基于测井和录井信息相结合的泥页岩储层识别方法——以苏北盆地高邮凹陷阜宁组为例

泥页岩油气储层是目前非常规油气领域备受关注的勘探目标。以苏北盆地高邮凹陷阜宁组泥页岩地层为研究对象,采用岩心、试油测试等资料刻度测井和录井信息,开展非常规泥页岩油气储层的识别研究。通过分析泥页岩储层类型及其测井与录井响应特征,发现泥页岩储层多数为脆性矿物含量高的灰质泥页岩岩相(发育裂隙),少数为脆性矿物含量低的不含(或少含)灰质的泥页岩岩相。根据这2种泥页岩储层类型,提出了2种相应的成因机制解释模型,借鉴气泡图和雷达图较好地显示出了这2种解释模型的测井与录井特征差异,进而建立了基于测井和录井信息相结合的泥页岩储层识别方法,为苏北盆地泥页岩油气储层识别及有效开发提供了依据。     

利用常规测井资料预测泥页岩含气量的方法——以川东北元坝地区为例

泥页岩含气量是评价页岩气资源量的一个重要参数,目前主要根据试验得出,不仅耗费时间长且价格昂贵,难以满足快节奏的勘探生产需要。因此,探寻简单快速并且相对廉价的预测泥页岩含气量方法具有重要的现实意义。在有已知井试验数据的基础上,利用常规测井资料,应用多元统计数理模型,建立起多个含气量预测模型,通过对模型进行检验及优选,可以较为准确地预测出泥页岩的含气量。该方法在川东北元坝地区进行了应用,模型预测结果与试验分析结果符合度较高。     

空气钻井在喀斯特地区的探索与实践——以安页1井为例

古喀斯特潜山是良好的储油气构造,但其独特的地质特征,使钻井工程面临巨大挑战。介绍了喀斯特的形成原理,分析了在喀斯特地区进行石油、天然气钻井的主要施工难点和风险,针对性地提出了应对典型地下喀斯特地貌-溶洞或地下河的措施:空气钻井优点之一是能有效应对恶性溶洞性井漏,实现安全快速钻井。位于典型喀斯特地区的安页1井探索使用空气钻井技术,成功解除了钻遇大型溶洞的困境,同时获得了较高机械钻速,有效缩短了钻井周期。现场应用表明,空气钻井技术是解决恶性溶洞性漏失及提速提效的有效途径,在喀斯特地区钻井中具有重要推广意义。     

粒子群优化支持向量机算法在页岩储层总有机碳含量预测中的应用——以渝西地区Z井区为例

页岩总有机碳(TOC)含量是反映页岩生烃潜力及页岩气富集程度的关键参数之一.四川盆地渝西地区Z井区的页岩气勘探,存在钻探程度低、地质资料少和岩心样品实验分析数据不全等不利因素,难以利用测井资料得到精确的总有机碳含量曲线.而通过地震正演、地震多属性反演和叠前反演等方法预测的总有机碳含量又存在精度较低的问题.为了实现总有机...     

水化作用下页岩微观孔隙结构的动态表征——以四川盆地长宁地区龙马溪组页岩为例

为了研究真实压裂环境下水化作用对页岩孔隙结构的影响,选取四川盆地长宁地区下志留统龙马溪组页岩样品,在90℃储层温度下开展了页岩压裂液自吸及水化实验;采用扫描电镜、低温N₂吸附、高压压汞、CT扫描等实验手段,对比了水化0 d、5 d、10 d、20d时页岩样品颗粒形态、孔径、比表面积等孔隙结构参数的宏观演变过程,并且对页岩孔隙结构变化的原因进行了剖析;开展单黏土矿物(蒙脱石、伊利石)水化实验,对比单黏土矿物的水化特征,进而从机理上研究了水化对页岩微观结构的影响。研究结果表明:①黏土矿物水化可以促进页岩层理面间微裂缝的产生,由于水化诱导裂缝尺度较小,分布较为密集,微观上能局部相互连通,从而对页岩储层物性有明显的改善作用;②随水化时间延长,微裂缝由延伸扩展到趋于闭合,孔隙体积先增大后减小,并在水化5 d时达到最大值;③黏土矿物水化膨胀相对于水化应力变化的滞后性是导致页岩微观结构变化的主要原因,并且伊利石的水化膨胀体积小于蒙脱石;④无机阳离子可以抑制黏土矿物水化,K⁺、Na⁺、Ca²⁺的抑制效果依次变差。结...     

基于不同岩性的总有机碳分段预测方法——以东营凹陷始新统沙河街组三段下亚段为例

陆相泥页岩具有非均质性强的特征,矿物组分、总有机碳含量（TOC）等参数的分布预测是陆相页岩油气资源评价与选区研究的基础。为获取陆相页岩地层上述关键参数纵向分布特征,克服测试实验周期长、成本高、取样难等现实问题,开展了相应关键参数测井预测方法研究。以渤海湾盆地东营凹陷始新统沙河街组三段下亚段为例,结合XRD实测数据以及测录井等资料,具体针对不同岩性选取不同TOC预测模型,建立了不同岩性的TOC识别模板。运用所构建的模型对Fy1井沙三下亚段的岩性、TOC进行典型预测,分段预测TOC方法得到的预测值与实测值之间的相关系数较高,约为0.84,表明该方法可行性较强,可为开展陆相页岩油资源评价及目标评价提供有效的技术支撑。     

基于龙凤山营城组储层预测的声波和密度测井曲线重构方法探讨——以LB1井为例

测井资料质量控制为储层预测提供保障。龙凤山营城组声波和密度曲线失真较为严重,为提高测井曲线质量,以LB1井为主要研究对象,首先利用井径曲线结合密度和声波的交会图版判断出井曲线的失真段,然后依次利用经验公式、岩石物理建模及多元拟合方法对声波和密度曲线进行重构,并对三种预测方法的适用性及结果进行了对比分析,最后通过质量控制和效果评价认为,多元拟合方法重构曲线相对有效可行,重构后井—震相关性得到较大改善。     

基于保幅纯波的多属性模型回归在储层描述中的应用——以准西车排子地区沙一段1砂组为例

车排子地区沙一段l砂组储层较薄且结构复杂,受地震资料分辨率的影响难以直接识别与描述基于保幅纯渡数据,尝试以均方根属性描述储层分布范围,以振幅平方差属性描述有利储层的发育范围同时,结合属性独立性分析与储层厚度一属性相关性分析,优选出多个敏感属性进行储层厚度模型回归,对研究区的有利储层空间展布进行了精细刻画预测结果认为,研究区存在东北、西北、西南3个可识别的物源受其影响,沙一段l砂组储层厚度主体自南北向中间逐渐减薄,且平面上存在大面积不同物源砂体的交汇区,造成研究区沉积、储层岩性及组分变化较快。     

四川盆地二叠系基性火山岩测井评价技术——以永探1井区火山岩为例

为了快速、准确、高效的评价四川盆地川西地区二叠系火山岩的岩性,综合运用岩心、薄片、常规测井、元素扫描测井和成像测井等资料,开展了火山岩岩性识别、储层参数建模和流体性质判别等方面的研究。研究结果表明:①永探1井整体以基性火山岩为主,放射性低,结合岩心和测井分析结果,将岩性主要划分为玄武岩、含角砾凝灰熔岩和角砾熔岩;②永探1井自下而上可划分出3个次级喷发旋回,测试获气井段岩性主要为含角砾凝灰熔岩,寻找规模优质喷溢相含角砾凝灰熔岩储层是四川盆地火山岩气藏下一步勘探的重点;③永探1井整体表现出高孔隙度低渗透率特征,采用变密度骨架和变声波时差交会法计算的孔隙度与岩心孔隙度吻合度最好;④受多种因素的影响,电阻率法对火山岩流体识别难度大,利用非电法的热中子宏观俘获截面和泊松比法在该井流体判别中应用效果良好;⑤推广测井新技术应用,取全取准测井资料是该盆地下一步火山岩勘探取得进展的重要保障。     

水化作用下页岩微观孔隙结构的动态表征——以四川盆地长宁地区龙马溪组页岩为例

为了研究真实压裂环境下水化作用对页岩孔隙结构的影响，选取四川盆地长宁地区下志留统龙马溪组页岩样品，在90 ℃储层温度下开展了页岩压裂液自吸及水化实验；采用扫描电镜、低温N2吸附、高压压汞、CT扫描等实验手段，对比了水化0 d、5 d、10 d、20 d时页岩样品颗粒形态、孔径、比表面积等孔隙结构参数的宏观演变过程，并且对页岩孔隙结构变化的原因进行了剖析；开展单黏土矿物（蒙脱石、伊利石）水化实验，对比单黏土矿物的水化特征，进而从机理上研究了水化对页岩微观结构的影响。研究结果表明：①黏土矿物水化可以促进页岩层理面间微裂缝的产生，由于水化诱导裂缝尺度较小，分布较为密集，微观上能局部相互连通，从而对页岩储层物性有明显的改善作用；②随水化时间延长，微裂缝由延伸扩展到趋于闭合，孔隙体积先增大后减小，并在水化5 d时达到最大值；③黏土矿物水化膨胀相对于水化应力变化的滞后性是导致页岩微观结构变化的主要原因，并且伊利石的水化膨胀体积小于蒙脱石；④无机阳离子可以抑制黏土矿物水化，K+、Na+、Ca2+的抑制效果依次变差。结论认为，水化作用可以提高页岩储层的渗透率，研究区龙马溪组页岩储层压裂后的合理焖井时间推荐为5 d，而对于蒙脱石含量较高的页岩气储层则可以适当延长焖井时间。     

页岩气藏加密井压裂时机优化——以四川盆地涪陵页岩气田X1井组为例

加密井的压裂时机直接影响着页岩气藏最终的开发效果。为了有效地指导页岩气藏加密井部署与压裂施工,基于离散裂缝网络模型、有限差分模型及有限元模型,提出了一套页岩气藏加密井压裂时机优化方法：根据页岩气田开发现状及井网加密需求,系统考虑储层非均质性和天然裂缝发育特征,建立渗流—地质力学耦合条件下四维地应力演化及复杂裂缝扩展的多物理场模型,进而模拟加密井水力裂缝扩展形态、加密井及井组开发效果,最终优选出加密井最佳的压裂时机。以四川盆地涪陵页岩气田X1井组为例,利用该优化方法研究了加密井压裂时机和施工参数对其复杂裂缝扩展形态、单井及井组产能的影响规律。结论认为：①该优化方法能够有效模拟老井生产过程中储层物性及力学状态变化,预测压后产量变化,优选加密井压裂参数及压裂时机;②当加密井射孔簇间距减小、每簇施工液量增大时,水力压裂改造体积、裂缝密度增大,压裂后产量提高,但射孔簇间距过小、每簇施工液量过大时,则有可能会导致分支裂缝串通和重叠,降低压裂液效率、影响压裂后产能;③压裂时机越晚,加密井井筒附近分支裂缝越密集,但改造体积越小、初期产量越低;④当目标井组生产36个月进行加密井压裂时,井组累计页岩气产量最高、开发效果最优。     

基于成像矿物谱的页岩气储层脆性指数计算方法——以四川盆地南部下志留统龙马溪组为例

页岩气储层脆性指数是页岩气藏压裂方案设计所需的核心参数之一,但目前获取该指数的方法成本较高、耗时耗力且过分依赖于取心资料。为了解决上述问题,以四川盆地南部下志留统龙马溪组页岩气储层为研究对象,首先对该区的成像测井数据进行分析和校正、进行图像的直方图加强,将成像测井图像刻度为成像矿物谱;然后基于正态分布理论,并结合实验分析数据,通过解析成像矿物谱,获得了页岩气储层矿物含量;进而结合裂缝特征等建立了脆性指数的计算模型,形成了矿物含量及脆性指数的计算方法(以下简称新方法),并在该区的多口页岩气井进行了验证。研究结果表明:①新方法具有成本较低、适用性强、计算精度和实用价值较高等优点;②较之于目前常用的方法,新方法数据资料具有普遍性、脆性指数计算结果具有连续性;③新方法能够精确地反映层理、薄层及局部岩性变化等对脆性指数的影响,对于页岩气储层脆性及可压裂性评价有着重要的参考作用;④现场应用效果表明,新方法计算结果与实钻结果吻合程度高,该区多口井测试均获得了页岩气工业产能。结论认为,新方法为海相页岩气储层压裂优选评价提供了技术支撑。     

地质模式约束的断层破碎带内部结构地震识别——以东营凹陷樊162井区为例

断层破碎带可分为断层核部及其周围的诱导裂缝带,研究其内部结构可以帮助评估地下流体在其中的流动效果。为此,以“断层地质模式—地震正演模拟—多属性综合识别”的思路和方法对樊162井区断层破碎带开展研究。结果表明：①断层核部与诱导裂缝带均对原状地层的地震波形产生影响,利用小道间距地震资料识别内部结构效果更好;断层核部在地震频带范围内有响应;诱导裂缝带的波形在低频情况下易被断层核部影响,在高频情况下分辨率变高、干涉效应减弱,据此可以分辨诱导裂缝带。②断层核部振幅弱,在地震频带范围内相干性较差;诱导裂缝带振幅较弱、高频相干性较差;原状地层带相干性好、振幅较强。③利用低频与高频相干的差异区和瞬时振幅属性值可区分断层核部与诱导裂缝带;利用曲率和高频相干属性可识别断层破碎带范围。     

基于模型地震反演储层预测技术的应用——以牛圈湖油田西山窑组为例

牛圈湖油田西山窑组(J2x)属于低孔、低渗、低压的"三低"油藏,储层非均质性强,储层预测尤为重要。根据测井曲线的对比及交会分析,选择了自然伽马曲线和声波时差曲线来构建具有声波量纲的拟声波曲线,采用宽带约束模拟退火非线性全局寻优反演方法进行了储层预测。通过3种测井资料(10%地震和90%测井、30%地震和70%测井、50%地震和50%测井)约束程度对比,发现使用10%地震和90%测井参与程度的反演结果精度最高,表明基于模型的地震反演技术可获得高分辨率的地层波阻抗资料,并能有效地区分储层与非储层。根据储层预测结果与实钻结果的对比,分析了误差原因和存在的问题。     

泥页岩应力场约束的叠后地震裂缝预测技术——以焦石坝区块五峰组-龙马溪组一段为例

针对泥页岩整体“小尺度,低角度”裂缝地震预测难度较大的特点,以涪陵页岩气田焦石坝区块五峰组-龙马溪组一段页岩气储层为例,探索了应力场约束的叠后地震裂缝预测技术方法。首先,进行叠后地震数据增强裂缝响应效果的针对性处理,以提高断裂及裂缝识别能力,在此基础上开展表征裂缝发育程度的高精度地震体曲率追踪;其次,模拟现今应力场分布特征,分析裂缝发育方向及应变强度;最后,将体曲率及应力场预测成果归一化,建立归一化应力场与体曲率相乘的裂缝预测模型,从而较有效地预测泥页岩裂缝发育的方向及强度。综合预测结果表明,焦石坝箱状背斜主体五峰组-龙马溪组一段发育北东向为主的中-弱程度裂缝,构造翼部及断裂（褶）带局部发育北东及北西向中-强程度规模裂缝,预测结果符合地质规律。井-震标定结果显示,裂缝综合预测成果与钻井工程裂缝性漏失段具有一一对应关系,进一步验证了该方法的有效性和实用性。该方法对页岩气储层综合评价及钻井工程具有一定的指导意义。     

利用地球物理综合预测方法识别页岩气储层甜点——以四川盆地长宁区块下志留统龙马溪组为例

四川盆地长宁区块是中国最早进行页岩气勘探开发的地区,但以往地震工作量投入相对较少,尚未精细刻画出页岩气商业开采的"甜点区"。为此,基于测井及三维地震解释成果等资料,通过地震岩石物理分析和建模,确定页岩气储层甜点地球物理响应特征,并以此为依据,应用全道集叠前反演技术预测了总有机碳含量(TOC)、优质储层厚度、地层脆性及地层压力等关键评价参数的平面分布情况;应用模糊优化综合评价方法确定了甜点的空间展布。研究结果表明:(1)该区页岩气储层甜点具有明显的低密度、低纵波速度、低泊松比、低纵横波速度比特征,且TOC越高,上述特征越明显;(2)优质页岩储层(Ⅰ、Ⅱ类区)在纵向上主要分布于下志留统龙马溪组底界上部约30 m范围内,平面上主要分布于三维地震区块的中部,建议优先开发;(3)Ⅲ类储层区各项关键评价指标均较低,建议选择性开发。     

地质—工程—经济一体化页岩气水平井井距优化——以国家级页岩气开发示范区宁209井区为例

为了最大限度地提高资源动用率,通常都采用一次性井网整体部署的方式开发页岩气,而水平井井距设计则是页岩气井网部署的关键。在确定最优井距时,既需要掌握地质特征和钻井压裂工艺,也必须考虑气价、成本等经济因素的影响,目前国内外均没有形成较为可靠的页岩气水平井井距设计方法。为此,首次建立了一种基于地质—工程—经济一体化的页岩气水平井井距分析方法,通过地质建模、数值模拟、现金流分析3种技术手段,使用最终可采储量(EUR)、采收率和内部收益率(IRR)等3项指标对四川盆地长宁—威远国家级页岩气示范区宁209井区的页岩气开发井距进行了综合评价。研究结果表明:①宁209井区在当前的地质、工程、经济条件下,井距大于240 m可以确保页岩气平台开发的内部收益率大于8%;②井距控制在330～380 m时,可以同时兼顾单井EUR、平台采收率和经济效益。结论认为,该研究成果支撑了该井区页岩气开发技术政策的制定,为其实现页岩气规模效益开发奠定了基础。