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。     

叠前弹性参数反演在B区块页岩气层参数预测中的应用

湘鄂西区下寒武统牛蹄塘组是华南海相页岩气勘探的重要层系,而对该层系的研究远不及五峰-摘要:研究区位于四川盆地东南部,龙马溪组~五峰组底部发育一套页岩地层,具有分布广、厚度大、丰度高、埋深适中等特点,为典型的优质海相页岩气。该页岩气层具有低密度、低阻抗、高伽马等特征。参照页岩气层地质评价标准和本区页岩气储层特点,通过叠前弹性参数反演研究,解释龙一段~五峰组三套页岩岩性界面,预测各段TOC含量、脆性指数、含气性等储层参数,取得较好效果。综合分析页岩气一段高TOC、高脆性指数,二段次之,三段低TOC、低脆性。     

黄瓜山构造五峰组-龙马溪组页岩岩相特征研究

为了确定黄瓜山构造五峰组-龙马溪组页岩气勘探开发优质页岩岩相,基于H 202井岩心实验分析数据,利用页岩岩相矿物组分划分三角图板对五峰组-龙马溪组页岩含气量、有机碳含量、孔隙度及脆性矿物含量4个储层评价参数和页岩岩相特征进行研究,明确了页岩气储层和相应的页岩岩相特征,确定了该区五峰组-龙马溪组页岩气勘探开发优质页岩岩相。研究结果表明（：1）五峰组-龙马溪组取心段共发育含黏土硅质页岩、混合硅质页岩、硅岩、含硅灰质页岩4类岩石,占比分别为50.0%、38.9%、8.3%、2.8%;(2)通过含气量、有机碳含量、孔隙度及脆性矿物含量页岩岩相分析,高含气量、高有机碳含量、高孔隙度及高脆性矿物含量页岩岩相为含黏土硅质页岩,是该区页岩气勘探开发的优质页岩岩相,其次为混合硅质页岩,较差为硅岩、含硅灰质页岩。     

渝东南地区黔江凹陷五峰组——龙马溪组页岩储层特征及其对含气量的影响

渝东南地区黔江凹陷五峰组—龙马溪组页岩气的勘探仍处于初级阶段,储层特征与含气性关系仍不明确,开展五峰组—龙马溪组页岩的储层特征及含气性的研究,对评价研究区页岩气资源潜力具有重要意义。通过采集该套页岩岩心样品,完成详细的储层特征分析和含气性分析测试,包括岩石薄片鉴定、X-射线衍射、TOC分析、显微组分实验、氮气吸附实验、扫描电镜实验和现场解析等,结果表明,五峰组—龙马溪组页岩以黏土—粉砂级细粒沉积为主;页岩有机碳含量为0.22%~5.31%,成熟度为1.78%~2.93%,处于高—过成熟阶段,纳米级有机孔隙发育;矿物成分中脆性矿物含量为38.4%~86.7%,黏土矿物含量为12.1%~56.5%,其中微—纳米级无机孔隙较为发育,此外微裂缝的发育也对页岩气聚集和开发提供了有利条件。五峰组—龙马溪组页岩含气量为0.07~2.81m3/t,其底部富有机质页岩的含气量超过1m3/t。综合分析认为页岩TOC值和石英含量越高、长石和绿泥石含量越低时页岩中孔隙及比表面积越大,页岩含气量越大。     

川西南威远地区页岩气效益“甜点区”地震综合预测方法及其应用

川西南威远地区钻井少,仅靠运用岩心、测井资料评价预测w(TOC)、孔隙度和脆性等"甜点区"核心指标的平面分布难度较大。利用地震资料预测不但能弥补该区钻井资料少的不足,而且能评价无井地区页岩"甜点区"的核心指标。以研究区五峰组—龙马溪组龙一1亚段为研究对象,首先在页岩储层测井响应特征和岩石物理分析的基础上,明确页岩储层孔隙度和w(TOC)的敏感参数分别为纵波速度和密度,并建立定量关系和地震预测模型;然后依据定量关系开展地震数据全道集叠前同时反演,从而预测页岩储层的孔隙度、w(TOC)和脆性指数;最后对页岩储层孔隙度、w(TOC)、裂缝和脆性等核心参数的预测结果进行综合分析及评价。结果表明:地震预测的效益"甜点区"分布趋势与已钻井符合率较高,预测结果较为可靠;研究区中部和南部地区孔隙度、总有机碳含量整体较高,裂缝较发育,脆性指数高,为页岩气勘探开发的效益"甜点区"。页岩气效益"甜点区"地震预测方法能有效预测"甜点"的空间分布,对该区块乃至川西南地区页岩气的规模效益开发具有指导意义。     

四川盆地五峰组—龙马溪组页岩脆性评价与“甜点层”预测

页岩气储层评价过程中,有机碳含量是表征富有机质页岩的主要指标,脆性指数则是反映压裂品质的重要参数,有机碳含量与脆性指数相结合可以更为精细地刻画"甜点层"的分布,从而为勘探开发工作提供有利依据。为此,依据岩矿资料,应用"石英+白云石+黄铁矿"三矿物脆性指数模型对四川盆地焦石坝、长宁和威远3个气田的上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组富有机质页岩进行了脆性评价。基于脆性指数(BI)与有机碳含量(TOC)之间的显著相关性,综合有机质丰度和可压裂性,建立了储层品质的分级标准:TOC3%且BI50%为优质储层(甜点层);2%TOC3%且40%BI50%为次优储层;1%TOC2%且30%BI40%为差储层;TOC1%且BI30%为非储层。依据该标准,长宁地区优质页岩气储层厚度为32 m,焦石坝地区优质储层厚度为22 m,威远地区优质储层厚度为13 m。探索脆性指数与测井响应之间的相关性,并建立了富有机质、高脆性页岩的常规测井响应图版,以自然伽马大于160 API、钍铀比小于3且密度小于2.58 g/cm~3作为优质储层的测井识别标准,进而预测了四川盆地五峰组—龙马溪组页岩"甜点层"的平面展布特征。     

中扬子地区五峰组—龙马溪组页岩气储层及含气性特征

中扬子地区是中国南方重要含油气区域之一,五峰组—龙马溪组泥页岩在中扬子地区广泛发育,且湘鄂西地区钻遇五峰组—龙马溪组泥页岩的钻井中具有良好的天然气显示。在北美页岩气成功商业开采和我国积极寻找页岩气有利区并争取取得页岩气勘探突破的背景下,现阶段开展页岩气储层和含气性特征等基础研究对指导我国页岩气勘探开发具有重要的现实意义。以中扬子地区深水海相沉积的五峰组—龙马溪组泥页岩为研究对象,在野外剖面和岩心观察的基础上,通过岩石薄片鉴定、矿物含量分析、扫描电镜、物性分析、有机地球化学分析和现场解析等手段,剖析了五峰组—龙马溪组泥页岩的岩相、矿物学特征、储集空间类型和含气性特征。结果表明研究区五峰组—龙马溪组页岩层系主要由泥页岩、硅质泥页岩、笔石泥页岩、炭质泥页岩和粉砂质泥页岩等岩相组成;矿物成分以石英矿物和黏土矿物为主;识别出基质孔、有机质孔、溶蚀孔和微裂缝4种储集空间类型;游离气量和吸附气量范围分别为0.09～0.17m³/t和0.20～0.84m³/t,控制其大小的分别为总孔隙度和有机碳含量,总含气量范围为0.29～1.01m³/t。根据页岩气界定标准认为五峰组—龙马溪组页岩气有利区位于恩施—彭水一带,估算其地质资源     

四川盆地威远地区五峰组—龙马溪组页岩TOC含量地震定量预测方法及应用

四川盆地威远地区内部钻井少,仅靠岩心实测和测井计算的TOC含量评价该区页岩气资源潜力难度较大,利用地震资料预测页岩TOC含量不但能弥补该区钻井取心少的不足,而且能够评价无井地区页岩的TOC含量。以四川盆地威远地区W201井区三维五峰组—龙马溪组一段1亚段为例,利用钻测井及三维地震资料定量预测了页岩TOC含量的平面及空间分布。首先通过测井计算得到的TOC与地球物理参数交会分析,优选出敏感参数密度,在此基础上,分析该区钻井岩心实测和测井计算的TOC含量与密度的关系,得到计算TOC含量的地震预测模型,然后利用叠前同时反演技术获得该区的密度体,通过预测模型最终实现页岩TOC含量的定量预测。结果表明:①地震预测的TOC与岩心实测和测井计算TOC结果较为吻合,误差较小;②研究区东南部及北部W201井区TOC含量较高,平均值可达2%～4%,为勘探开发有利区。结论认为,该TOC定量预测方法对于研究区适用有效,且对川南地区页岩气勘探开发评价具有一定的指导意义。     

四川盆地五峰组—龙马溪组富有机质泥岩孔径分布及其与页岩含气性关系

选取四川盆地长宁县双河镇上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组新鲜露头样品23个,渝东南黔浅1井岩心样品14个,运用氮气吸附法进行了孔径分布表征,并结合TOC、矿物组成含量和含气量在垂向上的变化及相关性分析,探讨了控制页岩孔隙发育的主要影响因素及其与页岩含气性的关系。结果表明:页岩孔隙以四周开放的具有平行板结构的狭缝孔为主,平均孔径为3.76~8.53nm,主体孔径以2~30nm的介孔为主。总体来看,BET比表面积和孔体积在五峰组—龙马溪组底部大,向上减小并趋于稳定,与TOC变化趋势一致,呈较好正相关性,表明有机质是控制龙马溪组页岩孔隙发育的主要因素。在TOC含量相近时,黏土矿物含量高的样品具有更大的比表面积,页岩中纳米孔隙的发育同时受黏土矿物的影响。四川盆地五峰组—龙马溪组底部TOC和脆性矿物含量高,有机孔发育,页岩含气性好,是页岩气储层压裂改造的优选层位。     

海相页岩含气量地震定量预测方法研究——以川南长宁地区为例

含气量的地震定量预测方法较多,但这些技术基本上都是先预测总有机碳含量再预测含气量,预测精度有限。通过岩石物理实验,发现静态泊松比与页岩气储层的总含气量有较好的负相关性;然后利用测井资料进行页岩气层总含气量岩石物理参数交会分析,建立起泊松比与含气量的计算模型;最后利用高精度泊松比反演结果,结合计算模型实现页岩气储层含气量纵横向展布的定量预测。结果表明:直接利用敏感的岩石物理参数来定量预测页岩气储层含气量,具较高的预测精度,得到了后期实钻井的证实。     

复杂构造区页岩气藏地质特征与效益开发建议——以四川盆地及其周缘五峰组—龙马溪组为例

以四川盆地及其周缘五峰组—龙马溪组页岩气藏为例,总结了复杂构造区高压、超压页岩气田的地质特征,对比分析了常压页岩气藏与高压、超压页岩气藏的异同点。根据构造改造和气藏的分布特点,提出了常压页岩气藏的分类方案,将中国南方常压页岩气藏分为盆内型、盆（内）缘过渡型和盆外残留型3种类型。研究认为,盆外残留型页岩气藏具有地层连续分布面积小、裂缝发育、地层压力系数偏低、游离气占比较低、地应力较小和两向水平应力差异较大等特点。对盆地外复杂构造区的常压页岩气藏,提出TOC大于3%、孔隙度大于3%和含气量大于3 m³/t可作为效益开发的选区依据。     

复杂构造区页岩气藏地质特征与效益开发建议——以四川盆地及其周缘五峰组—龙马溪组为例

以四川盆地及其周缘五峰组—龙马溪组页岩气藏为例,总结了复杂构造区高压、超压页岩气田的地质特征,对比分析了常压页岩气藏与高压、超压页岩气藏的异同点。根据构造改造和气藏的分布特点,提出了常压页岩气藏的分类方案,将中国南方常压页岩气藏分为盆内型、盆（内）缘过渡型和盆外残留型3种类型。研究认为,盆外残留型页岩气藏具有地层连续分布面积小、裂缝发育、地层压力系数偏低、游离气占比较低、地应力较小和两向水平应力差异较大等特点。对盆地外复杂构造区的常压页岩气藏,提出TOC大于3%、孔隙度大于3%和含气量大于3 m³/t可作为效益开发的选区依据。     

四川盆地及其周缘页岩气勘探开发现状、潜力与展望

历经10余年的探索与发展,中国南方地区已全面进入中浅层海相页岩气规模效益开发阶段,综合评价四川盆地及其周缘页岩气勘探开发潜力和发展前景,是关乎四川盆地能否建成"天然气大庆"的关键。为了给下一步的页岩气勘探开发提供理论支持,通过系统总结四川盆地上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组页岩气勘探开发理论和成效,分析了中国南方页岩气勘探开发现状与潜力,预判了未来的发展前景。研究结果表明:①川南地区4 500 m以浅五峰组—龙马溪组海相页岩的页岩气资源量为3.7×10~(12)m~3,其中可采储量超过2×10~(12)m~3,具备建成1 000×10~8m~3页岩气年产规模并稳产10年以上的开发潜力,中国石油天然气股份有限公司迄今已累计提交页岩气探明地质储量1.061×10~(12)m~3,并建成百亿立方米年产量页岩气大气区;②渝东北—鄂西地区、川西南—滇东北复杂构造区五峰组—龙马溪组海相页岩的页岩气资源潜力较好,亦具有良好的勘探开发前景;③四川盆地及其周缘具有三套后备页岩气层系,即下寒武统筇竹寺组海相页岩、上二叠统龙潭组海陆过渡相页岩和下侏罗统自流井组陆相页岩,其中筇竹寺组海相页岩在绵阳—长宁拉张槽内优质页岩厚度较大、压力较高、孔隙较发育,是下一步页岩气勘探开发的重点,而川中—川东北地区自流井组大安寨段陆相页岩也具有一定的页岩油气勘探开发潜力。     

页岩气成藏过程的阶段划分——以四川盆地宁西地区五峰组—龙马溪组页岩气成藏过程为例

四川盆地及其周缘地区普遍经历了多旋回构造演化过程,目前对于该区目标层系中页岩气多期活动和富集成藏规律与区域深埋藏—强隆升剥蚀作用过程具有何种相关性的研究相对薄弱。为此,以该盆地南部长宁页岩气区块西部（以下简称宁西地区）典型井为剖析对象,基于低温热年代学、流体包裹体和盆地热史模拟等综合研究,以上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组生烃动力学及其压力体系变化特征为载体,研究该区五峰组—龙马溪组新生代隆升与页岩气富集与破坏的耦合特征。研究结果表明：①该区磷灰石样品裂变径迹年龄为距今20~40 Ma、（U—Th）/He年龄为距今10~20 Ma,新生代地表剥蚀量为2 000 m;②五峰组—龙马溪组埋深沉降热史可划分为早志留世—晚三叠世低—中等成熟度、早—中侏罗世高成熟度和晚侏罗世—白垩纪过成熟度3个热演化阶段;③五峰组—龙马溪组方解石包裹体的流体均一温度呈双峰值特征、分别介于120~140 ℃和160~180 ℃,晚期流体盐度变化剧烈表明受到深部、浅表流体混染作用,保存条件被破坏;④五峰组—龙马溪组页岩生烃期长时间具有超压特征,晚侏罗世—白垩纪持续深埋藏使其生气速率达到高峰、形成异常高压,但新生代快速抬升剥蚀作用导致超压系统被破坏、现今为常压体系。结论认为,宁西地区五峰组—龙马溪组页岩气成藏过程具有明显的早期高压富集、深埋藏超高压保持、晚期构造隆升调整/破坏的多阶段特征。     

基于岩石物理相的深层页岩气地质—工程甜点参数测井评价方法——以四川盆地LZ区块五峰组—龙马溪组为例

海相深层页岩气(埋深大于3500 m)储层受沉积、成岩、构造及生物等多种作用影响,甜点成因机制十分复杂,通常的沉积微相、岩相划分难以精细刻画其强非均质性,进一步加大了地质—工程甜点参数测井精细评价的难度。为此,以川南LZ区块页岩气储层为例,在明确海相页岩岩石物理相内涵、影响因素及核心指标的基础上,利用岩石薄片、全岩衍射以及TOC等资料,结合测井响应特征,划分出三类岩石物理相(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ),进一步分为6个亚类(Ⅰ₁、Ⅰ₂、Ⅰ₃、Ⅱ₁、Ⅱ₂、Ⅲ),明确了不同类型的特征及优势相,并采用随机森林算法建立了连续测井剖面岩石物理相识别方法和基于岩石物理相分类的地质—工程甜点参数测井精细计算模型。结果表明：(1)发育在五峰组顶部和龙一₁¹—龙一₁³小层内的Ⅰ₁和龙一₁⁴小层内的Ⅱ₁为有利相,通常具有TOC高、孔隙度大、...     

四川盆地焦石坝地区五峰组-龙马溪组页岩层序地层划分及含气性预测——以JY-2井为例

四川盆地焦石坝地区上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组发育了一套富有机质泥页岩,是华南地区海相地层中的优质烃源岩之一,且分布面积广,页岩气开发工作成效显著,但对于这套细粒沉积物层序内部体系域的划分界面认识还不一致.根据岩性、岩相和测井参数对海平面响应的敏感变化特征,对JY-2井五峰组—龙马溪组的体系域和层序界面进行了识别和...     

四川盆地及周缘上奥陶统五峰组岩相特征

上奥陶统五峰组分为页岩段和观音桥段。对比分析四川盆地及周缘五峰组页岩气钻井岩心以及测试数据,根据岩心和全岩矿物组分特征,以硅质矿物(石英)、黏土矿物和碳酸盐矿物为三端元,进行岩相划分。页岩段可识别出4种岩相类型:硅质页岩、含黏土硅质页岩、含灰硅质页岩以及含灰黏土质页岩;观音桥段发育含介壳泥质灰岩。页岩气钻井实测数据表明,页岩段4类页岩岩相品质(有机碳含量、脆性矿物含量以及含气量)差异较大,硅质页岩品质最优,含灰黏土质页岩品质最差。页岩段岩相类型以及观音桥段分布特征受控于沉积环境。川南永川地区等相对浅水的区域页岩厚度较大,但是硅质页岩厚度较小,页岩段整体品质较差,不建议作为水平井靶窗;川南威远地区受古陆和古地形影响,硅质页岩厚度较小,也不建议作为水平井靶窗;川东南焦石坝、武隆、丁山以及南川地区硅质页岩厚度超过4 m,可作为水平井靶窗。     

页岩储层不同赋存状态气体含气量定量预测——以四川盆地焦石坝页岩气田为例

国内外学者已总结出多个页岩气含量及其相关参数的计算模型,但都存在着一定的缺陷。为了提高计算结果的准确度,基于四川盆地东南缘焦石坝页岩气田上奥陶统五峰组至下志留统龙马溪组一段页岩储层4口取心井的岩心描述及室内分析成果,结合连续的地球物理动态数据,充分考虑页岩储层在纵、横向上的非均质性,在兰格缪尔(Langmuir)模型中加入硅质矿物和黏土矿物组分,在体积模型中加入有机质影响因子,动态修正了以兰格缪尔模型和体积模型为基础的吸附气量和游离气量外推预测模型。计算结果表明:①修正后的模型对涪陵国家级页岩气示范区焦石坝页岩气田单井天然气赋存状态关键参数的预测结果与岩心分析结果相关性好,其计算所得的游离气量、吸附气量和总含气量均与储层的实际含气特性相吻合;②该预测方法更适用于陆相或构造改造作用较强的海相页岩储层含气量的计算。结论认为,修正后的模型对焦石坝气田页岩储层吸附气、游离气含气量的预测是合理可行的。