考虑储层改造体积页岩气藏复合模型

针对页岩气藏中水平井结合体积压裂开采、吸附气和游离气共存的方式,建立考虑储层改造体积的页岩气藏复合模型,定义新的参数表征基质中吸附解吸气量与游离气弹性释放量的比值,且将储层分为人工主裂缝区域、储层改造区域和未改造区域,其中人工主裂缝基于离散裂缝模型降维处理,储层改造区域为双孔双渗模型,未改造区域为单孔隙介质模型;模型采用有限元方法进行求解,与双重介质解析解对比验证算法的正确性.结果表明:页岩气藏水平井体积压裂复合模型主要存在主裂缝周围线性流、过渡区域拟稳态、窜流阶段、未改造区域的拟径向流动和到达边界后的拟稳态等5个主要流动阶段,且考虑吸附解吸后,定产量生产所需压差小,压力波传播到边界时间长,压力导数曲线凹槽更加明显,定井底流压生产时压裂水平井产量更大,稳产时间更长;储层改造体积越大,到达区域拟稳态流越晚,可判定储层改造体积;Langmuir吸附体积越大,压力波传播越慢,所需压差越小,压力导数曲线凹槽越深,页岩气藏稳产时间越长,产量越大,但产量的增幅越来越小.     

莱阳凹陷水南组页岩气储层特征及可压性分析

莱阳凹陷水南组是山东省中生代暗色泥页岩发育最好的层位之一,为了获取水南组泥页岩可压性,对水南组页岩气储层开展岩性特征、有机地化特征、裂缝发育特征、脆性/黏土矿物特征、脆性指数等方面研究。结果表明：莱阳凹陷水南组泥页岩发育厚度为200～443m,泥地比大于70%;有机碳含量平均为1.38%,生烃潜量平均为4.42mg/g,干酪根以Ⅱ型为主,Ⅰ型次之,镜质体反射率为0.70%～1.30%,泥页岩中宏观裂缝和微裂缝发育,利于后期压裂诱导缝的产生;泥页岩脆性矿物平均含量为75.2%～94.1%,脆性矿物含量较高,采用改进岩石脆性指数评价方法计算水南组泥页岩样品脆性指数为28%～63%,水南组泥页岩脆性很强,说明水南组泥页岩具有较好的可压性,利于人工压裂改造形成网状体积裂缝,研究成果对水南组页岩气储层改造具有很好的借鉴意义。     

川南地区深层页岩气储层特征及含气性主控因素

深层页岩气是非常规天然气勘探的重要目标。以川南威荣页岩气田五峰—龙马溪组为研究对象,利用地球化学测试、X线衍射矿物分析、场发射扫描电镜、气体吸附实验及含气性测试等方法,分析深层页岩气储层特征及含气性,探讨含气性主控因素。结果表明：深层页岩气储层具有高TOC、高孔隙度、高含气量和高脆性矿物质量分数的特征;深层五峰—龙马溪组页岩主要孔隙类型为迁移有机质孔,存在黏土矿物层间孔,中孔和微孔约占孔体积的88%。纵向含气量具有差异性,呈底部含气量高、顶部含气量低的特征,页岩含气性受多种地质因素控制,TOC质量分数是控制含气性主要因素之一,与含气性呈正相关关系;低矿物质量分数对含气量有利,石英对含气量具有积极作用,黏土和碳酸盐矿物对含气量具有双重作用;岩相对含气量影响明显,富碳硅质页岩含气量最好,为优质岩相类型;高角度裂缝对含气量不利,水平裂缝发育区含气量较高;地层压力越大,页岩含气量越高。该结果对深层页岩气勘探开发具有指导意义。     

页岩气储层研究新进展

随着页岩储层研究的不断深入,取得了一系列重要进展和认识,主要体现在对页岩储层孔隙空间类型、储层物性控制因
素以及页岩气预测与评价3方面。主要的认识有:①页岩储层中的纳米孔隙及微裂缝是重要的储集空间;②矿物组成是影响储层
储集性能及产能的重要因素,黏土矿物含量是影响页岩气吸附性及孔隙大小的主要因素,而脆性矿物可以有效改善储层物性并提
高压裂的成功率;③有机质含量和热成熟度是影响页岩储层有机质纳米孔隙发育的关键因素;④基于页岩岩性精细划分,可以根
据页岩储层岩性及岩相层段预测有利层段;⑤提出了利用层序地层学的方法对页岩储层进行研究的理念。这些成果和认识推动
了页岩气储层研究的步伐,但仍存在许多科学难题尚未解决。      

低渗透储层微流动机理及应用进展综述

低渗透储层具有孔喉细小、孔隙结构复杂、比表面积大,黏土矿物类型丰富等特点,这些特点致使流体在低渗透储层中
流动会产生强烈的微流动效应。微流动效应主要包括稀薄效应和不连续效应、表面优势效应、低雷诺数多流态效应、多尺度多相
态效应等,这些特殊效应将影响描述流体流动的微分方程及边界状态。孔隙结构特征、黏土矿物产状、润湿性、岩石矿物荷电性等
是低渗透储层微流动的影响因素,通过控制这些因素,可以改变流体在低渗透储层中的流动特征,从而控制油、气、水产量。目前
已经形成了界面修饰技术、电化学驱油等采油新技术。以微流动机理为基础,结合孔隙结构特征,找出影响低渗透储层流体流动
的主控因素,采用具有针对性的开采技术将成为高效开发低渗透油气资源的有效途径。      

页岩气储层关键参数评价及进展

目前,中国页岩气开发及储层评价工作正处于初步探索阶段。为有效利用地质及地球物理测井技术进行页岩储层评价,在前人研究的基础上,总结了页岩气储层的基本特征,优选确定了页岩储层评价的关键参数:ＴＯＣ含量、矿物成分及矿物的脆性指数、储层物性及含气量。概括了页岩地层使用的测井系列、页岩气层的定性测井响应 特 征,详细论述了表征页岩储层特征的关键参数定量评价方法,从有机地球化学参数、页岩的矿物组分及脆性指数、页岩储层物性参数、储层含气性评价４个方面展开了深入论述。最后,探讨了页岩储层综合评价研究进展及中国页岩气储层评价存在的问题,为建立适合我国页岩气储层的综合评价方法,优选优质页岩富集区段提供依据。      

页岩气储层压裂改造关键技术及发展趋势

页岩气是国内外新兴的非常规新能源,可作为常规能源的重要补充,在当前世界能源紧缺形势下具有特别重要的战略
意义。当前,我国页岩气资源潜力巨大,尚处于起步阶段,远落后于北美地区的商业化开发,但国家高度重视页岩气的勘探开发,
以有效缓解能源紧缺。页岩气高效开发的关键在于储层的水平井压裂改造,也是当前我国页岩气产业面临的重大困难之一。整
理和比较了多级压裂、清水压裂、同步压裂、水力喷射压裂、重复压裂、CO2 与N2 泡沫压裂、缝网压裂等当前储层压裂改造的关键
技术及适用条件,对比了压裂中常用的滑溜水、复合压裂液、泡沫等各类压裂液体系和各类添加剂的优劣效果,总结了井下微地
震、测斜仪、直接近井筒裂隙监测、分布式声感器等常用的裂缝监测技术适用范围。初步展望认为,超高导流能力压裂和超临界
CO2开发技术是未来的发展趋势。      

页岩气藏数值模拟及井底压力动态分析

为研究页岩气藏生产过程中井底压力动态及影响因素,基于质量守恒定律,考虑解吸和压力敏感系数,建立页岩气藏双孔双渗数学模型,对数学模型差分离散得到数值模型并求解;分析解吸、兰氏体积、兰氏压力、吸附时间、压力敏感系数等对井底压力双对数曲线的影响.结果表明:吸附气解吸使压降速率变缓且较晚触到边界;兰氏体积或兰氏压力越大,井底压力双对数曲线的下凹部分越明显;吸附时间常数越短,扩散效果越好,越容易达到整体径向流段;压力敏感系数越大,双对数曲线上翘越明显.该研究结果对页岩气藏开发具有指导意义.     

页岩气成藏条件及中上扬子区志留系页岩气勘探前景分析

分析对比美国与中国南方页岩气成藏条件,认为页岩气富集主要取决于以下几个因素:①泥页岩有机质地球化学特征
(厚度、有机质类型、丰度、成熟度);②储集条件(矿物组成、孔隙度和渗透率及裂缝发育);③保存条件主要包括埋藏深度、温度与
压力等。其中前两项为页岩气成藏主要条件。总结出有利的页岩气藏开发下限指标为:w(TOC)≥0.5%,Ro>0.4%,页岩单层
厚度≥9m,脆性矿物(石英)体积分数≥50%。对比分析表明,中上扬子区志留系页岩气有利区主要为川东北、川东、鄂西渝东和
湘鄂西区。      

页岩气井邻井压裂干扰响应特征及机理探讨: 以涪陵页岩气田为例

涪陵页岩气田是我国探明储量最大的非常规页岩气田, 储层以页岩为主, 具有低孔低渗、非均质性强等特点。自2018年率先在国内部署开发调整井并实施水力压裂, 面临着由于压力场变化导致周围老井压力异常变化, 从而影响老井正常生产等问题, 给气田采收率的提升带来了不确定的因素。从已产生影响的一次井网老井生产情况来看, 邻井压裂影响干扰特征呈现多类型、多特征、多结果、多主控因素的特点, 而目前还没有统一的邻井压裂干扰响应特征描述方法和机理解释。以涪陵页岩气田为例, 在大量文献调研的基础上, 基于一次井网整体有效动用程度, 开展了页岩气井邻井压裂干扰响应特征及机理探讨。研究表明: (1)页岩气邻井干扰按照对母井技术可采储量的影响结果分为正面、无、负面干扰3种类型, 造成3种干扰类型的差异主要与子母井空间井距、穿行层位、采出程度、地层压力、应力差异等因素相关; (2)初步明确了产生邻井压裂干扰的机理是子井和母井裂缝沟通程度及两者人工缝网重叠程度不同; (3)根据干扰带来的不同结果需采取合理的井距设计, 压裂施工前采取母井关井恢复压力至稳定状态、子井压裂施工期间采取远场封堵转向压裂技术等方式规避负面影响。研究结果为制定合理的压裂防干扰措施提供了理论支撑, 对行业具有良好的指导意义。      

页岩气藏压裂水平井产能模型及影响因素

由于页岩气在储层中存在解吸、扩散和渗流相互作用,使页岩气藏压裂水平井与常规气藏压裂水平井在渗流特征及产能递减规律方面有较大差异.综合考虑页岩气解吸、扩散和渗流特征,建立页岩气藏压裂水平井产能模型,应用Laplace变换和Duhamel原理,结合Stehfest数值反演求解产能模型,绘制页岩气藏压裂水平井产能递减曲线,分析解吸系数、无因次储容系数、无因次解吸时间、无因次人工裂缝间距、人工裂缝条数和裂缝表皮系数对产能递减曲线的影响.该结果对认识页岩气藏压裂水平井产能递减规律、评价预测产能及优化压裂裂缝提供参考.     

页岩气储层压裂水平井产能模型

在页岩气藏地质特征研究的基础上,针对页岩气的吸附解吸、滑脱、扩散及渗流等复杂流动过程,建立水力压裂条件下,页岩储层水平井单相气渗流数学模型,从而全方面描述页岩气渗流机理.采用Laplace变换、Stehfest反演和Matlab编程对模型进行求解,绘制页岩气储层压裂水平井产能递减曲线,并分析滑脱效应、吸附解吸、储容比、窜流因子、气藏尺寸对产能的影响.结果表明:滑脱效应、吸附解吸、窜流因子和气藏尺寸主要影响生产过渡期和中期,储容比主要影响生产初期和过渡期;滑脱效应和吸附解吸使得过渡期和中期的产量更高,不同的是滑脱效应使生产时间缩短,吸附解吸延长生产时间,并且有利于稳产;窜流因子和气藏尺寸越大,过渡期和中期的产量越高;储容比越小,初期和过渡期的产量越低.     

湖南石门地区下寒武统牛蹄塘组页岩气储层特征及储集条件分析

本文主要从岩性组合特征、岩石学特征、孔渗特征、比表面积、储集空间及其吸附性能等方面系统分析了湖南石门地区下寒武统牛蹄塘组页岩气储层特征及储集条件。该地区牛蹄塘组页岩脆性矿物含量为40.8%~79.6%,平均60.15%,脆性矿物含量丰富;脆性指数分布在0.41~0.82之间,平均0.61,脆性指数高。页岩有效孔隙度为0.69%~16.07%,平均10.16%,孔隙度中等偏高,且差异较大;渗透率为0.00027×10~(-3)μm~2~0.0057×10~(-3)μm~2,平均0.00092×10~(-3)μm~2(0.00092m D),渗透率相对较低。页岩中发育基质晶间孔、粒间孔、溶蚀孔以及有机质纳米孔等,且页岩原生孔隙系统的渗透率相当低,但原生孔隙内表面积大,拥有较多潜在的吸附空间。等温吸附试验结果表明,石门地区下寒武统牛蹄塘组黑色页岩的吸附含气量范围为0~6.5048cm~3/g,含气量推测值0.06m~3/t~3.32m~3/t,具有较好的吸附气性能,具备较好的页岩气资源前景。     

页岩油气资源体系成藏控制因素与储层特征

随着常规油气资源的日益减少,以及开发成本和价格的持续上涨,作为非常规资源的页岩油气受到越来越多的关注。
其中以页岩气的开发最为成功,由于页岩气藏储量大、开采周期长,已经成为常规天然气的有利补充。而页岩油的开发也渐受关
注,相对于页岩气来说,页岩油的商业价值更高,开采空间也很大。主要以页岩油气开发最为成功的美国典型页岩油气藏为研究
对象,对页岩油气的成藏条件和特征进行了详细描述,总结了页岩油气的成藏控制因素以及储层特征。同时结合我国页岩油气前
景区(如四川盆地、鄂尔多斯盆地)的地质特征,并与美国的典型页岩油气藏进行了比较,以便为我国页岩油气藏的评价提供依据。      

湘西北页岩气牛蹄塘组和龙马溪组成藏特征对比

收集湘西北地区牛蹄塘组和龙马溪组两地层相关成藏特征、有利条件等评价指标或参数,通过对比分析得出湘西北地区页岩厚度大、总有机碳和成熟度高、生烃能力强和孔隙等储集能力好等特点,显示在区域还原环境的缺氧沉积环境下,大量海洋生物在盆地堆积并保留下来,形成可观的页岩气藏,因此推测该区具备良好的页岩气勘探潜力。牛蹄塘组页岩厚度远大于龙马溪组页岩,总有机碳含量、有机质成熟度、含气量等页岩气评价参数均优于龙马溪组,表明牛蹄塘组热演化程度更高,生烃能力和储集条件更好,牛蹄塘组页岩层将是湘西北地区页岩气勘探开发的重点。     

孤岛馆陶组注水开发储层性质动态变化特征研究

综合利用取心资料、实验室分析化验数据和矿场动态测井资料，研究了孤岛油田低含水期、中高含水期、特高含水期馆陶组砂岩油层岩性、物性、含油性和电性的变化特征。经过长期的注水开发，造成油层泥质含量、碳酸盐含量、含油饱和度和束缚水饱和度降低，平均孔隙直径增大，岩石粒度中值提高，导致渗透率、孔隙度增大。在物性总体增大的同时，孔渗参数的分异度增加；同时，也会由于水敏和速敏的影响使物性变差。声波时差和自然电位、感应电阻率都发生了明显变化，不同岩性的储层参数变化程度有差异，粉砂岩的变化程度小于细砂岩。     

鄂尔多斯盆地宜川—黄龙地区马家沟组古岩溶储层特征及形成机理

鄂尔多斯盆地宜川—黄龙地区具备良好勘探潜力,研究其储层主控因素及形成机理对黄龙气田勘探工作具有重要指导意义。以岩芯观察、铸体薄片鉴定、阴极发光及地球化学测试分析为基础,结合钻井、测井资料,研究宜川—黄龙地区马家沟组古岩溶储层基础特征、储层主控因素及形成机理。结果表明:研究区主要发育含膏粉晶云岩、粉晶砂屑云岩及粉—细晶云岩;石膏铸模孔、晶间孔(溶孔)、溶孔及溶缝是最主要的储集空间;储层孔隙度以0.1%～5.0%为主,渗透率以(0.002～0.100)×10-3μm2为主,具有低孔低渗—特低孔特低渗特点;有利储层分布受多种地质作用共同影响,含硬石膏结核云坪、白云岩坪及颗粒滩是优质储层发育的物质基础,储层平面分布受控于古岩溶地貌,而垂向分布受控于岩溶旋回,有利储层分布于表生期岩溶垂直渗流带,晚成岩期次生灰化及3期不同组合类型充填作用使有效孔隙锐减,是该区储层物性较差的直接原因。     

青平川油田储层地质特征与注水开发试验

通过对岩石矿物、储层物性、油层敏感性和水驱油效果分析,在储层地质研究基础上,评价青平川油田长2油藏注水开发效果。研究结果表明,长2油藏含油砂岩以细粒长石砂岩为主,粘土矿物中绿泥石含量较高。储层物性差,属于典型的低渗透岩性油藏。水驱油实验结果表明,青平川油田长2油层水驱油效果较好,油田最终驱油效率可达49.4%。先导性注水试验表明,注水开发可以使青平川油田产量在较短时间内得到大幅度提高,在注水后的第4到第7个月达到产量高峰期,第8个月后进入稳产期。油田注水开发产量递减规律分析表明初始递减律为0.019 1(1/月)。根据青平川长2油藏实际情况,认为注水开发能达到提高采油速度和油田最终采收率的目的。     

页岩气藏清水压裂悬砂效果提升实验

针对页岩气藏压裂中清水压裂悬砂效果较差问题,分析压裂液和支撑剂性质,通过实验提出增强清水压裂悬砂效果方法:纤维复合清水压裂液技术和超低密度支撑剂技术.结果表明:纤维的加入不仅使清水压裂液的悬砂性能得到提高,同时还可以显著降低液体摩阻.低密度支撑剂可以降低沉降速度50%以上.综合采用纤维复合清水压裂液技术和超低密度支撑剂技术,支撑剂2h的沉降率为17%.不仅可以提高清水压裂的开发效果,还可以降低对地面泵车排量的要求,对于页岩气藏的开发具有指导意义.     

页岩气稳定碳同位素组成特征及应用前景

页岩气作为一种自生自储的非常规天然气,其稳定碳同位素组成可能具有与常规天然气不同的特征。综述了页岩气碳
同位素特征和应用方面的最新研究,包括高成熟页岩中存在天然气的甲烷碳同位素组成(δ13C1)大于乙烷碳同位素组成(δ13C2)
的“反序”现象及其成因;在页岩气生产或现场解吸过程中,δ13C1 随时间增加而逐渐变重现象和页岩气稳定碳同位素参数在判别
页岩气成因类型、预测页岩气的产能以及吸附气与游离气相对含量和判断页岩储集物性等方面的应用。认为进一步开展页岩气
稳定碳同位素组成特征、碳同位素变化与吸附气和游离气相对含量的关系和开采或现场解吸过程中同位素变重程度与页岩储集
物性的关系等方面的研究,建立起相应的预测模型,对有效指导页岩气勘探开发具有重要意义。