水平井地质导向技术在四川威远204井区页岩气开发中的应用

四川威远204井区龙马溪组地层底部发育一套富含烃类气体页岩,为了提高水平井优质页岩钻遇率和页岩气产量,在威远204井区共实施了4口水平井地质随钻导向钻井技术,根据随钻GR值的变化调整轨迹纵向位置,保证钻头在设计地质层位钻进,优质页岩钻遇率达95.11%,节约了钻井成本,单井初期日产气达22.6×104 m3,达到了预期效果。     

四川盆地威远页岩气藏高效开发关键技术

威远页岩气藏地质条件复杂,工程技术面临很大挑战,因此,通过地质和工程技术的相互融合,以“选好区、打准层、压好井、采好气”为核心,从地质评价及井位部署优化、水平井优快钻井及精准地质导向、水平井体积压裂、排采及动态分析等4个关键环节入手进行技术攻关,形成了适合威远页岩气藏勘探开发的6项关键技术,即页岩气高产区带评价与优选技术、复杂地表条件下一体化井位部署与优化、长水平段丛式水平井高效钻井完井技术、页岩甜点录井辅助地质导向技术、页岩气体积压裂技术、排采测试及气藏开发动态分析技术。6项关键技术在威远页岩气藏开发中得到推广应用并不断完善,开发效果不断提高,主力产层龙一₁1小层的钻遇率达到98%,钻井周期缩短至69.2 d,测试产量达到19.7×104 m3/d,单井最终可采储量增至10 482×104 m3。6项关键开发技术为威远页岩气藏的高效开发提供了技术支持,且技术的适应性不断增强。      

CQ-IGS水平井一体化地质导向技术——以在长宁—威远国家级页岩气示范区的应用为例

地质导向技术是页岩气水平井钻进的核心技术之一,但是仅根据单一随钻测量参数的常规地质导向方法已无法满足页岩气快速商业化开发的需要。为了精准控制水平井轨迹,采用三维地震数据体高分辨率处理技术,结合自主研发的水平井一体化地质导向软件平台,建立精细三维地质导向模型,通过该软件平台对三维地震、随钻测井、综合录井一体化处理解释,应用岩屑识别和成分分析技术,实现了对水平井轨迹的精确控制,形成了水平井一体化地质导向技术。2011—2018年在四川盆地长宁—威远国家级页岩气示范区187口井的应用结果表明,采用该技术后每口水平井水平段钻进时间从原来的35 d缩短为2018年的25 d;平均单井靶体钻遇率达到96.7%,最优地质甜点的平均单井钻遇率由2014年的35.3%提高到2018年的91.0%;威远页岩气区块单井测试日产量从原来平均每口井11.5×10⁴m³提高到15.5×10⁴m³;长宁页岩气区块单井测试日产量从原来平均每口井14.0×10⁴m³提高到18.5×10     

四川页岩气旋转导向钻井技术应用

四川长宁－威远区块页岩气资源储量丰富,开发利用价值大,但是水平井钻井过程中存在滑动钻进
托压、钻井速度慢、效率低、水平段长度不满足地质需求等问题,影响了四川页岩气的勘探开发进程和经济效益。
为此,基于四川长宁－威远页岩气示范区地质、工程特点,分析了四川页岩气地质特征和水平井斜井段主要钻井技
术难题,优选了旋转导向工具,优化了井身结构和井眼轨迹,完善了配套工艺,研究形成了适合四川页岩气旋转导
向钻井技术,现场应用２８口井,机械钻速大幅提高,水平段长度增加５００ｍ,钻井周期缩短５０％,取得了较好的提速
提效效果,为页岩气资源高效开发和长宁－威远国家级页岩气示范区建设提供了良好的技术支持。     

储层地质模型在水平井随钻分析中的应用

随着油气勘探开发的不断深入,水平井开发已成为油气田高效开发的重要技术手段,精确地质导向是确保水平井实施效果的基础,基于随钻分析,结合测、录井等现场资料,利用储层地质(储层连通性)模型,可较准确地反映储层实际情况,实现对井眼轨迹的实时监控与导向,提高水平井钻井成功率和开发效果.     

威远构造W 202井区龙马溪组页岩气储层微观孔隙结构特征

为深入探究川西南威远构造W 202井区龙马溪组页岩气储层微观孔隙结构特征,利用页岩储层岩心样品,开展岩石物性、低温氮气吸附、高压压汞、场发射扫描电镜等实验,通过分类描述页岩孔隙空间类型,对微孔隙、介孔隙、宏孔隙与比表面积、孔体积分布特征进行分析。研究结果表明,龙马溪组页岩气储层微观孔隙结构对含气性具有明显的控制作用,吸附气储集能力主要受微孔隙控制,游离气储集能力主要受介孔隙和宏孔隙控制,富有机质硅质页岩和富有机质黏土质页岩的岩相组合有利于页岩气的生成与保存。结合孔隙结构特征、储集条件和物性、有机质含量、吸附能力特征参数,建立分类评价方法,确认龙马溪组底部页岩以有机质孔为主,孔隙连通性好,吸附能力强,为最优质储层,不仅为预测页岩气藏地质和工程甜点打下基础,也为页岩气开发设计方案调整提供了依据。     

地质异常找矿理论在页岩气勘探中的应用

为加快我国页岩气的勘探进程,应用地质异常找矿理论,依据页岩气聚集特征和形成条件,将页岩气聚集的地质异常序列区分为背景地质异常、页岩气聚集地质异常、页岩气综合异常和页岩气商业地质异常4个层次。其中,背景地质异常主要指标是沉积盆地和泥页岩发育;页岩气聚集地质异常主要指标是页岩厚度和总有机碳含量;页岩气综合异常的主要指标是含气量和储气量,以及与其密切相关的温度、压力、孔隙度、页岩的厚度、总有机碳含量、黏土成分和湿度,间接指标是与页岩气综合地质异常密切相关的地球化学异常和地球物理异常;页岩气商业地质异常的主要指标是页岩气产量、产能及页岩的裂缝发育程度和脆性。上述4个层次的异常分别是页岩气勘探远景区段预测、页岩气勘探有利聚集区段预测、页岩气勘探有利目标区段圈定和页岩气商业聚集区段圈定的依据。我国页岩气勘探的远景区已基本查明,页岩气勘探的有利聚集区段的预测也取得了大量成果,亟待开展和加快页岩气勘探有利目标区段和商业聚集区段的圈定工作。     

随钻测井技术在页岩气钻井中的应用

我国页岩气钻井存在着较高的风险,主要问题是"甜点"钻遇率低、井壁坍塌问题严重、钻井周期长、经济效益差。利用随钻测井技术,可进行页岩岩石力学与油层物理特征分析、建立地层应力和三压力剖面、确定储层"甜点"、并指导地质导向作业,能减少页岩气钻井的井壁失稳问题、缩短钻井周期、降低钻井风险、提高钻井效率。文章总结了北美地区进行页岩气钻井时利用随钻测井技术解决页岩气钻井难题的方法,我国应借鉴北美经验,大力开展页岩气随钻测井技术和工具的研发,提高随钻测井技术在页岩气钻井中的应用程度,实现页岩气开发中的安全高效钻井。     

页岩气开发地质理论创新与钻完井技术进步

页岩气的开采是全球能源史上里程碑式的进步。回顾美国页岩气从勘探到商业化生产的发展过程,可以证明页岩气的成功来自于地质理论认识的创新和先进的钻完井技术的完美结合。地质上将页岩从单纯作为烃源岩到可作为烃源岩,及对盖层和储层的认识,改变了人们对页岩气系统中页岩功能的认识。其他地质相关的理论进展,如页岩气来源、储集空间、在地质历史和构造沉积域的分布、岩相、地球化学、地球物理、矿物、岩石物理、岩石力学和原位页岩气储量等,使人们认识到超大规模页岩气储量的存在是开采该类非常规能源的基础。地质认识的进步、天然气需求的增加和高价的耦合,促进了钻井和压裂技术革新。工程技术上的革新,包括滑溜水/轻砂压裂、水平井多级压裂、重复压裂、同步和顺序压裂等,及页岩储层改造中压裂液配方选择和水力压裂设计等。详细的地质研究可以确定页岩气地质上的甜点,进一步结合详细的岩石物理、岩石力学、不同矿物脆性及和可压裂性的研究,才能找到页岩气开发首选的地质和工程相叠合的甜点区。地质和工程紧密结合是未来全球页岩气勘探和开发的趋势。      

随钻地质建模技术在水平井地质导向中的应用

河流相储层发育具有垂向叠置复杂、夹层发育、横向相变快及局部微构造发育等特点。受限于钻井设备的精度,在河流相储层水平井钻井过程中,地质和工程风险均较高。随钻地质建模技术能依据随钻测井资料和相关研究成果实时更新先期建立的地质模型,并结合钻时数据对测井模块未测到的岩性进行快速识别,依据模型判断钻头位置,保证钻头以最佳的前进轨迹穿过油层,最终达到提高水平段钻遇率和钻井总体效益的目的。将研究成果应用于埕岛油田北区水平井钻井过程中,完钻的5口水平井钻遇效果均优于方案预计水平,平均储层钻遇率达到86.7%,有效提高了区块的开发效果。研究成果对于砂岩储层水平井地质导向具有较高的借鉴和应用价值。     

基于岩石物理分析的页岩气叠前预测方法在川南威远地区的应用

在页岩气勘探开发中，地球物理技术发挥着不可替代的重要作用。为了探索地震参数与页岩气储层评价参数之间的关系，对四川盆地长宁—威远地区五峰组—龙马溪组岩石物理实验的分析结果表明，岩心总有机碳（TOC）含量和岩心总含气量与纵横波速度比的相关性相对最好。当纵横波速度比逐渐增大时，岩心TOC含量和岩心总含气量整体呈逐渐减小的趋势，这一结果可以指导页岩气储层TOC含量和总含气量的预测。结合测井评价对多种岩石物理参数开展页岩气储层的敏感性分析认为，纵横波速度比是识别页岩气储层最有效的参数。基于岩石物理分析结果建立页岩气储层TOC含量、总含气量与纵横波速度比之间的对应关系，并利用叠前反演技术和岩石力学脆性评价方法对四川盆地南部威远地区W4井区五峰组—龙马溪组页岩气储层厚度、TOC含量、总含气量和脆性指数等评价参数进行定量预测，根据预测结果对研究区页岩气储层开展综合评价，可为确定页岩气核心建产区及其开发方案提供有力技术支撑。     

基于岩石物理分析的页岩气叠前预测方法在川南威远地区的应用

在页岩气勘探开发中,地球物理技术发挥着不可替代的重要作用。为了探索地震参数与页岩气储层评价参数之间的关系,对四川盆地长宁—威远地区五峰组—龙马溪组岩石物理实验的分析结果表明,岩心总有机碳(TOC)含量和岩心总含气量与纵横波速度比的相关性相对最好。当纵横波速度比逐渐增大时,岩心TOC含量和岩心总含气量整体呈逐渐减小的趋势,这一结果可以指导页岩气储层TOC含量和总含气量的预测。结合测井评价对多种岩石物理参数开展页岩气储层的敏感性分析认为,纵横波速度比是识别页岩气储层最有效的参数。基于岩石物理分析结果建立页岩气储层TOC含量、总含气量与纵横波速度比之间的对应关系,并利用叠前反演技术和岩石力学脆性评价方法对四川盆地南部威远地区W4井区五峰组—龙马溪组页岩气储层厚度、TOC含量、总含气量和脆性指数等评价参数进行定量预测,根据预测结果对研究区页岩气储层开展综合评价,可为确定页岩气核心建产区及其开发方案提供有力技术支撑。     

四川盆地威远返排液元素地球化学特征及排放处理建议

水力压裂技术是页岩气开发的核心技术之一,大规模水力压裂技术可能会带来大量压裂返排液,而压裂返排液存在污染地下水和地表水等风险.综合对比分析四川盆地威远页岩气开发区压裂返排液与盆地内不同层系地层水地球化学特征,结果表明:威远页岩气返排液具有高矿化度、高含金属离子的特点,但与地层水相比,返排液中钠(7334 mg/L,n=...     

四川盆地石柱地区自流井组页岩气成藏条件与勘探前景

为研究四川盆地石柱地区自流井组页岩气的成藏条件,开展了野外地质露头调查、岩心观察、有机地球化学分析、X射线衍射测试、物性分析和扫描电镜观察等工作。结果表明：①石柱地区自流井组东岳庙段形成于半深湖相,岩性以泥页岩为主,厚度为30～95 m。②目的层泥页岩具有“有机质丰度高、热演化程度适中”等特征,TOC质量分数多为0.49%～2.02%,R_o平均为1.27%,脆性矿物质量分数平均为58.8%。③岩石中吸附气含量较高,质量体积平均为2.78 m³/t,且埋深适中,具有良好的勘探前景。④采用叠合法预测出石柱地区桥头坝—建南—上水坝一带为页岩气勘探的有利区,通过计算可以获得研究区页岩气地质资源量约为3 905亿m³。该研究成果可为四川盆地石柱地区自流井组页岩气勘探提供借鉴。     

四川盆地焦石坝地区五峰-龙马溪组页岩元素地球化学特征及对页岩气开发的意义

选择四川盆地焦石坝地区JYA、JYD两口井的85块页岩岩心样品,进行了有机碳和主、微量元素测试分析。通过分析主、微量元素在剖面上的纵向变化特征,对焦石坝地区五峰组-龙马溪组含气页岩的氧化还原条件和古生产力状况进行了研究,讨论了五峰组-龙马溪组有机质富集的主控因素;探讨了地球化学元素对页岩可压性的影响和含气性的指示。研究区五峰组-龙马溪组下部优质气层段有机质含量高,平均值为3.07%。与含气页岩段相比,优质气层段页岩中的SiO₂和CaO含量较高,Mo、Cr、V、Ni、Th和U等氧化还原敏感元素富集。V/Cr、V/Sc、U/Th和Ni/Co等氧化还原条件判别指标表明,五峰组沉积期以缺氧-贫氧环境为主,龙马溪组沉积期下部以缺氧环境为主,往上则主要为含氧环境。古生产力指标Ba_（xs）指示五峰组-龙马溪组页岩沉积期具有高等生产力背景。优质气层段有机碳含量与Mo/Al、U/Th、Ni/Co、V/Sc值之间存在明显的正相关,说明有机质富集主要受氧化还原条件控制。另外,优质气层段页岩生物成因的硅质含量高,且有机碳含量与SiO₂含量呈正相关,有利于形成天然裂缝和后期人工压裂改造。优质气层段的地化元素比值明显高于含气页岩段,说明化学元素比值与页岩含气性之间存在一定的相关性。     

四川盆地焦石坝地区页岩气储层孔隙参数测井评价方法

四川盆地焦石坝地区页岩储层具有孔隙度低、孔隙结构复杂的特点,五峰-龙马溪组页岩储层段发育无机孔隙、有机质孔隙和微裂缝3种孔隙类型,核磁共振测井作为岩石孔隙参数评价的一项有效技术,在该区储层孔隙度和孔隙结构的评价中发挥了重要作用。基于岩心刻度测井解释的方法,通过对常规测井资料和岩心核磁共振实验数据的相关性研究,建立了焦石坝地区页岩储层的总孔隙度和有效孔隙度解释模型。总孔隙度解释模型是将岩心核磁实验的总孔隙度分析结果与测井资料进行最佳深度匹配后,根据最优化数学方法,确定多元线性回归法为最佳计算方法,即总孔隙度与密度测井、声波时差、补偿中子测井进行多元线性拟合;有效孔隙度解释模型是根据岩心核磁实验的有效孔隙度与密度测井具有较好的正相关性,建立根据密度测井求取有效孔隙度的关系式。孔隙度计算结果与岩心实测结果对比显示,91.7%的数据其绝对误差都小于0.5%,实现了对该区页岩储层孔隙参数的较好评价。     

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。     

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。