页岩气储层地球物理测井评价研究现状

页岩气是以吸附或游离态为主赋存于暗色富有机质、极低渗透率的泥页岩中,自生自储、连续聚集的天然气藏.我国页岩气富集地质条件优越,具有良好资源前景及开发潜力.页岩气勘探开发的"甜点"是富有机质页岩优质储层的发育段和有利区,页岩气储层评价是寻找"甜点"的关键.地球物理测井技术贯穿于页岩气的勘探开发,是识别和评价页岩气储层的重要手段之一.我国的页岩气勘探开发及储层评价正处于起步探索阶段,为了有效利用地球物理测井技术进行页岩气储层评价,在调研国内外大量文献的基础上,结合已有的地质、测井资料,首先介绍了页岩气勘探开发中不同钻井类型所采用的测井系列,对比和分析了页岩气储层测井响应特征.其次从矿物组分、地球化学参数、物性参数、含气性和可压裂性评价等方面全面深入论述了页岩气储层测井评价方法及评价参数的计算,认为矿物组分、地球化学参数、物性参数、含气性和可压裂性是页岩气储层测井评价的重点,并结合实际资料改进了TOC和脆性指数计算公式.最后提出了我国页岩气储层测井评价中存在的主要问题、发展趋势及一些认识和建议.     

页岩气地球物理测井评价综述

页岩气是指生成、储集和封盖均发生于页岩体系中,或游离于基质孔隙和天然裂缝中,或吸附于有机质和粘土矿物表面,或溶解于沥青和水中,在一定地质条件下聚集成藏并具有商业价值的生物成因和/或热解成因的天然气.在页岩气勘探开发中,地球物理测井是识别、评价页岩气储层并为后期完井提供指导参数的重要手段.页岩气属于极低孔极低渗的范畴,且具有很强的非均质性和各向异性,常规油气藏测井解释评价方法已不再适用,必须建立新的页岩气测井解释评价体系才能够对页岩气藏做出准确评价.评价页岩气藏的潜力涉及对多种因素正反面影响的权衡,包括页岩矿物组分和结构、粘土含量及类型、干酪根类型及成熟度、流体饱和度、吸附气和游离气存储机制、埋藏深度、温度和孔隙压力等.其中,孔隙度、总有机碳含量和含气量等对于确定页岩储层是否具有进一步开发价值非常重要.本文针对国外尤其是美国近期页岩气勘探开发的现状进行了广泛的文献调研,综述当前国外页岩气地球物理测井技术的发展现状,针对勘探开发的不同阶段介绍常用的含气页岩的测井系列,然后总结页岩气测井响应特征,并详细论述了页岩气储层评价方法及储层评价的重要参数,包括有机碳含量、岩石矿物组分及含量、孔隙度、含气量及岩石力学参数,最后提出我国页岩气地球物理测井研究存在的问题和发展趋势.     

基于电张量矩阵分析裂缝形态对页岩模型等效电特性的影响

对具有裂缝结构的各向异性页岩模型等效电特性的研究是非常规油气勘探、页岩储层评价和测井解释的重要基础.针对具有强各向异性的裂缝页岩模型,本文提出使用二阶电学张量矩阵来对裂缝模型的电各向异性进行分析.论文工作采用有限元方法对含针状裂缝和圆盘状裂缝的理想页岩模型进行数值模拟,系统地分析了裂缝的形状、体积以及在岩体中的不同位置形态对页岩等效电参数张量的影响.结果 表明:裂缝的存在是导致岩石模型表现出电各向异性的原因之一;当裂缝的体积相同时,裂缝的形状以及裂缝的位置不同,都会使页岩模型的介电张量出现较大差异,并随裂缝相对位置及角度改变而呈现一定规律.这一研究结果有望为电磁测井和页岩油页岩气参数的反演提供关键的理论参考依据.     

位场方法在非常规油气勘探中的应用

在常规油气勘探领域,高精度的重磁资料能够非常好的完成油气资源的远景评价,为地震勘探和钻井提供指导.在非常规油气勘探领域,重磁勘探方法显得尤为重要.因为非常规油气资源的地质结构、圈闭条件、储层评价、成藏机理、渗流特征等方面更加复杂和未知,地震勘探和钻井难以直接开展,亟需非地震方法的优选规划.由于重磁位场方法并不能"特异性"的揭示地下页岩分布和页岩气的资源潜力,从某种程度上说,重磁位场方法在常规油气和非常规油气的勘探技术是没有多大区分的,核心都是"综合"二字.其中,对重磁资料的处理要经过常规的延拓、剩余重力异常提取和磁异常化极等,以及重力异常剥皮、park反演、梯度反演等关键处理,能够获取特定地层的厚度与埋深和断裂信息.本文以页岩气资源的重磁位场勘探技术为中心,通过调研国内外重磁方法在非常规油气勘探阶段的应用实例,总结规律,构建利用位场方法开展页岩气等资源勘探的技术体系与流程.     

地球物理技术在页岩储层裂缝研究中的应用

近年来北美等国外页岩气勘探的巨大成功和我国在南方海相页岩(包括涪陵焦石坝、长宁-威远及昭通等)中获得的重大突破表明,泥页岩裂缝的研究尤为重要.裂缝的发育程度是决定泥页岩气藏品质的重要因素,一般来说,裂缝越发育,气藏的富集程度越高.地球物理方法和技术贯穿于页岩气勘探开发的始终,也是识别泥页岩裂缝的重要手段.在对国内外大量页岩储层测试数据和研究成果全面系统调研和深入分析总结的基础上,总结了常规测井技术识别裂缝的特点以及测井新技术裂缝识别的原理和方法.现今有关泥页岩裂缝识别的地震研究工作主要存在下面三种思路和方法:基于对裂缝敏感的属性直接分析、基于施工过程中的裂缝响应特征分析以及基于学科综合的定量化分析预测和识别裂缝.根据以上思路,全面系统分析了泥页岩裂缝识别的各种地震方法.综合测井和地震的地球物理方法准确确定裂缝产状、裂缝长度及空间展布特征等参数,对寻找页岩气富集"甜点区"有着重要意义.     

非常规储层异常压力测井预测方法及应用

超压在含油气盆地中普遍存在,异常压力的预测是油气探勘开发中的重要研究内容.本文基于测井预测异常压力的方法,对准噶尔盆地致密油、松辽盆地致密气、川南五峰—龙马溪组页岩气的超压特征进行了研究,探讨了该方法在非常规油气勘探中的运用.研究表明,莫索湾地区三工河组致密储层平均压力为47.52 MPa,压力系数平均为1.3,八道湾组平均压力为62.5 MPa,压力系数平均为1.4.德惠断陷从营城组顶部,地层表现出超压的特征,压力系数从1.32～1.7,具有明显的高压-超高压特征,且随着深度的增加,地层压力与静水压力的差值越大.川南五峰—龙马溪组页岩压力系数1.22～1.61,平均值为1.44,具有超压的特征.超压为致密储层保留了大量原生孔隙,压力系数可以作为非常规油气有利区预测、储层评价的标准.     

页岩气藏评价中的岩石物理方法

岩石物理在页岩气勘探开发中非常重要,而文献中至今缺少足够的重视.本文分别从页岩气藏的地质特征、评价参数、岩心分析工作流程及测井工作流程等4个方面探讨页岩气储层的固有特征及岩石物理所起的关键作用.从生烃潜力、储存性能、流动特性和力学性质讨论相关评价参数的岩石物理方法,重点讨论吸附气含量的计算、力学性质及基质渗透率的测量.在页岩气储层测井评价方面,重点探讨有机质含量的测井评价方法、页岩气层孔隙度的评价方法、随钻测井用于水平井的地质导向、及测井评价在制定压裂方案中的应用.     

页岩吸附模型及吸附气含气量计算方法进展

随着北美页岩气勘探开发的成功,页岩气资源越来越受到重视.我国页岩气层评价从勘探和开发等多个方面也得到了迅猛发展.页岩储层较为致密,以较小的纳米级微孔隙微裂缝作为主要储集空间,具有与常规储层不同的储集空间特征,因此决定了油气储集的特殊性.天然气在页岩中多以游离态和吸附态两种赋存状态为主,并且吸附气占主要组成部分.因此研究天然气在页岩中的吸附机理,建立吸附模型,对于页岩气储层含气性评价具有至关重要的作用.本文对页岩气储层特点进行简要介绍,提出现有页岩吸附模型的局限性,简要介绍并总结了近几年常用的页岩亚临界吸附模型和超临界吸附模型的基本思路,对页岩气的勘探开发具有一定参考作用和指导意义.     

页岩气储层渗透率测井评价方法研究

页岩渗透率与页岩气产能关系密切,是测井储层评价的重要参数之一.页岩储层岩性复杂致密,孔隙组分多样,导致传统渗透率评价方法受到限制.基于页岩渗透率主控因素,从孔隙结构出发,通过液氮吸附-高压压汞资料及核磁共振实验分析数据,提取控制页岩渗透率的孔隙结构参数,建立页岩渗透率评价模型;利用核磁T2谱构建出伪毛管压力曲线,获得二者之间的定量转换关系,并提取孔隙结构参数;最后利用核磁测井刻度常规测井曲线,并结合页岩岩石相分析,实现了页岩渗透率的较高精度评价.研究成果及应用对于国内页岩气产能建设及高效开发具有重要意义.     

渝东南黔江地区龙马溪组页岩气储层测井解释评价研究

渝东南黔江地区地质构造复杂,广泛发育海相沉积的黑色页岩.区内龙马溪组页岩气储层地球物理响应具有高伽马、低密度、低孔隙度、低渗透率的特征.综合岩心分析、常规测井和特殊测井资料建立了测井解释模型,对研究区龙马溪组页岩气储层的有机碳含量(TOC)、储层物性、裂缝特征等进行了解释评价.研究表明,该区龙马溪组共发育3套优质页岩储层,总厚度达74.8m.孔隙类型以基质孔隙为主,脆性矿物含量达58%～66%,TOC含量较高,顶部发育微裂缝,具有较好的开发潜力.