渝东南盆缘转换带金佛斜坡常压页岩气富集模式

近期,渝东南盆缘转换带金佛斜坡新完钻的页岩气井在上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组获得高产气流,地层压力系数为1.18,实现了该地区常压页岩气勘探的重大突破。为了评价该类型页岩气藏的勘探开发潜力,以钻井、物探和试气等资料为基础,解剖金佛斜坡页岩气藏基本地质特征和页岩气富集规律,总结常压页岩气富集高产主控因素,建立页岩气富集模式,并预测该区常压页岩气勘探开发有利目标区。研究结果表明:①该区优质页岩具有生气条件好、硅质矿物含量高、储层物性好、含气量高等特征,具有较大的页岩气勘探开发潜力;②常压页岩气富集高产具有"沉积相供烃控储、构造运动控保定富、地应力场控缝控产"的"三元控气"规律;③斜坡型目的层上倾方向发育封闭性反向逆断层遮挡有利于在断下盘形成较好的保存单元,随着埋深和离剥蚀边界距离的增大,页岩气富集程度和单井产量增高。结论认为,该研究成果丰富了常压页岩气地质理论,为中国南方复杂构造区尤其是斜坡型常压页岩气勘探开发提供了支撑。     

渝东南盆缘转换带常压页岩气勘探实践

四川盆地东南部及其盆缘转换带五峰组—龙马溪组常压页岩气资源丰富,同时面临页岩品质变差、地层压力系数低、最大水平主应力和最小水平主应力差异大等地质难点。为了实现常压页岩气高产稳产和效益开发,从基础地质研究、低成本工程工艺技术攻关、组织生产管理等方面入手,在南川—武隆地区持续开展常压页岩气勘探实践,探索形成了布好井、穿好层、压好缝、降好本、管好井的“五好工程”实践认识与做法。“五好工程”实践表明:深化保存条件、沉积微相、构造应力等关键要素研究,是选准甜点目标、优化甜点层位、完善压裂设计的基础,创新低成本优快钻完井、高效压裂工程工艺技术是实现效益开发的关键,创新“2+3”管理运行新模式是提质增效的保障。     

渝东南盆缘转换带常压页岩气储层非均质性特征及主控因素

四川盆地东南部及其盆缘转换带(以下简称渝东南盆缘转换带)页岩气资源量较大,但其地质条件复杂、地层呈常压特征,给页岩气的经济开发带来了困难。为了深入认识该区页岩气储层的非均质性,借助X射线衍射、氩离子抛光扫描电镜、低温氮气吸附等手段,从岩石骨架、储集空间的角度研究了该区上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组页岩气储层的非均质性及其主控因素。研究结果表明:(1)该转换带五峰组—龙马溪组页岩气储层非均质性主要表现在骨架非均质性和孔隙非均质性两个方面,优质页岩层段与上覆页岩段在脆性矿物含量、黏土矿物含量、有机质丰度、孔隙度等方面差异较大,具有较强的纵向非均质性;(2)储层发育有机质孔、脆性矿物孔、裂缝等多种储集空间类型,并且孔隙在形态、分布、孔径、结构特征方面的差异明显,具有较强的微观非均质性;(3)页岩岩石物理参数泊松比、杨氏模量也相应表现出较大的差异;(4)页岩气储层非均质性的主控因素是沉积环境差异导致的岩石骨架变化,构造缝及其多向性增强了储层的非均质性,成岩作用进一步改变了骨架矿物和有机质的含量,对孔隙类型及结构产生影响,进一步加剧了页岩储层的非均质性。结论认为,龙一下亚段应为该区下一步页岩气开发的首选目的层系,平面上以远离构造相对活动带和深大断裂为宜,区块上优选南川区块。     

渝东南盆缘转换带五峰组——龙马溪组页岩气储层孔隙特征与演化

目前关于页岩气储层孔隙演化及其机理的研究仍处于探索阶段,研究成果尚未达成共识。为此,基于岩心分析和样品热模拟实验,采用氩离子抛光扫描电镜、原子力显微镜等实验分析技术,对四川盆地东南部及其转换带(以下简称渝东南盆缘转换带)上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组页岩气储层的孔隙类型、孔隙结构、孔径变化规律等进行研究,探讨有机孔隙演化特征,分析伴生矿物对孔隙演化的影响,建立该区页岩孔隙演化模式。研究结果表明:(1)该区五峰组—龙马溪组优质页岩储层主要发育裂缝、无机孔隙、有机孔隙等3种储集空间类型,其中后者是页岩气赋存的主要储集空间,其又可细分为无定形干酪根孔、结构型干酪根孔、沥青质孔及生物化石孔等4类;(2)有机质收缩缝先在有机质颗粒一侧出现,随温度升高缝宽变大,与有机质颗粒的收缩有关;(3)有机孔隙以密集分布于有机质内部的"海绵状"孔为主,当R_o介于1.56%～3.50%时以大孔—介孔为主,R_o 3.50%时大孔减少,介孔和微孔增加;(4)有机质类型及黏土、硅质颗粒、黄铁矿等伴生矿物的含量对孔隙发育有着重要的影响。结论认为,该区五峰组—龙马溪组页岩的孔隙演化模式为:无机孔隙度随埋深增加大幅度减小、有机孔隙度先增大后减小,总孔隙度呈现出先降低、再增加、再持续减小的变化趋势。     

渝东南盆缘转换带龙马溪组页岩气散失过程、能力及其主控因素

研究页岩气的散失过程、散失能力及其控制因素对于揭示页岩气的成藏机理、指导页岩气的勘探选区等都具有重要的现实意义。为此,以四川盆地东南部及其盆缘转换带(以下简称渝东南盆缘转换带)下志留统龙马溪组页岩为例,通过现场解吸实验模拟页岩气散失过程,并借助X射线衍射分析、有机碳含量测试、低温氮气吸附实验、等温吸附实验、扫描电镜观察等室内研究手段,定性分析页岩气的散失过程,定量评价页岩气的散失能力,并在此基础上探讨影响页岩气散失能力的主控因素。研究结果表明:(1)该转换带龙马溪组上、下段页岩的页岩气散失过程存在着明显的差异,后者的散失能力明显低于前者;(2)页岩气散失能力主要由温度、压力及岩石属性等决定,其中温度、压力是最主要的外在因素;(3)有机质含量是决定页岩气散失能力的最主要内在控制因素,随有机质含量的增加,页岩比表面积增大、吸附能力增强,页岩气散失能力降低;(4)页岩气散失能力在一定程度上受到岩石矿物成分和孔隙结构的影响,石英含量、黄铁矿含量与散失能力呈负相关关系,长石含量与散失能力呈正相关关系,碳酸盐矿物含量和黏土矿物含量与散失能力之间的相关性不明显。     

渝东南彭水—武隆地区常压页岩气生产特征

渝东南彭水—武隆地区五峰组—龙马溪组为常压地层,通过野外剖面调查、钻井岩心观察及页岩实验测试等,结合5口常压页岩气井试采数据,系统分析常压页岩气的地质及生产特征。研究结果表明,研究区五峰组—龙马溪组优质页岩为深水陆棚沉积,具有厚度大(大于20 m),总有机碳含量高(为2%~6%),硅质含量高(大于45%),物性中等(孔隙度为2%~5%),微裂缝发育,保存条件中等,页岩气藏为常压(地层压力系数为0.8~1.2)等地质特征。分析彭水—武隆地区页岩气井生产过程中的返排特征、流体性质、产气量及压力变化规律等,认为常压页岩气具有自喷、诱喷和人工举升3种生产模式,可以划分为低气液比、两相过渡、稳定生产3个生产阶段,且进入稳定生产期,常压页岩气具有初期产量较低,但递减较慢的特征。     

四川盆地东南缘二叠系茅口组一段页岩气藏地质特征及富集模式

四川盆地东南缘(川东南)二叠系茅口组一段(茅一段)认识程度较低,以野外露头和钻井岩心等为基础,利用矿物岩石学、地球化学、普通薄片和氩离子抛光扫描电镜等实验分析资料,结合测井和地震属性预测技术,开展沉积相、烃源岩、储层物性及储集类型等研究,明确了茅一段页岩气地质特征及成藏富集模式。主要得到3点认识:(1)茅一段处于碳酸盐岩台地较深水外缓坡相,主要发育深灰色-灰黑色炭质泥岩、灰质泥岩、泥质灰岩和生屑灰岩4种岩性,炭质泥岩和灰质泥岩具有较高TOC(0.5%～5.1%),适中的热演化程度(R_o2.0%～2.3%),具备良好的烃源基础,为新类型非典型性页岩气;(2)茅一段发育有机质孔、溶蚀孔、粒缘缝和收缩缝等储集空间类型,形成"孔-缝-网"储集复合体,其中炭质泥岩和灰质泥岩主要发育有机质孔、粘土矿物收缩缝和层理缝,泥质灰岩和生屑灰岩主要发育溶蚀孔、粒缘缝、收缩缝和高角度缝;(3)茅一段页岩气具有"源储一体、连片分布、构造-裂缝双重控藏"的成藏富集模式,研究区茅一段连续分布面积超过7 000 km²,地质资源量超5 000×10⁸ ...     

渝东南构造复杂区常压页岩气生产特征及开发技术政策

针对渝东南构造复杂区常压页岩气压力系数低、吸附气占比高、地应力复杂及压裂形成复杂缝网难度大等地质特点,在60余口页岩气水平井钻探成果和生产特征分析基础上,总结了常压页岩气生产规律,划分了生产阶段,明确了产能主控因素,提出了开发技术政策。结果表明:常压页岩气生产具有初期以排液为主,产气量较低,随着返排率增大,产气量不断增大,后期产量逐渐稳定,产量递减慢,单位压降产气量较高,单井可采储量较小的特点。可划分为纯液、过渡、稳定生产和低压排采等4个阶段,不同阶段生产特征受地层压力系数影响明显:压力系数越高,纯液生产时间越短,见气返排率降低;在过渡阶段,返排率越低,气液平衡时间越长;在稳定生产阶段,产气能力越强,单位压降产量和单井可采储量越高。产能主要受地层压力系数和有效改造体积控制,其中有效改造体积主要受控于最优靶窗钻遇率、水平段长、水平段方位以及压裂改造规模等,压力系数越高,最优靶窗钻遇率越高,水平段长越长,压裂改造规模越大,越利于提高单井产量和最终经济可采储量。在上述认识基础上,提出了渝东南构造复杂区页岩气开发技术优化政策和配套的压裂工艺参数,以指导常压页岩气效益开发。     

盆缘山地高陡地层冲断带页岩气地质特征浅析

为了探讨城口区块盆缘冲断带页岩气特征,统计分析了下寒武统水井沱组页岩地球化学化验数据、钻井数据、岩心数据及解吸气数据。用各参数有利叠合分析了研究区块的页岩地质特征,并指出了有利勘探区带。研究表明,早寒武世深水陆棚相沉积环境为下寒武统水井沱组页岩发育提供了良好的条件;水井沱组页岩具有高有机碳含量、高成熟—过成熟的特征;页岩储层孔隙度和渗透率较差,但是脆性矿物含量较高,页岩中节理、裂缝及断裂发育有利于压裂改造;有机质为I型干酪根;钻井揭示页岩保存条件好;现场解吸实验初步显示,页岩整体含气效果良好,结合分析测试数据和探井数据预测了城口区页岩气勘探有利区在西南部。本研究为中国南方盆缘山地冲断带页岩气研究提供了一定的借鉴。     

渝东南南川地区东胜构造带常压页岩气勘探开发实践

渝东南南川地区东胜构造带位于四川盆地东南缘的盆缘过渡带,经历多期构造改造,具有构造复杂、保存条件复杂、地应力场复杂的典型地质特征,导致常压页岩气单井产量差异较大。为提高东胜复杂构造带常压页岩气单井产量、实现效益开发,通过开展地震资料目标处理、构造特征分析、成藏富集规律研究及生产动态分析等,以及加强基础研究和勘探开发实践,明确了东胜复杂构造带实现常压页岩气效益开发的四项关键技术对策：①提高浅层速度模型精度,提升构造解释准确度;②优化井网部署,提高井控储量;③地质工程一体化,钻定导协同导向提高甜点钻遇率;④建立分区差异化压裂方案,提高裂缝复杂度。东胜常压页岩气效益开发关键技术对策为复杂构造带常压页岩气的效益开发提供了技术支撑,同时也可为盆缘其他类似地区的勘探开发提供借鉴。     

泥页岩脆-延转化带及其在页岩气勘探中的意义

泥页岩的脆-延性在页岩气勘探开发中备受关注,如何确定泥页岩脆-延转化深度是页岩气保存条件和水力压裂评价的关键问题。基于岩石力学试验,建立了一套泥页岩脆-延转化带确定方法。通过单轴应变试验确定名义固结压力、三轴压缩试验确定泥页岩超固结比（OCR）门限值和脆-延转化临界围压。依据最大古埋深和OCR门限值确定脆性带底界深度。由脆-延转化临界围压确定延性带顶界深度。脆-延转化带即脆性带底界和延性带顶界之间的深度带。按照以上方法确定的泥页岩脆性带、延性带和脆-延转化带,可用于页岩气保存条件和水力压裂评价。在脆性带内,页岩气保存条件不好,构造作用下易于发生脆性破裂。在延性带内,水力压裂效果不好,压裂裂缝容易闭合。在脆-延转化带内,不仅页岩气保存环境较好,而且泥页岩又具有较好的可压性。脆-延转化带是中国南方海相页岩气勘探开发的最佳深度带。勘探实践表明,志留系龙马溪组页岩气高产稳产探井产层的埋深位于按此方法所确定的脆-延转化带之内。     

Main controlling factors and enrichment area evaluation of shale gas of the Lower Paleozoic marine strata in south China

The Lower Paleozoic shale in south China has a very high maturity and experienced strong tectonic deformation. This character is quite different from the North America shale and has inhibited the shale gas evaluation and exploration in this area. The present paper reports a comprehensive investigation of maturity, reservoir properties, fluid pressure, gas content, preservation conditions, and other relevant aspects of the Lower Paleozoic shale from the Sichuan Basin and its surrounding areas. It is found that within the main maturity range (2.5 %\EqRo\3.5 %) of the shale, its porosity develops well, having a positive correlation with the TOC content, and its gas content is controlled mainly by the preservation conditions related to the tectonic deformation, but shale with a super high maturity (EqRo[3.5 %) is considered a high risk for shale gas exploration. Taking the southern area of the Sichuan Basin and the southeastern area of Chongqing as examples of uplifted/folded and faulted/folded areas, respectively, geological models of shale gas content and loss were proposed. For the uplifted/folded area with a simple tectonic deformation, the shale system (with a depth[2000 m) has largely retained overpressure during uplifting without a great loss of gas, and an industrial shale gas potential is generally possible. However, for the faulted/folded area with a strong tectonic deformation, the sealing condition of the shale system was usually destroyed to a certain degree with a great loss of free gas, which decreased the pressure coefficient and resulted in a low production capacity. It is predicted that the deeply buried shale ([3000 m) has a greater gas potential and will become the focus for further exploration and development in most of the south China region (outside the Sichuan Basin).     

深层页岩气水平井“增净压、促缝网、保充填”压裂改造模式——以四川盆地东南部丁山地区为例

由于埋藏深、地质特征复杂,致使针对中浅层页岩气藏的压裂工艺不能完全满足四川盆地东南部丁山地区上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组深层页岩气储层改造的需要。为此,将地质与工程研究紧密结合,优选页岩气"地质与工程双甜点"区,开展深层页岩气水平井压裂技术攻关研究,对以往仅适用于中浅层页岩气储层的压裂模式进行改进,并将改进后的压裂模式与工艺应用于丁山地区3口深层页岩气井。研究结果表明:①该区西北部深层页岩气储层具备地质、工程"双甜点"特性,天然裂缝、层理缝发育为压裂后复杂缝网的形成创造了有利条件;②基于"双甜点"区域,研究形成了"前置酸+胶液+滑溜水+胶液"混合压裂模式,采用高黏滑溜水以提高液体携砂能力及造缝效果、"控近扩远"压裂工艺以提高远井地带有效改造体积、超高压装置以提高施工排量和缝内净压力;③3口深层页岩气井经过储层改造后,增产效果显著,测试页岩气产量介于10.50×10~4～20.56×10~4 m~3/d。结论认为,改进后的压裂模式与工艺可以为该区深层页岩气储层改造提供技术途径,为深层页岩气勘探开发取得突破提供支持。     

川南地区五峰组—龙马溪组页岩笔石带对比及沉积特征

四川盆地南部长宁与威远区块是我国页岩气主要产区之一,主要产气层上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组富有机质页岩厚度介于20~40 m,具有良好的可对比性,然而,从笔石地层的角度分析后发现,上述2个区块黑色富有机质页岩的沉积时间和沉积速率均存在着明显的差异。为此,应用沉积学、生物地层学、地球化学和矿物学等研究手段,开展了上述2个区块8口钻井的岩心描述和笔石生物地层划分等工作。研究结果表明:(1)长宁地区的富有机质页岩主要沉积于WF1—LM4笔石层段,而威远地区则主要沉积于LM1—LM8笔石层段,二者富有机质页岩的沉积时间差异较大;(2)受广西运动的影响,富有机质页岩的沉积中心不断向北(威远地区)迁移,越靠近南部的海岸线,富有机质页岩沉积结束的时间就越早;(3)威远地区局部缺失观音桥组下部和部分笔石带,发育水下古隆起(赫南特冰期或已隆出水面),其边界目前尚未明确,影响了富有机质页岩的沉积,在该区域进行页岩气勘探部署需格外谨慎。