页岩气储层的基本特征及其评价

页岩气独特的赋存状态,"连续成藏"的聚集模式,区别于常规天然气储层的特征以及评价内容等决定了页岩气储层研究的特殊性。目前,国内针对页岩气储层特征及评价的工作开展得相对较少,需要建立相应的评价标准。在大量调研国外文献的基础上,综合利用四川盆地最新的浅井钻探和野外露头取样资料,从常规储层研究思路入手,详细分析了页岩气储层的基本特征(有机质特征、矿物组成、物性特征、储渗空间特征),进而总结了页岩气储层评价的主要内容;同时,借鉴美国页岩气勘探成功经验,从实际资料出发,筛选出有机质丰度、热成熟度、含气性等8大关键地质因素,进而提出了一套较为适用的储层评价标准。据该标准评价后认为,四川盆地下古生界筇竹寺组和龙马溪组2套海相黑色页岩具有良好的勘探开发前景。     

静电纺-LbL技术制备[CTS/SA]c/lPVA纳米复合膜及其性能研究

结合层层组装法,以静电纺聚乙烯醇(PVA)为基底,壳聚糖(CTS)和海藻酸钠(SA)为聚电解质,制备复合纳米纤维膜用于吸附盐离子和重金属离子。研究结果表明,最佳的聚电解质溶液浓度均为2.5g/L,最佳组装层数分别为2和6.5层,其中对于盐离子,Al~(3+)去除率最高;对于重金属离子,Ba~(2+)去除率最高。一次使用时长2～6h为最佳,去除率波动在10%左右,通量为0.85L/(m~2·h)。实验证明,该膜在重金属处理方面有较好的发展潜力。     

海相页岩气储层评价发展趋势与综合评价体系

目前,我国页岩气勘探开发中还存在着储层有效性评价体系不完善、储层评价体系不能满足页岩气高效开发需要等问题。为了完善储层评价内容与标准,基于现有的页岩气储层评价方法,分析页岩气储层静态评价的不足及其面临的挑战,建立了页岩气储层有效性评价方法和孔隙系统划分方案;在此基础上,探讨了页岩压后动态评价参数及其对排采措施的影响,研究了"自动缓解水锁"潜力评价参数,建立了"静—动"结合的储层综合评价体系。研究结果表明:①页岩气储层评价的新挑战表现为"储层有效性、压后动态评价参数体系、压后排采措施"研究不够深入,导致现有的页岩气储层评价体系相对于生产具有严重的滞后性;②储层有效性评价主要表现为有效孔隙度下限评价,体现在黏土矿物束缚水和不连通孔隙对页岩气开发的影响;③页岩气储层评价发展趋势表现为细化储层静态评价参数、建立"自动缓解水锁"潜力评价指标和"静—动"结合的储层综合评价体系;④确定了"润湿性、吸水滞留能力、吸水膨胀方式、膨胀率和吸水产生裂缝能力"等"自动缓解水锁"潜力评价指标的压后动态评价体系;⑤提出了"页岩气储层静态评价是基础,压后动态评价是补充"的储层评价思路,并建立了一套适合我国海相页岩气储层评价的"静—动"结合的储层综合评价体系。     

基于静电纺-层层组装技术制备[壳聚糖/海藻酸钠]_(c/l)/聚乙烯醇纳米复合膜

静电纺丝技术在近几十年来得到了快速发展,静电纺丝制备的纳米纤维具有比表面积大和孔隙率高的优点,因而广泛应用于海水淡化、电池隔膜和重金属离子吸附等领域。结合层层组装法,以交联的静电纺聚乙烯醇(PVA)为基底,壳聚糖(CTS)和海藻酸钠(SA)为聚电解质,成功制备了复合纳米纤维膜,并对复合膜表面的聚电解质层(PEL)进行了交联,考察复合膜的抗水解性能。结果表明:交联最佳条件为戊二醛/丙酮=2.0%(质量分数)、时间3h、pH=2。     

元素录井在川渝地区关键层位岩性识别中的应用

随着川渝地区快速钻井工艺的推广应用,返出岩屑呈细碎甚至粉末状,传统的岩屑岩性识别方法已不能满足要求。为此,根据元素地球化学原理,对该区关键层位开展了元素录井岩性定性识别及定量解释工作。结果表明:(1)不同岩性元素录井特征差异明显,易于识别,如玄武岩为0.35Fe/Si0.55且Ca/(Na+K)4.00,而沉积岩Fe/Si0.35或Fe/Si0.55;(2)沉积岩中可依据(Al+Si+Fe)和(Ca+Mg+S)组合识别出碎屑岩、碳酸盐岩和硫酸盐岩及其过渡岩类,其中(Al+Si+Fe)31%者为碎屑岩,(Al+Si+Fe)8%且(Ca+Mg+S)36%为碳酸盐岩,而(Al+Si+Fe)5%且(Ca+Mg+S)36%则为硫酸盐岩。进一步可根据(Si+K+Ca)和Si/Al、(Al+Si+Fe+K)和(Ca+S)/Mg识别出砂岩、泥(页)岩、石膏、白云岩、石灰岩及其过渡岩类。为便于该方法在现场应用,建立了该区关键层位元素录井岩性识别定性图版并开发了定量解释软件。在川渝地区MX207井等10口井现场应用的效果表明:该方法岩性识别符合率介于88.75%~95.22%,平均符合率达92.42%,能够满足该区关键油气层位随钻岩性快速识别的要求。     

四川盆地下志留统龙马溪组页岩纳米孔隙发育特征及主控因素

上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组页岩是我国目前实现页岩气商业开发的唯一层系,而在四川盆地及周边不同区域页岩气单井产量却存在明显差异。筛选位于不同构造位置、不同压力系数、相同层段[鲁丹阶早期(LM1-LM3)]5口典型井的36个页岩样品,应用岩石矿物学、构造地质学、储层地质学等手段系统分析了页岩孔隙特征,从储层微观结构方面分析不同地区产量差异的原因。页岩的储集空间主要以有机质孔为主,不同构造区域页岩小孔体积、中孔体积、大孔体积和总孔体积随有机碳含量的增大呈现出不同的趋势,反映不同的孔隙演化阶段。建立了页岩有机质孔隙发育模式,指出页岩孔隙在高压情况下可能被压实,其压实程度与有机质孔孔径、岩石矿物组成、有机质含量、区域构造条件和压力系数密切相关,指出受构造运动影响小且压力系数较高的区域为孔隙发育的有利区。     

页岩气储层孔隙连通性及其对页岩气开发的启示——以四川盆地南部下志留统龙马溪组为例

大型水力压裂后,页岩气储层中的不连通含气孔隙有可能转变成"潜在可采孔隙",而目前的主流页岩气储层孔隙分类方法没有考虑上述不连通孔隙,对储层孔隙有效性评价的准确性有影响。为此,以四川盆地南部下志留统龙马溪组页岩为研究对象,开展柱塞样和碎样岩心孔隙度、饱和盐水后离心+渐变干燥核磁共振和核磁冻融实验,分析页岩气储层不连通孔隙体积、主要发育位置、主要孔径分布范围,划分页岩气储层孔隙系统,确定页岩含气连通孔隙有效孔径的下限,开展页岩气储层全孔隙有效性评价,并探讨页岩中不连通孔隙对于页岩气开发的影响。研究结果表明:①该区页岩气储层存在着大量的不连通孔隙,占比高达30.23%,孔径分布介于5～30 nm,主要发育于有机质和少量的黏土矿物中;②该区页岩气储层黏土束缚水核磁T_2截止值为0.26 ms,对应孔径为5.35 nm,此为该区页岩气储层有效孔径的下限;③大型水力压裂可改善页岩气储层中孔径超过5.35 nm的不连通孔隙,实现页岩气有效开发;④水力压裂改造后的不连通孔隙可增加压裂液在基质中的储存空间,吸收裂缝中的压裂液,置换孔隙中的页岩气,促使页岩气储层自动缓解水锁,提高页岩气单井产量。结论认为,采用"离心+渐变温度干燥"法,结合核磁共振实验可实现页岩孔隙中流体赋存状态和孔隙系统的定量划分,高速离心+核磁共振实验可以确定可动水和毛细管束缚水,渐变干燥+核磁共振实验可以确定毛细管束缚水和黏土束缚水。     

四川盆地侏罗系油气成藏条件及勘探潜力

四川盆地侏罗系已发现以盆地中部(简称川中)为主体的多个石油富集构造。对四川盆地侏罗系油气成藏条件进行了分析,认为:①烃源岩条件好,资源量丰富;②储层物性差,但大面积分布,储盖组合优越;③圈闭类型多样。通过开展成藏模式研究,指出了有利勘探区域:①川中平缓构造区油藏分布不受构造控制,高能介屑滩、砂体叠加区及裂缝发育带是石油富集的主控因素,具备大面积低渗透油藏叠加连片分布的特征;②川东褶皱带向斜区侏罗系地层保存完整,成藏条件与川中基本相似,具有良好的勘探潜力;③龙门山、大巴山冲断带前缘可能发现多种类型的油藏或油气藏。建议开展老油田的挖潜工作,同时加大对川中北部及川东向斜区的勘探,寻找原油持续稳产的接替区域。     

页岩元素地球化学特征及古环境意义——以渝东南地区五峰—龙马溪组为例

为了深入研究渝东南地区奥陶纪—志留纪黑色页岩垂向上沉积环境的精细变化,选取渝东南地区黔江1井对五峰—龙马溪组进行了系统采样并进行了详细的元素地球化学研究,认为LM1-LM3时期古海平面最高、古生产力最高和水体还原性最强,页岩的有机质含量最高,是页岩气勘探重点区域;页岩的古生产力、氧化还原条件等地球化学元素决定的指标仅影响富有机质页岩的厚度及品质,对页岩气产量有一定影响,但并非主要影响因素.研究结果表明:1)黔江地区五峰—龙马溪组页岩沉积于大陆边缘环境,陆源碎屑为主要物源,沉积成岩过程中局部受到热液活动和生物作用的影响;2)五峰—龙马溪组页岩沉积时期经历了五峰晚期(WF1—WF4顶部)海退和龙马溪组早期(LM1—WF3)海侵;3)黑色页岩总体形成于水体缺氧的环境,在五峰组(WF1—WF4)由于海退处于弱氧化环境,龙马溪组早期(LM1—LM3)由于海侵处于强还原条件,而在龙马溪组晚期由于水体变浅,水体还原性逐渐减弱;4)古生产力在龙马溪组早期(LM1—LM3)达到最大值,生物钡Ba(bio)质量分数达到1 025.43×10-6,向下和向上均有减小趋势;5)相同时段位于水下古隆起附近的黔江地区的古生产力、氧化还原条件、富有机质页岩厚度及品质均不如坳陷区的巫溪2井,水下古隆起对富有机质页岩沉积产生了不利影响,在该区进行勘探应格外谨慎.     

四川盆地龙马溪组地层等时划分新方法

通过对四川盆地53口页岩气井进行笔石生物地层划分、电性特征和斑脱岩密集段分布研究，明确了自然伽马(GR)峰具有等时属性，其形成与斑脱岩密集发育段(构造活动)密切相关，并在鲁丹阶沉积中期(LM4)发现一个具有重要工业意义的构造活动响应界面，建立了龙马溪组GR测井曲线[钍(Th)、补偿中子(CNL)测井曲线]等时划分方法，重新刻画了不同时期页岩展布规律。研究结果表明：(1)龙马溪组共发育8个GR峰值层段(编号(1)—编号(8)),GR峰值与生物地层、斑脱岩密集段具有良好的对比关系，其形成与广西运动的“幕式构造活动”密切相关，挠曲导致沉降区(沉积中心)形成高GR页岩，而挠曲抬升的源区提供了大量物质来源，致使高GR层段Th含量增高；(2)提出编号(3)(LM4)的GR峰(高Th)是早志留世广西运动第1幕强构造活动(斑脱岩层段密集，厚度大)在四川盆地内的响应，该期构造活动致使盆地内沉积速率明显加快，黏土矿物和Th等反应物源的矿物明显增多，水体的还原性明显下降，页岩储层品质变差；(3)以识别编号(1)、编号(3)和编号(6)3个特征明显的GR峰为基础，Th或CNL测井曲线为辅助，总结了四川盆地龙马...