渝页1井地质背景及钻探效果

我国南方海相页岩分布广、厚度大,有机质丰度高、热演化程度高,由于地质及地形条件复杂、含气性变化大,页岩气资源潜力有待查明。位于重庆市彭水县境内的页岩气取心井——渝页1井揭示了高陡构造带上黑色页岩及其中的含气特点。该井钻揭下志留统龙马溪组黑色页岩层系地层厚度为225.78 m(未穿)。实验分析结果表明:该井龙马溪组黑色页岩具有有利的页岩气成藏条件及典型的浅层页岩气特点,有机碳含量平均达到了3.7%,有机质成熟度(Ro)平均为2.04%。黑色页岩中裂缝及微孔隙发育,储集空间包括了黏土矿物粒间微孔隙、页理间孔隙、溶蚀孔隙、成岩微裂缝及构造裂缝等。实验计算龙马溪组黑色页岩含气量介于1.0～3.0 m3/t。研究表明,渝页1井所揭示的下志留统龙马溪组和上奥陶统五峰组暗色页岩分布广泛,页岩气资源潜力大。     

渝东南复杂地质区页岩气勘探潜力

页岩有效储层厚度大、富含有机质、含天然气量高、保存条件好和便于施工作业的地貌是国内外勘探开发页岩气的主要地质条件。重庆市东南部地区下志留统龙马溪组-上奥陶统五峰组页岩层已钻获页岩气,根据国内外勘探开发页岩气地质条件对比,该区位于四川盆地东南缘,历经多期构造运动,断层极其发育,地层遭受剥蚀严重,页岩层埋藏浅,保存条件差,有效页岩层薄,含气量低,为典型的复杂地质区。系统分析了页岩气地质条件,认为局部地区具有形成页岩气藏的地质条件,提出复杂地质区背斜两翼地层倾角不大、向斜、断层不发育区等地区仍具页岩气勘探潜力。     

渝东南南川地区常压页岩气示范井应用评价及推广效果

渝东南南川地区常压页岩气资源丰富,是页岩气勘探开发的重要地区。该区前期钻井受地质条件复杂和工程技术配套不完善等因素影响,提速提效总体成效与常压页岩气规模效益开发要求存在差距。为此,选取该区阳春沟区块阳页54-3HF井作为首口常压页岩气示范井,攻关形成区域优快钻完井示范技术序列。在分析区域钻井技术难点的基础上,结合地层抗压特性、地层压力系统等基础研究,系统性攻关浅表层穿漏技术、井身结构优化技术、提速工具优选技术、轨迹控制与导向技术、低密度强封堵油基钻井液技术和优快完井技术等钻井关键技术,形成以浅表层工勘、大排量清水抢钻井、优化井身结构、全国产化提速工具配套、低密度强封堵油基钻井液、地质工程一体化导向、低承压井筒环境优快固井技术为核心的低成本优快钻井示范技术体系。示范井钻井周期19.96 d,刷新国内4 500 m井深最短钻井周期,机械钻速24.88 m/h,较同区相同井深最快机械钻速10.29 m/h提高141.79%,优质页岩钻遇率100%,固井质量优秀,起到了良好的示范引领作用。推广应用后,地区机械钻速、钻井周期等各项技术经济指标均得到明显提升,加快了南川地区常压页岩气勘探开发进程。南川地区常压页岩气示范井攻关形成的高效钻完井技术系列能够满足常压页岩气水平井钻井提速提效的要求,有效推动了石油工程“四提”迈上新台阶,为四川盆地周缘类似气田建设奠定了技术基础,助力国内上游稳油增气降本提效。     

丁页2HF页岩气水平井钻井技术

丁页2HF井是部署在川东南丁山构造的一口页岩气水平井,目的层为志留系龙马溪组,设计井深5 655.00 m。该井钻进中面临陆相地层厚度大、上部地层出水、气体钻井应用井段受限、地层可钻性差、钻头选型困难、长水平段托压严重、斜井段泥页岩井壁稳定性差等技术难点。为此,首先分析了丁山构造的工程地质特征;然后,结合邻区实钻资料,在钻进中综合应用了气体钻井、高效钻头优选、PDC钻头配合螺杆复合钻井、强封堵油基钻井液和漂浮下套管、三凝水泥浆体系等技术。实钻表明,这些技术的应用效果良好,不但使丁页2HF井顺利钻达目的层,而且完钻井深达到5 700.00 m,创造当时国内页岩气水平井最深纪录。对该井应用的钻井技术和工艺及具体实施效果进行了分析,认为形成的丁页2HF页岩气水平井钻井技术,可为丁山构造页岩气水平井钻井提供参考。      

渝东南地区常压页岩气勘探开发进展及下步攻关方向

四川盆地及其周缘发育高压和常压2种页岩气藏类型。近年来,中国石化华东油气分公司立足于渝东南盆缘复杂构造区及盆外褶皱带开展常压页岩气技术攻关,经过十余年的探索攻关,常压页岩气勘探开发取得了重大进展,形成了相对完善的常压页岩气地质理论认识及工程工艺技术系列。与高压页岩气相比,常压页岩气具有构造复杂、保存条件差异大、地应力变化快等特点,为加快对该类页岩气的勘探开发,从地质特征、富集规律、勘探开发效果等方面,系统总结了渝东南地区常压页岩气勘探开发进展及认识：①深水陆棚相控制常压页岩气优质页岩展布,多期构造作用控制了构造样式、裂缝及地应力差异性分布,保存条件具有自东向西、由南往北逐渐变好的变化规律;②构建了4种常压页岩气聚散模式,有效指导了勘探部署,盆缘地区落实了平桥、东胜、阳春沟3个千亿立方米增储区带,发现了南川常压页岩气田,盆外地区明确了武隆、道真、老厂坪等一批有利目标;③制定了常压页岩气开发技术政策,明确产能主控因素,实现了效益开发。通过系统总结渝东南地区前期成果认识和勘探开发经验,分析面临的挑战,明确了下步攻关方向,可为中国南方同类地区常压页岩气效益开发提供借鉴。     

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。     

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。     

渝东北地区巫溪2井五峰组—龙马溪组页岩气储层及含气性特征

为深入研究渝东北巫溪地区五峰组—龙马溪组页岩气储层及含气性特征,以巫溪2井钻井资料为基础,以笔石生物地层作为黑色页岩地层划分对比的"标尺",对富有机质页岩有机地球化学特征、岩石学特征、储集空间类型及特征等进行系统分层研究,并分析其含气性及影响因素。研究结果表明:巫溪2井五峰组—龙马溪组富有机质页岩厚度达89.8 m,笔石序列发育完整连续;有机质类型好、丰度高、热演化程度适中,生烃条件较好;有机质丰度受沉积速率的影响,缓慢的沉积速率有利于黑色笔石页岩有机质的富集;由顶至底硅质含量逐渐增加,黏土矿物含量逐渐减少,脆性逐渐增强;富有机质硅质页岩、黏土质硅质页岩具有"既甜又脆"的特性,为页岩储层发育的优势岩相;纳米孔隙形态多为四边开放平行板状孔,连通性较好;联合孔径分布曲线具有"多峰"特征,主孔位于0.42~0.62nm、3~5nm段;有机质孔、黏土矿物层间孔对总孔容贡献最大,脆性矿物间孔的贡献最小;由顶至底有机质孔隙逐渐增多,黏土矿物层间孔逐渐减少;现场实测岩心含气量最高超过8 m~3/t,含气性受生烃、储集和保存条件的综合控制;凯迪阶沉积期—埃隆阶沉积早期(WF2—LM6带)对应Ⅰ类优质页岩气储层,赫南特阶LM1带为最佳层段,具有"最甜、最脆"的特性,可作为水平井最佳靶体位置"甜点段"。     

八页2井储层特征及体积压裂可行性研究

为了对青海省八宝山地区八宝山组高原页岩气含气性进行评价,对八页2井开展了储层特征、裂缝发育、杨氏模量、岩石脆性以及地应力特征5个方面的研究,将储层体积压裂的可行性进行了分析。结果表明:1)八页2井八宝山组储层孔隙度低(0.13%～0.67%);渗透率为(0.002 5～1.194 8)×10-3μm2;有机碳含量为0.38%～23.09%,成熟度为2.37%～3.45%,是典型致密、较高有机质丰度的储层;2)微裂缝多为生烃增压压裂缝、成岩收缩裂缝及溶蚀裂缝,缝宽为0.1～0.8μm;杨氏模量为23.55～33.27GPa,岩石脆性指数为38.1%～51.8%;地层应力梯度平均为0.017MPa/m,水平主应力差平均为4.63MPa,可满足进行体积压裂形成复杂缝网的条件,具备进行体积压裂的可行性。以上成果认识,对高原页岩气成功压裂研究具有一定的指导意义。     

渝东南渝科1井下寒武统富有机质页岩发育特征与含气量

渝东南地区广泛发育下古生界海相页岩,具有发育范围广、厚度大、埋藏深度较浅、有机质丰度高等特点。渝科1井位于四川盆地东南部外缘,揭示了渝东南地区富有机质页岩的发育特征和含气特点。该井钻揭下寒武统牛蹄塘组页岩层总厚50.2 m。研究表明:牛蹄塘组页岩具有有利的页岩气成藏条件,有机碳含量平均值为5.63%,成熟度(R_o)主体分布在3%左右。利用测井数据、等温吸附实验、线性回归等多种方法对页岩含气量进行分析和计算,得到牛蹄塘组页岩总含气量在1.0～3.5 m³/t。渝科1井揭示了渝东南地区发育的牛蹄塘组富有机质页岩具有高有机碳含量、高成熟度、高含气量的特点,该地区具有较大的页岩气资源潜力。     

湘鄂渝交界地区页岩气优先勘探开发目标区研究

为了对湘鄂渝交界地区最有利的页岩气目标区进行优先勘探和开发,研究了湘鄂渝交界地区页岩的分布状态和特征。依据有机碳含量高、埋深浅、页岩厚度大3个标准,从该区中选取一个优先勘探开发的最有利目标区。研究结果表明,目标区块位于东经109°,北纬29°西侧重庆市酉阳县,构造上位于二级构造单元宜都-鹤峰复背斜西南端咸丰背斜。     

基于高通量测序技术研究页岩气区上方微生物多样性

微生物油气勘探技术近年来已成为油气地表勘探技术中新兴的勘探检测技术。为进一步了解油气田上方的微生物信息,对页岩气区上方微生物多样性进行了研究。采用高通量测序技术研究了川东南丁山地区油气微生物物种丰度、群落多样性等特征。鉴定出了3种主要油气微生物：甲基嗜氧反硝化菌（Methylophilales）、甲基孢囊菌（Methylocystis）、甲基球菌（Methylococcus）,值得进一步做生化研究,可以作为潜在油气微生物指示菌。3种微生物发育丰度与丁山地区逸散区域分布具有较好的匹配关系。高通量解析技术能够在丁山地区油气微生物研究中有很好的应用,得出了基岩样品中微生物分布的特征,并与焦石坝地区油气微生物进行了初步的差异性分析,鉴定出的潜在油气指示菌值得进一步研究。     

渝东南地区背斜型浅层常压页岩气勘探发现

综合四川盆地及其周缘海相页岩气勘探开发成果与评价认识,针对渝东南地区洛龙背斜和老厂坪背斜浅层页岩气成藏地质条件及勘探潜力进行研究。通过钻井、物探、实验分析等资料对比分析研究区页岩气成藏条件及甜点控制因素,揭示渝东南地区背斜型浅层页岩气五大基本地质特征：(1）处于深水陆棚相,静态指标优越,优质页岩段厚度为29～37.5m,TOC为2.01%～6.39%;(2）页岩储层品质较好,有机质孔发育,孔隙度为3.29%～6.58%;(3）以常压为主,微注压降测试地层压力系数为0.96～1.08,现场解吸实验测量总含气量为0.66～5.67m3/t,吸附气占比为69.97%～78.6%;(4）页岩脆性矿物含量较高（石英含量为30.3%～75.5%）,脆性指数较高（59%～65%）,埋藏较浅（880～1100m）,地应力较小（优质页岩段平均最大水平主应力为29MPa）,易于体积压裂施工;(5）遭受多期构造改造,仍具有一定的保存条件,呈现背斜型赋存模式。渝东南地区背斜型浅层页岩气各项压裂参数值较低,易于施工,但需要进一步优化工程工艺技术,兼顾提高单井产量和降低施工成本,实现效益开采。     

彭页HF-1页岩气水平井钻井关键技术

水平井是开发页岩气的有效方式,但页岩气水平井施工中存在井眼轨迹难以控制、摩阻扭矩大、机械钻速偏低、井壁稳定性差、固井质量难以保证等难题。在彭页HF-1井施工过程中,综合应用了旋转导向钻井技术、油基钻井液和双凝双密度水泥浆等,并进行了钻具组合和钻头的优选,钻井周期比设计周期缩短13 d。对该井的轨迹控制情况、井身质量、摩阻扭矩、固井质量等进行了分析,全井平均机械钻速达到6.28 m/h,狗腿度保持在6°/30 m以下,摩阻保持在150~250 kN,施工效果良好。该井实钻效果表明,旋转导向钻井技术和油基钻井液是页岩气水平井施工成功的关键,对国内其他页岩气水平井施工具有指导和借鉴作用。      

隆页1HF页岩气井钻井关键技术

隆页1HF井是位于彭水区块的一口页岩气预探井,钻遇地层具有缝洞发育、倾角大、可钻性差等特点,钻井过程中面临易漏失、易井斜、页岩层易坍塌、机械钻速低等难点。通过综合应用近钻头地质导向钻井技术、油基钻井液、双凝双密度水泥浆等,并对井眼轨道、钻头和钻具组合进行优化设计,实现了安全、优快钻进。隆页1HF井全井未发生恶性漏失,大斜度井段机械钻速比相邻地区页岩气井提高32%,储层穿遇率达100%,钻井周期缩短25.68%,固井质量优秀。该井采用的钻井关键技术能够进一步降低彭水区块页岩气开发成本。      

牟页1井海陆过渡相页岩气压裂试气效果分析

牟页1井是河南中牟区块实施的南华北地区第一口海陆过渡相页岩气探井,通过对钻完井工程成果综合研究,优选出牟页1井太原组、山西组三个压裂层段,采用快钻桥塞分段压裂,累计注入压裂液量5 055.9 m~3,加砂量202.7 m~3,三层合采求产为1 256 m~3/d,标志着南华北盆地海陆过渡相页岩气勘探取得重大发现。该井压裂试气成果表明,如能进一步优化压裂选层及压裂试气参数,太原组、山西组海陆过渡相页岩气勘探有望取得商业性突破。     

镇泾油田红河26-37井区微生物勘探研究

以镇泾油田微生物异常为基础,结合已有的区域地质资料、钻井和测井等资料,对镇泾油田红河26 - 37井区微生物异常区域进行了分析研究.根据微生物异常指标体系,论述了井区微生物异常分析结果,找出了井区内的微生物异常的分布规律,并对其勘探前景作出评价,对最有利目标区进行了含油气预测.     

川南坳陷仁怀区块仁页1井钻井关键技术

川南坳陷仁怀区块仁页1井在施工中存在着地层出水、井壁垮塌、膏岩卡钻以及机械钻速低等问题。根据该井的工程设计及地层特点,总结分析了钻进过程中存在的主要技术难点,同时论述了PDC钻头+螺杆优快钻井、高效钻头应用、旋冲钻井技术以及钻井液优选等关键技术在该区块的首次成功应用。该井实钻效果表明,这些技术能有效提高机械钻速,保持井壁稳定,是川南坳陷仁怀区块页岩气探井钻井施工成功的关键,为今后在该区块的工程设计以及钻井关键技术提供了指导和借鉴。     

彭页HF-1页岩气井水平段固井技术

为了提高页岩气水平井固井质量,满足分段压裂需求,对彭水地区海相页岩气水平井固井技术进行了研究。针对彭页HF-1井固井技术难点,开展了以通井数据为基础的水平井套管下入数值模拟分析,优选了扶正器类型和扶正器安放间距, 针对该井部分井段地层漏失特性,采用"应力笼"理论开展承压堵漏作业,并优选合适的高效驱油冲洗液和隔离液及水泥浆,满足界面润湿反转和驱油要求。通过数值模拟分析,设计的弹性水泥浆弹性模量6.5~8.5 GPa,扶正器端面居中度达到67%,水平段固井质量能够满足压裂的需求。CBL测井结果表明,彭页HF-1井水平段固井优良率78.4%,质量合格,压裂过程未发现层间窜现象。该技术对海相页岩气井固井有一定的借鉴意义,但需要进一步研究其适应性。