页岩气储层脆性评价方法研究现状

随着常规油气资源的不断开发,其存量资源越来越少。美国非常规油气资源的开发成功,为页岩气勘探开发奠定了技术基础。储层改造技术是决定页岩气开发成败的两大关键技术之一。而页岩气储层的脆性指数是评价页岩气储层可改造(可压裂)的关键指标。本文对国内外的页岩气储层脆性评价方法进行了广泛深入的研究,总结了岩石脆性的各种力学表征方法以及矿物成分对岩石脆性的影响,为我国页岩气储层脆性评价方法的研究提供了基础性参考资料。     

江西省页岩气资源潜力与发展前景分析

结合江西省地质构造情况,分析了江西省页岩气资源潜力与发展前景。认为下寒武统荷塘组、下志留统黎树窝组和中二叠统栖霞组、小江边组黑色页岩具有分布面积广、厚度大、有机质含量高、脆性矿物适中及微孔裂隙发育等特点,具有较强的页岩气资源潜力。但地质条件复杂、页岩有机质成熟度过高及页岩埋藏较深等不足在一定程度上限制了江西的页岩气勘探开发前景。根据页岩气成藏地质条件和地化指标分析,优选出赣东北地区为江西页岩气勘探开发的有利区,值得开展页岩气调查评价。     

基于微观弹性模量与矿物组分页岩脆性评价方法研究

基于弹性力学参数与矿物组分脆性评价方法是页岩气矿场最常用的方法,该方法不能实时针对页岩储层脆性特征随钻评价及考虑评价参数单一。基于矿物组分控制页岩破坏摩擦特征与裂缝发育程度研究,引入页岩微观弹性模量参数以及结合页岩屑密度为修正参数,建立页岩脆性评价方法。实施例选取一组不同页岩储层段的钻井岩屑和所对应标准页岩样为测试研究对象,得出新建页岩脆性评价方法算所得脆性评价结果与相应抗压强度测试后破碎程度一致性较好。     

页岩气储层测井解释评价技术方法分析

掌握页岩气储层测井评价要点对评价页岩气很有必要。通过梳理页岩气储层特征、测井响应特征和评价要点,分析研究了页岩储层参数测井计算方法。结果表明,页岩气储层测井响应特征主要表现为"四高三低一扩"的特征;页岩气储层评价要点主要包括矿物组分含量计算、地化参数计算、物性参数计算、含气量计算及岩石力学参数计算等。不同研究区页岩储层特征不同,在开展页岩气测井评价时,需要以实际岩心数据为基础,选择及建立合理的储层参数测井解释模型来开展页岩气储层测井综合评价。     

川南地区龙马溪组页岩气“甜点区”地震预测技术

为寻找页岩气勘探开发的"甜点"区,以四川盆地南部下志留统龙马溪组页岩气层为研究对象,从页岩储层总有机碳(TOC)含量、脆性和裂缝发育带等方面,就页岩气"甜点区"地震预测关键技术进行了研究。TOC含量预测采用地震岩石物理分析和叠前反演技术相结合的方法;裂缝发育情况利用叠后地震曲率体技术进行预测;脆性方面通过叠前反演技术预测高脆性指数发育区,来确定有利压裂品质区。综合TOC含量、裂缝、脆性预测结果,表明龙马溪组龙一1亚段是TOC含量高、裂缝发育、脆性好的"甜点"发育层位,川南长宁地区N201区块的中部、南部及西南部地区为"甜点"发育区。通过该套地震预测技术,可优选出页岩气"甜点"区,为页岩气勘探开发井位部署提供依据。     

下扬子区海陆过渡相不同沉积环境页岩气成藏条件对比

以下扬子区二叠系龙潭组富有机质泥页岩为研究对象,通过岩石热解模拟、元素分析测试、物性测试和X-射线衍射等实验,结合前人研究成果,对泥页岩空间展布特征、沉积微相类型、有机地球化学特征、储层特征和含气性特征等页岩气藏评价参数开展对比分析,结果表明:下扬子区龙潭组富有机质泥页岩广泛发育在滨岸平原、障壁-泻湖、三角洲前缘和浅海陆棚等海陆过渡相沉积环境中;泥页岩中有机质丰度较高,总有机碳(TOC)含量平均值为2.43%;干酪根主要为Ⅱ型、Ⅲ型;镜质体反射Ro分布范围是0.55%~2.66%,多数有机质处于中—高热成熟阶段;生烃潜力(S1+S2)平均值为2.96 mg/g,具备较大的页岩气生成潜能;研究区泥页岩物性较差,属于特低孔特低渗储层,但石英、长石、方解石等脆性矿物含量丰富,脆性指数(Ⅰ,Ⅱ)较高,有利于页岩气储层的压裂开发;保守估算下扬子区龙潭组吸附气量为0.34~0.96 m3/t,且物性封闭和烃浓度封闭作用进一步增强了页岩气的储存能力。对比不同沉积环境下页岩气成藏条件参数,综合研究认为下扬子地区障壁-泻湖相具备更为优势的页岩气成藏环境。     

齐家油田致密储层脆性指数计算方法研究

脆性指数大小及分布规律是制订储层压裂方案、提高致密储层产能的重要依据。脆性指数主要是通过岩心试验和岩石力学参数法获得。为了计算岩心和岩石力学参数缺失的油田脆性指数,有效开采致密储层,利用取心井岩心测试得出脆性指数,而后与测井曲线进行了相关性分析,优选出高相关的自然伽马曲线,建立了适合本区的脆性指数测井解释模型。最后利用该曲线解释出全区各井层的脆性指数。通过分析脆性指数与矿物类型、含量、粒度等关系可知:岩石粒度越细,石英、钙质胶结物含量越高,脆性指数值越高。在该区内优选脆性指数较高的井层开展现场试验,取得了较好效果。     

山西省域石炭二叠纪煤系泥页岩气储层评价指标体系

针对煤系泥页岩气地质资源量估算偏大的问题,选择山西省域石炭二叠纪煤系泥页岩气储层,通过页岩气日均产气量衰减率和经济下限产气量分析,提出了独立储层和组合储层的概念;基于492件实测泥页岩样品,评价了煤系泥页岩干酪根类型和TOC含量;通过泥页岩单位TOC含量吸附量和实测泥页岩含气量评价了泥页岩有机质成熟度和含气量的关系;基于与海相页岩气剖面资源量等量原则评价了煤系泥页岩厚度;基于煤层Ro、含气饱和度与埋深的正相关趋势,将煤系泥页岩埋深划分为1 000,1 000~1 500和1 500 m三种类别;基于128件实测泥页岩样品,将煤系泥页岩脆性矿物含量划分为30%,30%~40%和40%三个类别。基于煤系泥页岩有机质成熟度、总有机碳含量、含气量、埋深、厚度及脆性矿物含量6个参数,将山西省域石炭二叠纪海陆交互相煤系泥页岩储层划分为组合有利储层、组合较有利储层和组合不利储层。     

页岩气储层测井评价方法研究

为了建立适用于页岩气评价的测井解释体系,对比分析了页岩气测井与常规测井的差异,选取国外页岩气勘探实例,说明了测井组合在识别含气页岩层上的应用,根据页岩气勘探需求,对页岩气储层测井评价方法进行探讨。结果表明:常规测井组合能够满足页岩气层的识别要求;传统测井与特殊测井系列组合可用于求取孔隙度、含气量等储集参数,还可用于估算总有碳含量(TOC)、成熟度指数等关键指标;一些特殊测井技术多用于裂缝的识别与岩石力学参数评价。常规测井与特殊测井各有优势,加强对常规测井与特殊测井结合应用的研究应是未来探索方向。     

沉积环境对页岩气富集的影响

沉积环境是页岩气富集成藏的主控因素之一,以江西省三角洲一潮坪相、浅水一深水陆棚相、半深海一深海盆地相3种沉积环境的页岩储层为研究对象,分析不同沉积环境下页岩特征的差异性,探讨沉积环境对页岩气富集能力的影响。得出受沉积环境的影响,江西省内半深海一深海盆地相荷塘组页岩具有单层厚度大、有机质丰度高、有机质类型好、储集空间大等特征,最有利于页岩气的富集,而浅水一深水陆棚相梨树窝组页岩富集能力相对较弱,三角洲一潮坪相乐平组页岩气体富集能力最弱。     

页岩受载变形特性及矿物组分对岩石脆性影响实验

在页岩气开采中,脆性不仅直接影响页岩的压裂效果和井壁的稳定性,也是储层甜点评价的重要指标。结合页岩的受载变形特性(应力-应变曲线)及其矿物组分对页岩脆性的变化规律进行了分析,并对采用3种不同指标得到的页岩脆性系数进行了比较。页岩的应力-应变曲线通过单轴和常规三轴压缩实验获取,页岩矿物组分采用XRD,XRF技术进行测定。结果表明:页岩脆性系数均随围压增大而减小,围压越大,破裂面越少,并呈现出由脆性向延性转变的趋势;脆性矿物含量越高,脆度越高。在进行储层压裂层位选择以及可压性评价的时候,要综合考虑现场地应力状态以及矿物组分的影响。脆性系数B_3与B_1的相关性更好,与北美普遍采用石英组分进行脆性系数评价相比,对于矿物组分复杂的我国南方古生界页岩,宜采用石英、方解石、白云石作为脆性矿物组分进行页岩脆性评价。     

基于阵列声波资料评价致密砂岩可压裂性

对于致密砂岩储层的开发生产,水力压裂技术是一种行之有效的方法。储层的可压裂性是评价储层产能的重要指标。结合岩石力学实验,总结了储层的脆性、韧性和岩石破坏性质的关系;利用泥岩和储层段地应力大小差异,评价了储层压裂后裂缝纵向延伸的程度;验证了该方法在L地区致密砂岩储层的水力压裂开发中可压裂性评价的适用性。     

沁水盆地储层特征及潜在损害因素分析

针对页岩气开发生产过程中遇到的储层损害问题,笔者从构造特征、孔渗结构、温度压力、地层水组分、层系特征等方面详细描述了沁水盆地页岩气储层特征。通过对岩样进行的TOC测试、Ro测试、扫描电镜分析、薄片鉴定、全岩分析及含气量分析,得到了储层存在潜在的水敏、速敏和酸敏损害,考虑到页岩储层渗透率低、层理和微裂缝发育丰富等特点,储层也会存在一定的固相损害和应力敏感特性,钻井过程中应注意预防这些伤害。     

裂缝性油气藏区块的岩石可压性分析

油田地层的可压性评价是油田水力压裂施工中重点关注的问题,它直接关系到最终的增产效果。对某油田区块的深层岩石开展可压性评价,通过定义裂缝描述指数,结合岩石力学参数和残余应力2种方法计算的脆性指数,共同定量表征脆性指标;利用塑性应变能和岩石力学参数2种方法计算的塑性指数,来共同定量表征塑性指标;在脆性指标和塑性指标相互验证的前提下,基于这2种影响因素,给出了可压性指数的计算公式,利用7组试验岩心的计算结果,给出了油田目标区块的水力压裂施工指导性建议。     

各向异性表征技术在页岩气储层探测中的应用

为了更好地辅助页岩气储层探测工作,研究各向异性表征技术在页岩气储层探测中的应用,以某省西部主体构造为侏罗山式隔档式褶皱地形区域为研究对象,利用各向异性表征技术预测页岩裂缝,通过分析地震波在页岩介质内的传播变化特征,得到页岩内气储层裂缝位置,获得页岩气储层区。实验结果表明,当裂纹密度增加时,裂缝随着法向方向形状逐渐变平,此时页岩气储层的纵波速度各向异性较为明显,表明当前页岩气储层区域的含气量较多;页岩的裂纹密度增加时,其饱含水裂缝的水平面速度分量分布显著,在其水平面速度分量区域中部形成横波波纹,说明页岩饱含水层的气储层内气含量较低;P波振幅与其入射角成反比例关系,表明页岩气储层介质的各向异性特征明显。     

五峰组—龙马溪组储层特征及甜点层段评价——以昭通页岩气示范区A井为例

以昭通页岩气示范区A井五峰组—龙马溪组一段页岩为主要研究对象,利用薄片、氩离子抛光-场发射电镜、核磁共振、液氮吸附、X衍射及地化分析等多种测试手段,从岩石学、有机地化、矿物组成、孔隙类型及结构、物性特征及含气性等方面,系统评价了五峰组—龙一段各小层储层特征,并优选了页岩地质与工程甜点层段。结果表明:五峰组—龙一段以硅质页岩为主,优质页岩主要形成于海侵期-海退早期的深水陆棚相贫氧-厌氧环境;有机质孔和黏土矿物层间粒内孔最为发育;五峰组—龙一段储层孔隙以中孔为主,微孔对比表面贡献最大,而中孔和微孔提供了主要的孔体积;龙一11—龙一21小层相对其他层段,具有相对高的TOC含量、孔隙度、含气量及压力系数,且各项指标具有向上减小或降低的趋势。同时,龙一11—龙一21小层具有高脆性指数、高杨氏模量、低泊松比的岩石力学特征;基于地质与工程综合评价,优选龙一11—龙一21小层即富碳高硅页岩段为纵向上甜点层段,为昭通页岩气示范区水平井的靶体层段。     

煤层气/页岩气开发地质条件及其对比分析

从煤层气、页岩气基本概念入手,系统分析了煤层气/页岩气开发地质条件,主要包括成藏地质条件、赋存环境条件和开发工程力学条件3个方面,进一步对煤层气/页岩气开发地质条件进行了对比分析,揭示了煤层气/页岩气开发地质条件的共性和差异性。煤层气/页岩气赋存于煤层/页岩中的一种自生自储式非常规天然气,其富集成藏主要取决于“生、储、保”基本地质条件是否存在、质量好坏以及相互之间的配合关系。在一定埋藏深度范围内煤层气/页岩气都发生过解吸-扩散-运移,并普遍存在“垂向分带”现象,有机质演化程度越高解吸带深度越小,风化带越深解吸带深度越大,解吸带内煤层气/页岩气富集在一定程度上服从于常规天然气的构造控气规律;原生带内煤层气/页岩气富集却可能更多地受控于煤储层/页岩层的吸附特性。不同赋存环境条件下所形成的煤/页岩储层差异性大,使煤/页岩储层中吸附气和游离气相互转化,导致煤层气/页岩气成藏类型、规模和质量等方面的差异性。影响煤层气开发的主要地质因素有：煤层厚度及其稳定性、含气量大小或煤层气资源丰度、构造及裂隙发育与渗透性和煤层气保存条件等方面;影响页岩气开发的主要地质因素包括页岩厚度、有机质含量、热成熟度、含气量、天然裂缝发育程度和脆性矿物含量等。     

川西地区上三叠统非常规天然气勘探潜力分析

川西地区上三叠统油气勘探经历了曲折复杂的过程,以砂岩地层为主,但砂岩储层表现为薄砂薄储,埋深大,物性差,勘探难度大,效益开发风险大,制约了川西油气勘探进程.川西须家河组主要为砂泥岩互层,泥页岩单层厚度和累计厚度均较大,有机质类型以Ⅲ型为主,有机碳量较高,有机质热演化程度较高,Ro在1.1％～2.3％,处于生烃高峰期,生...     

鄂阳页1井陡山沱组页岩储层含气性及可压性评价

我国南方海相页岩气储层主要有奥陶系无缝组-志留系龙马溪组、寒武系牛蹄塘组和震旦系陡山沱组,其中震旦系陡山沱组页岩气是目前我国发现的我国最古老地层的页岩气层,通过鄂阳页1井钻探获得了陡山沱组良好的页岩气显示,优质页岩厚度141m,现场岩心解析气含量可达1.8t/m~3,通过对比发现陡山沱组页岩储层特征与龙马溪组储层特征差异性较大,本文通过对陡山沱组页岩储层的含气性及可压性进行评价,以期为今后陡山沱组页岩气储层勘探开发及压裂改造提供指导建议。