沁水盆地南部致密砂岩和页岩的气测显示与气藏类型

煤系本身及其上覆地层能够形成具有工业开发价值的致密砂岩和页岩气藏,综合勘探这些非常规天然气资源将有助于提高煤层气开发效益。依托17口井的气测录井资料,分析了沁水盆地南部石炭二叠纪煤系及其上覆地层致密砂岩和页岩的气测显示规律,讨论了致密砂岩气与页岩气的赋存方式和勘探前景。结果显示:区内砂岩和页岩的气测显示十分普遍,区域和层位显示差异较大;砂岩气发现几率相对较高,页岩气品位相对较好;下石盒子组具有砂岩气和页岩气的勘探潜力,太原组具有页岩储层厚度品位,山西组具有砂岩储层厚度品位。研究认为,页岩气最有利勘探层位为太原组,砂岩气最有利层位是下石盒子组,山西组也有一定的砂岩气和页岩气勘探潜力。以此为基础,初步划分出独立砂岩气、独立页岩气、煤-页岩-砂岩互层气组合3种气藏类型,认为砂岩气和页岩气有利区主要位于盆地中央地带,总体上沿复向斜轴部呈NNE向展布。其中,沁源区块中—南部、郑庄区块-马必区块-沁南区块结合部、柿庄北区块西北部3个核心区值得关注。     

异常高压水驱气藏物质平衡方程的推导及应用

异常高压水驱气藏是一种较为特殊的气藏类型,在气藏开采过程中,岩石骨架体积、束缚水体积及微量液烃体积都会发生较大的变化。根据气藏孔隙体积守恒原理,推导了异常高压水驱气藏的物质平衡方程通式。通过实例分析对比,验证了该方法的可靠性和准确性,能为异常高压水驱气藏开发动态分析及预测提供一种有效的手段。     

湖南涟源凹陷早石炭世煤系气共生组合与有利层段优选

湖南涟源凹陷早石炭世煤系地层具有煤层-煤系页岩-煤系砂岩垂向上相互叠置、平面上广泛分布的特征,显示出较好的煤系气兼探合采前景,然而目前尚缺乏该区煤系非常规天然气地质特征整体研究。本文以早石炭世测水组为研究对象,基于研究区典型钻孔的岩相组合及物性、含气性等实验分析,讨论了涟源凹陷煤系气共生组合模式及潜在的有利煤系气层段。结果表明：涟源凹陷测水组发育5种岩相组合类型,对应滨外陆棚、障壁-潮坪、障壁-沼泽、潟湖-沼泽和潮坪-沼泽沉积环境,以“单源双储、双源双储、双源三储”3类煤系气共生组合模式为主。基于分级加权法认为测水组下段上部为有利的勘探层段,以煤层为主要烃源岩、砂岩为主要储集层的煤层气-煤系砂岩气组合模式最为有利,集中分布于涟源凹陷中部一带。煤层累计厚度及其含气性对涟源凹陷煤系气藏起关键作用。     

致密砂岩气藏多层试井解释方法研究

致密砂岩油气藏储层多套小层叠置发育,为实现产能及经济效益最大化,通常采用一套井网分层压裂多层合采的开发方式,受非均质性影响,开发过程中层间干扰严重,各小层产能贡献比例、能量衰减速度差异大,限制了产能有效发挥。在应用试井分析结果评价生产井储层动态参数、压力水平的过程中,常规试井解释模型只能反映各生产子层数据的平均值,无法准确评价各层段数据,实际指导意义存在局限性。综合运用单层、多层试井解释模型对试井数据开展精细解释,以生产测井的分层产量作为拟合计算的新增约束条件,并以此建立多层渗流试井模型,拟合结果符合率高,在降低单层试井解释模型多解性的同时,实现多层参数定量评价,对于多层合采井在开发过程中技术政策调整以及增产措施制定等工作提供强力支撑。     

湖南涟源凹陷早石炭世煤系气共生组合特征与有利层段优选

湖南涟源凹陷早石炭世煤系地层具有煤层-煤系页岩-煤系砂岩垂向上相互叠置、平面上广泛分布的特征,显示出较好的煤系气兼探合采前景,然而目前尚缺乏该区煤系非常规天然气地质特征整体研究.本文以早石炭世测水组为研究对象,基于研究区典型钻孔的岩相组合及物性、含气性等实验分析,讨论了涟源凹陷煤系气共生组合模式及潜在的有利煤系气层段....     

煤层气与相邻砂岩气藏合采数值模拟研究

借鉴现有模型,建立了煤层与相邻砂岩储气层合采的三维气-水两相流动数学模型及数值模型,并结合韩城矿区煤储层以及砂岩层的实际地质资料,开展了煤层气与相邻砂岩储气层合采条件以及显著性影响因素的数值模拟分析研究。研究结果表明,砂岩层含水饱和度对煤层气与相邻砂岩气藏合采的影响最为显著,由此确定煤层气与相邻砂岩气藏合采的首要条件为相邻砂岩储气层不含水或微含水,且仅当韩城矿区内与5号煤层相邻的山西组底部砂岩层孔隙度达到5%以上时,才具备与煤层合采的意义,此时相邻砂岩层煤成气可成为煤层气井产能的有利补充。     

软硬互层金刚石复合片钻头在地浸砂岩型铀矿中的研究及应用

针对近年在巴音戈壁盆地及鄂尔多斯盆地钻探所遇到的复杂地质情况,研究试验了PDC钻头,在地浸砂岩铀矿钻探生产中取得了良好的效果,并制定总结了相应的钻进参数。     

致密砂岩气井场智能监控系统及应用

致密砂岩气井场地处偏远,地形复杂,分布不均,关键生产参数的采集控制和生产调控管理滞后,现场管理实时性差,人力物力投入成本高。针对以上问题,开发了致密砂岩气井场智能监控系统,实时监测井场生产参数,监视井场安防情况。实际应用经验表明,井场智能监控系统能实时有效监测致密砂岩气开采过程中的重要参数,通过物联网传输到云管理系统平台,管控高效便捷,功耗低,采用光伏离网供电,节省成本,节约能源。     

暂堵技术在致密砂岩气藏压裂中的应用

鄂尔多斯地区蕴藏着大量的天然气,拥有典型的低渗透、低压、低产、多层系、非均质性较高的致密气资源。常规压裂法开采工艺不佳,无法实现预期的开采效益,为此,提出暂堵技术在致密砂岩气藏压裂中的应用。针对储层地质特征的特点,采用高强度、高封堵性能、易降解的暂堵剂,在纵向上完成多层系统的临时封堵和分层迁移,达到缝内转向的目的,形成新的分支裂缝,使气藏的改型容积和气密性得到明显的改善。该工艺应用后,暂堵区的压力平均提高了3 MPa。断裂的平均长度比普通压裂段增加5.8%,断裂长度增加12.5%,保证复杂缝网的生成结果,可广泛地进行实际应用。     

核磁共振在致密砂岩、页岩储层物性计算中的应用

梳理了核磁共振测井在常规砂岩物性预测中的应用特点,剖析了核磁共振测井在致密砂岩和页岩储层物性计算中的应用现状,对比分析了常规砂岩储层与致密砂岩、页岩的核磁共振测井T2谱特征及物性计算方法。研究认为,针对非常规储层T2谱特征及物性计算要求,加强岩石物理实验研究,建立核磁共振测井T2谱与储层物性参数的非线性数学关系具有重要意义。     

考虑有机质校正的页岩气储层总孔隙度测井评价方法

准确计算总孔隙度是页岩气储层测井精细评价的关键之一。以涪陵焦石坝地区五峰—龙马溪组页岩气储层为例,依据AA1井元素俘获测井、常规测井数据、岩芯分析总孔隙度和总有机碳实验数据,分析了Herron总孔隙度模型的适用性,研究认为:模型不能准确计算目标区块层位的总孔隙度,原因在于:(1)视密度孔隙度和视中子孔隙度的计算中,将岩石等效为骨架和孔隙两部分,忽视了页岩储层有机质的存在;(2)模型中的权值系数是依据有限岩芯数据通过最小二乘法拟合得到,有一定的区域适用性。在此认识的基础上,提出了一种改进的评价页岩气储层总孔隙度方法,将该方法应用到焦石坝地区五峰—龙马溪组页岩气储层XX1井的总孔隙计算中,相对于Herron总孔隙度模型,精度有了明显的提高,且该方法操作简单。     

基于物质平衡方程的页岩气井产能预测方法

页岩气井产能受地质和压裂改造参数综合影响,在开发初期,难以确定可靠的地质模型来预测气井产能。为了快速、准确地预测气井产能,在研究页岩气物质平衡方程和产能方程的基础上,考虑吸附气和异常高压气藏岩石弹性能量影响,建立了基于物质平衡方程的页岩气井产能预测方法,该方法需要参数较少,可在开发初期快速对页岩气井产能进行预测。涪陵地区X1井实例计算表明:该方法综合考虑了页岩气吸附气解吸、异常高压气藏岩石弹性能量的影响,产能预测结果准确、可靠;吸附气对气井累产气量影响明显,约占总累产气量17%,对定产生产气井的稳产期影响不大;吸附气的贡献在2.5~4年逐渐体现出来,定压放喷生产初期产量高,地层压力下降快,吸附气的产出贡献比控制产量的定产生产方式要早;考虑岩石弹性能量的影响,气井稳产时间和累产气有所增加,但影响不明显。     

页岩气碳同位素倒转：机理与应用

碳同位素倒转是北美某些页岩气的典型特征,对比现有数据可将其分为两类：一是部分倒转,表现为δ 13C1>δ 13C2<δ 13C3;二是完全倒转,表现为δ 13C1>δ 13C2>δ 13C3。目前对页岩气碳同位素倒转机制的认识主要有：① 干酪根热降解气和原油热裂解气的混合;② 页岩中残余有机质同其他物质（如金属和/或水）的相互反应;③ 扩散和吸附/解吸过程中的同位素分馏。碳同位素倒转往往与页岩储层的超压及页岩气高产有关,因此,可应用于指示页岩气富集区。     

五峰组—龙马溪组储层特征及甜点层段评价——以昭通页岩气示范区A井为例

以昭通页岩气示范区A井五峰组—龙马溪组一段页岩为主要研究对象,利用薄片、氩离子抛光-场发射电镜、核磁共振、液氮吸附、X衍射及地化分析等多种测试手段,从岩石学、有机地化、矿物组成、孔隙类型及结构、物性特征及含气性等方面,系统评价了五峰组—龙一段各小层储层特征,并优选了页岩地质与工程甜点层段。结果表明:五峰组—龙一段以硅质页岩为主,优质页岩主要形成于海侵期-海退早期的深水陆棚相贫氧-厌氧环境;有机质孔和黏土矿物层间粒内孔最为发育;五峰组—龙一段储层孔隙以中孔为主,微孔对比表面贡献最大,而中孔和微孔提供了主要的孔体积;龙一11—龙一21小层相对其他层段,具有相对高的TOC含量、孔隙度、含气量及压力系数,且各项指标具有向上减小或降低的趋势。同时,龙一11—龙一21小层具有高脆性指数、高杨氏模量、低泊松比的岩石力学特征;基于地质与工程综合评价,优选龙一11—龙一21小层即富碳高硅页岩段为纵向上甜点层段,为昭通页岩气示范区水平井的靶体层段。     

中国南方海相页岩气与华北煤系页岩气储层特征差异

我国海相页岩气的勘探开发已经取得了一定的进展,相比之下,煤系页岩气研究成果较少,本文以贵州凤冈区的海相页岩和沁水盆地的煤系页岩为例,通过干酪根类型、总有机碳含量、矿物组成、孔隙等四方面进行储层特性对比,分析海相页岩气储层和煤系页岩气储层差异,查明不同沉积环境下页岩气储层特点,为煤系页岩气的进一步勘探开发奠定基础。结果表明两者既有相似又有所区别：海相页岩和煤系页岩干酪根类型存在明显差异,前者以Ⅰ型、Ⅱ型为主,后者主要为Ⅲ型干酪根;海相页岩较煤系页岩总有机碳含量和脆性矿物含量高;两者均发育有机质孔,且以中孔(2~50nm)为主,低温氮气吸附曲线都为Ⅳ型,但海相页岩孔隙比表面积较高。加之煤系页岩单层厚度薄,连续性差,因此对煤系煤岩的勘探开发不能完全照搬海相页岩的开发模式,可以考虑与煤层气致密砂岩气一起勘探开发,提高资源利用率,实现经济开采。     

考虑含水和多组分气体的页岩气含气量预测模型

基于体积法建立页岩气含气量预测模型,含气量包括吸附气量和游离气量,在计算吸附气量时考虑了页岩矿物组成、温度、压力、水分和非甲烷多组分气体,在计算游离气量时考虑了吸附相体积,最终采用涪陵焦石坝地区焦页1井页岩现场解吸数据验证模型。结果表明,当考虑吸附相体积时,含气量模型计算值与现场解吸数据较吻合,当不考虑吸附相体积时,页岩含气量被高估27%～38%;水分对页岩含气量的影响较小;多组分气体不仅改变页岩含气量,也改变页岩气的赋存状态,不考虑多组分气体将高估目标区域含气量5. 6%～31. 8%。所建含气量模型精确性依赖于室内岩芯实验结果,未来应进一步开展含水页岩对多组分气体吸附实验研究,准确计算页岩气含气量。     

北美页岩气研究及对我国下古生界页岩气开发的启示

北美近10 a来对构造较简单、中-高成熟度(Ro＜3.0％)、埋藏较浅地层(＜4 000 m)页岩气的形成、赋存与富集机理、评价方法与核心区预测作了大量研究,取得了实质性的进展,并实现了页岩气的大规模工业开发.我国南方下古生界成熟很高(Ro=2.5％～4.0％)、构造改造强烈、现埋藏深度差异大,对于这套地层的页岩气的评价,缺乏相关理论与方法.为规避风险、获得效益,需以北美页岩气研究为借鉴,针对其地质地球化学特点,在广泛开展相关基础研究的基础上,重点发展页岩含气量的现场测试技术与原地气量的定量评价体系,评估勘探开发示范区页岩的资源潜力,确定页岩气的主控因素,为实现我国南方下古生界页岩气的高效开发提供理论指导与方法基础.     

自然伽马能谱在页岩油气评价中的应用

在页岩气资源勘探和开发的过程中,页岩气的含气性评价及其储量品位是页岩气资源潜力评价和有利区优选的关键参数。自然伽马测井不仅可以测得地层的总自然伽马值,同时还能测得到地层的铀、钍、钾含量。自然伽马能谱测井中铀曲线代表地层中铀的含量,可以用来评价生油岩。该文利用自然伽马能谱资料对页岩气层段含油气性评价、沉积环境作了初步的探讨。     

北美页岩气研究及对我国下古生界页岩气开发的启示

北美近10 a来对构造较简单、中-高成熟度（Ro<3.0%）、埋藏较浅地层（<4 000 m）页岩气的形成、赋存与富集机理、评价方法与核心区预测作了大量研究,取得了实质性的进展,并实现了页岩气的大规模工业开发。我国南方下古生界成熟很高（Ro=2.5%~4.0%）、构造改造强烈、现埋藏深度差异大,对于这套地层的页岩气的评价,缺乏相关理论与方法。为规避风险、获得效益,需以北美页岩气研究为借鉴,针对其地质地球化学特点,在广泛开展相关基础研究的基础上,重点发展页岩含气量的现场测试技术与原地气量的定量评价体系,评估勘探开发示范区页岩的资源潜力,确定页岩气的主控因素,为实现我国南方下古生界页岩气的高效开发提供理论指导与方法基础。