砂压裂后油气渗流通道主要依赖于支撑裂缝,而页岩气储层由于其典型的脆性特征,通过大规模体积压裂后会形成复杂的裂缝网络,页岩气渗流能力主要取决于支撑剂充填层裂缝和储层剪切滑移形成的自支撑裂缝,因此,室内页岩储层导流能力的测试应包括支撑剂充填层和自支撑裂缝的导流能力两部分。目前国内对于页岩支撑导流能力的测试方法大多还是借鉴常规支撑剂充填层导流能力测试方法,无论测试方法还是测试装备都有一定的不适应性,大部分国产支撑导流仪的闭合压力加载系统、流量控制系统不能满足页岩储层长期导流能力测试要求。文章提出了页岩支撑裂缝导流能力测试方法及支撑导流仪改进目标、改进方法、改进措施,为页岩气储层室内导流能力的实施提供了技术支撑,为页岩储层体积压裂支撑剂优选及压裂效果评价提供了保障。     

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。     

玛湖凹陷二叠系风城组页岩油储层孔隙结构及分类评价

准噶尔盆地玛湖凹陷下二叠统风城组为盆地西北缘的主力烃源岩,具有较大的页岩油勘探前景.利用场发射电子扫描显微镜以及高压压汞等测试手段,对研究区玛页1井风城组页岩油储层的孔隙结构进行了精细研究和分类评价.研究结果表明:①玛湖凹陷风城组页岩油储层以薄层状或块状云质、粉砂质、钙质或硅质泥岩为主,且泥岩中常发育大量白云石、方解石...     

准噶尔盆地西北缘哈山地区二叠系风城组页岩油储层特征及其控制因素

准噶尔盆地西北缘二叠系风城组蕴含丰富的页岩油资源,且在玛湖凹陷和乌夏地区的油气勘探取得重大突破,邻近的哈山地区也具有一定的勘探潜力。通过岩石薄片观察、扫描电镜分析、有机地球化学测试、XRD分析和储层物性分析等,对哈山地区风城组页岩油储层特征及其控制因素进行了研究。研究结果表明：(1)哈山地区风城组页岩油储层岩性主要为长英质页岩、钙质页岩和混积页岩,风城组页岩整体属于好—最好烃源岩,有机质类型以Ⅱ₁型和Ⅱ₂型为主,有机质主要处于未成熟阶段,部分推覆体下盘页岩有机质进入成熟早期阶段。(2)研究区页岩油储层孔隙度平均为2.32%,属于低孔储集层,储集空间以无机孔和微裂缝为主,有机质孔含量较低。(3)研究区风城组页岩油储层的发育主要受沉积相、成岩作用和构造活动的控制,其中沉积相不仅决定了岩石类型,还控制了有机质的富集程度;压实作用和胶结作用对储层物性具有负面影响,溶蚀作用可以大幅改善储集物性;构造活动形成的微裂缝不仅可以为页岩油赋存提供储集空间,还可以为油气运移提供通道,进而改善了页岩油储层的渗透性。     

准噶尔盆地玛湖凹陷二叠系风城组页岩油赋存特征与影响因素

综合应用地质、钻井、X衍射矿物成分分析、氩离子抛光—场发射扫描电镜—X射线能谱实验、高压压汞、岩石热解与岩心二维核磁共振实验,开展准噶尔盆地玛湖凹陷二叠系风城组页岩油赋存特征及其影响因素的研究.玛湖凹陷风城组页岩油主要存在薄膜状吸附油与充填状游离油2种赋存方式,岩相类型、岩石矿物组分与储集空间类型是页岩油赋存状态的主控...     

吉木萨尔页岩油水平井大段多簇压裂技术

吉木萨尔凹陷芦草沟组页岩油储层物性差,非均质性强、原油流动性差,水平井精准改造优势储层的难度大,分段压裂方式增产效果有限,压裂投入高、产出低的矛盾突出.针对这些问题,采用非均匀极限限流布孔技术改善段内各簇的压裂液进液分布,通过缝口暂堵和缝内暂堵提高净压力以形成复杂缝网,优化压裂施工参数促进段内多簇裂缝均衡起裂,最终形成...     

准噶尔盆地玛湖凹陷风城组常规-非常规油气有序共生与全油气系统成藏模式

基于地质、地震及钻测井新资料,对准噶尔盆地玛湖凹陷下二叠统风城组全油气系统形成的基本条件、常规-非常规油藏有序共生特征以及成藏模式进行系统研究。结果表明,受风城组碱湖优质烃源岩热演化及其生排烃过程、多类型(砾岩、砂岩、白云岩、泥页岩)储集层特征的控制,形成了常规构造-岩性油藏及受源储结构控制的致密油和页岩油。平面上,自玛湖凹陷周缘斜坡区向凹陷区,呈现成熟常规油藏—中高成熟致密油—中高成熟页岩油的有序共生特征。基于风城组常规-非常规油藏有序共生特征,明确风城组油气具有大面积连续聚集的特点,存在源储一体、源储紧邻、源储分离3类成藏模式,3类成藏模式在源储结构、储集层岩性及其空间分布、烃类运移特征、油气类型等方面存在差异。明确了准噶尔盆地应加快统筹常规-非常规油气整体布控与一体化推进,实现全油气系统的整体突破。进一步丰富陆相含油气盆地油气富集地质理论,以期为其他富烃凹陷的勘探研究做类比参考。     

准噶尔盆地二叠系咸化湖相页岩油气富集条件与勘探方向

准噶尔盆地中—下二叠统发育咸化湖相混积型页岩油藏,以吉木萨尔凹陷芦草沟组和玛湖凹陷风城组为典型代表,目前已进入全面勘探开发阶段,是中国陆相页岩油的重要类型和增储上产的重要领域。通过综述准噶尔盆地二叠系页岩油勘探开发实践的进展,系统梳理了准噶尔盆地二叠系页岩油的形成条件与富集模式,结合在玛湖凹陷风城组勘探中取得的常规油—致密油—页岩油有序成藏的全油气系统理论认识,探讨了准噶尔盆地中—下二叠统页岩油的资源前景与勘探方向。研究结果表明：准噶尔盆地二叠纪的咸化水体环境一方面促进了中—高成熟度规模优质烃源岩的发育,另一方面也控制了陆源碎屑、内源碳酸盐以及火山凝灰质颗粒的混积,形成一套广覆式分布于凹陷区的白云质粉砂—细砂岩、白云质泥页岩、泥质白云岩等细粒混积岩,同时,受高频水体动荡影响形成了3类高效的“源-储”组合;页岩油具有“生烃增压、微缝输导、源生邻储”的形成机制,表现为“二油共存、岩相控甜、甜点控富”的富集模式。玛湖凹陷、沙湾凹陷、盆1井西凹陷和阜康凹陷中—下二叠统烃源岩层系是下一步寻找页岩油气的有利勘探领域,具有常规—非常规油气协同探索的巨大勘探前景。     

准噶尔盆地玛湖凹陷风城组页岩油地质特征与分级评价

准噶尔盆地玛湖凹陷风城组页岩油资源丰富,但勘探程度较低,对页岩油资源的潜力评价和资源禀赋差异缺少系统研究,制约着勘探部署和有利区优选。以玛页1井为例,综合钻井、测井、岩心和岩石矿物组成、有机地球化学特征、储集物性、含油性等地质资料,系统分析了风城组页岩油地质特征,探讨了页岩油甜点评价标准。结果表明,风城组页岩主要由长英质和碳酸盐矿物组成,黄铁矿发育,黏土矿物较少。风城组页岩主要发育Ⅱ₂型干酪根,总有机碳（TOC）含量分布在0.08%~2.33%,多处于成熟阶段。页岩储集空间类型主要为狭缝状孔隙,孔隙分选性较好;总体上,宏孔较发育,孔隙体积分布在0.001~0.008 cm³/g,平均为0.003 cm³/g。风城组页岩内部烃类聚集,游离烃含量为0.52~13.31 mg/g,吸附烃含量为0.16~5.17 mg/g。明确了页岩岩相、微观孔隙特征、页岩油赋存形式是风城组页岩含油性的主控因素,在此基础上建立了风城组页岩油甜点的划分标准,在玛页1井风城组优选出8个最有利的页岩油勘探层段,有利储集岩相以长英质页岩为主。     

玛湖凹陷风城组页岩油产量影响因素及甜点评价

准噶尔盆地玛湖凹陷风城组页岩油资源潜力巨大,但该组岩性复杂、矿物种类多样、单层厚度小、甜点分散、裂缝发育程度不一,甜点优选难度大,严重影响了勘探进程。通过对烃源岩品质、储集层品质、工程品质及压裂规模的研究,系统分析了总有机碳含量、氯仿沥青“A”含量、孔隙度、含油饱和度、游离油含量、脆性指数、孔隙压力、两向应力差、裂缝发育程度等对产量的影响。研究表明,该组页岩油产量的关键控制因素主要有4个：游离油含量、脆性指数、裂缝发育程度及大规模体积压裂。利用研究区12口井的测井资料,分析产量与游离油、脆性、裂缝发育程度等控制因素的关系,建立适用于该组页岩油的甜点分类标准。将该分类标准应用于水平井玛页1H井分段分簇,取得了很好的应用效果,对后续勘探部署具有借鉴意义。