涪陵页岩气田五峰组—龙马溪组页岩气保存条件评价

保存条件是影响页岩气富集高产的关键。综合利用地质、钻井、测井、地震等资料,分析了涪陵页岩气田的盖层和顶底板特征、流体压力特征和构造特征,从宏观和微观两个方面重点对影响页岩气保存的主要指标进行了研究,对涪陵页岩气田保存条件的平面差异性进行定量-半定量的评价。结果表明:研究区发育多套区域盖层,其中以中志留统小河坝组—韩家店组盖层分布最广,封闭能力最佳;页岩气层顶底板条件较好,为典型的"上盖下堵"型;研究区除具有良好的区域盖层和顶底板封闭性能外,还存在一定的泥页岩层的自身封闭作用。根据五峰组—龙马溪组地层变形和断裂发育情况,以石门—金坪断裂带为界把研究区划分为东带和西带,东带地层压力较低,构造变形和断层发育程度均高于西带,整体上西带保存条件好于东带。含气泥页岩所在的中构造层可分为9种主要局部构造样式、5类构造变形,对不同构造变形区块的页岩气保存条件进行了综合评价,构造稳定型的焦石坝箱状背斜、江东斜坡保存条件最好,较稳定型的平桥断背斜次之。     

涪陵页岩气田“绿色”钻井关键技术研究与实践

为最大限度地降低页岩气钻井对环境的影响,涪陵页岩气田通过钻井技术方案优化和现场实践探索,形成了涪陵页岩气“绿色”钻井关键技术。本文从页岩气水平井钻井工艺特点和涪陵地区自然环境特征入手,分析了涪陵地区页岩气钻井对环境的挑战,在此基础上构建了以油基钻井液回收利用、油基钻屑无害化处理、油改电、钻井设计与施工工艺优化以及“井工厂”钻井为核心的“绿色”钻井技术体系。该技术在涪陵页岩气田一期产建中推广应用,减少二氧化碳排放20.9万t,井场占地面积同比减少30%,做到了零污染、零排放。涪陵页岩气田“绿色”钻井技术的应用极大地降低了钻井作业对环境的影响,同时为国内页岩气钻井发挥了重要的示范和指导作用。     

涪陵页岩气田水平井组优快钻井技术

涪陵页岩气田是我国第一个投入商业化开发的国家级页岩气示范区,与北美相比,涪陵地区地表条件、地质条件和页岩气储层特征更加复杂、储层埋藏更深,开发初期钻井机械钻速低、钻井周期长、成本高。为此开展了涪陵页岩气田水平井组优快钻井技术研究,形成了集水平井组钻井工程优化设计、水平井优快钻井技术、国产低成本油基钻井液、满足大型压裂要求的长水平段水平井固井技术、山地特点“井工厂”钻井技术以及绿色环保钻井技术为核心的页岩气水平井组优快钻井技术体系。在涪陵页岩气田推广应用了290口井,完井256口,平均单井机械钻速提高了182%,平均单井钻井周期缩短了55%,平均单井钻井成本降低了34%。为涪陵页岩气田年50亿m3一期产能建设的顺利完成提供了强有力的技术支撑,对我国页岩气规模开发提供了重要的借鉴和引领作用。     

涪陵页岩气田高曲率区水平井压裂特征及调整对策

涪陵页岩气田焦石坝区块西南部地区受多期地质构造运动叠加,构造变形强、断裂复杂。地震曲率属性显示主力气层段曲率体分布密集,虽然曲率仅表示地层弯曲变形程度,但对于页岩储层高曲率往往预示着该区域微裂隙、天然裂缝更加发育,这有利于页岩储层形成复杂裂缝网络。然而,如果天然微裂隙过早过多开启,造成压裂液大量滤失,在压裂改造过程中表现出裂缝扩展受限、砂比提升困难,与主体区相比压裂施工曲线表现出较大差异,施工难度大大增加。本文从曲率平面分布特征、曲率密度、方向性、延伸长度入手,定量化描述了曲率与压裂试气效果之间的关系;考虑区域构造、断层等因素影响,分析了几种不同高曲率带的压裂施工特征,并提出了相应的压裂工艺调整对策,为后期提高压裂改造效果、高效开发气田提供了经验参考。     

涪陵页岩气田水基钻井液技术

涪陵页岩气田属川东南地区川东高陡褶皱带包鸾-焦石坝背斜带焦石坝构造,主要开发上奥陶系五峰组—下志留系龙马溪组页岩气层,岩性主要为灰岩、泥岩、页岩,钻井施工中易漏、易塌、易喷。井型为三开结构水平井,一开、二开采用水基钻井液体系。通过技术研究,确立了以氯化钾、聚胺页岩抑制剂等为主剂的水基钻井液体系,形成了适合涪陵页岩气田勘探开发的浅层气预防、井壁稳定、降摩减扭、防漏堵漏等系列水基钻井液技术,较好地满足了钻井施工要求。     

涪陵页岩气田防漏堵漏技术应用研究

涪陵页岩气田开发过程中最大的问题就是井漏,据统计,有67.2%的井在钻井过程中都发生了不同程度的漏失,影响了钻井工程质量、进度及效益,特别是三开长水平段漏失油基钻井液,造成了严重的经济损失。为了降低钻井工程风险、提高钻井速度、降低钻井成本,从现场实际情况出发,对钻井漏失情况进行了统计分析,认为中浅层漏失以溶洞型漏失、缝洞型漏失为主,龙马溪、五峰组漏失以裂缝型漏失为主。重点介绍了针对涪陵页岩气田各开次特点采取的防漏堵漏技术及现场应用情况。同时随着开发区域扩大,地质情况有所改变,井漏问题更加复杂,提出了下一步防漏堵漏技术发展方向及建议。     

焦石坝地区五峰组-龙马溪组页岩纹层发育特征及其储集意义

目前针对海相富有机质页岩纹层对储层品质的影响方面尚未开展深入研究.通过钻井岩心、薄片鉴定、氩离子抛光扫描电镜、核磁孔隙结构和扫描电镜矿物定量评价（QEMSCAN）等测试分析,将川东焦石坝地区五峰组-龙马溪组一段页岩纹层按矿物组分划分为硅质纹层、钙质纹层和粘土质纹层3类,并识别出水平纹层、杂积纹层、粒序纹层、侵蚀交错纹层和楔状交错纹层5类页岩纹层沉积构造.结合纹层发育密度和最大纹层厚度,划分出3个纹层发育段,每一段又细分为弱发育段和强发育段.综合纹层发育特征和页岩储层物性参数可知:纹层强发育段其总有机碳含量和有机质孔隙均相对减少,而无机质孔隙相对发育,纹层发育影响了页岩孔隙类型和孔径占比的分布.      

涪陵页岩气田深层气井酸处理技术研究

涪陵页岩气田进入二期产建阶段,页岩气井埋深增加,压裂改造难度增大,尤其是在设备限压仅为93 MPa的前提下,深井施工压力高,酸降效果不明显,严重限制了后期各项改造措施的执行。通过分析深层页岩气井酸降效果降低的主要原因,并在此基础上通过室内及现场试验研究了影响酸处理效果的主要因素,试验表明：提高酸处理排量、增加酸液浓度、合理优化酸液用量将有助于提高酸处理效果,为涪陵页岩气田深层页岩气井后续的压裂施工提出了优化建议。     

涪陵页岩气田加密井轨道优化设计技术

为了进一步降低涪陵页岩气田加密调整井的施工难度,提高钻井速度,针对涪陵工区的地质特点,开展加密井轨道优化设计技术研究。页岩气三维轨道设计主要有五点六段制、斜面圆弧六段制、双二维等三种类型,本文通过定向段长、摩阻、扭矩等指标对比优选,得出斜面圆弧三维轨道设计更适合涪陵工区加密井轨道设计。为了优化斜面圆弧三维轨道设计参数,本文以一口三维水平井为例进行轨道优化,通过对比不同造斜点、造斜率情况下摩阻和扭矩的变化规律,以摩阻扭矩最小为优化目标,优选造斜点和造斜率,为涪陵页岩气田加密井轨道优化设计提供借鉴。     

重庆焦页143-5井五峰组-龙马溪组黑色页岩有机质富集机理

上扬子地区五峰组-龙马溪组黑色岩系是我国南方重要的海相烃源岩,也是目前我国页岩气勘探开发的重要层位之一,前人对其有机质富集因素的综合分析和富集因素之间的关系研究较少.以渝东南武隆地区焦页143-5井为例,对五峰组-龙马溪组下段黑色岩系进行了地层学及古海洋环境的研究,探讨了古气候、火山活动、古海洋生产力和氧化还原特征及其...     

页岩气水平井含气性定量评价方法研究 ——以涪陵页岩气田为例

页岩气水平井含气性评价是页岩气开发评价的难点之一。以四川盆地涪陵页岩气田奥陶系五峰组—志留系龙马溪组页岩为主要研究对象,依据大量页岩气水平井钻井及生产数据,结合研究区探井含气性主控因素的分析结果,优选出4项有效评价页岩气水平井含气性的参数:全烃校正值、孔隙压力系数、测井解释孔隙度及测井解释含气量。选取涪陵页岩气田焦石坝区块的压裂施工参数相当的53口水平井作为样本井,采用赋值法和极大值法对各项参数值统一量纲,再通过灰色关联系数方法计算各项参数的权重,最终建立水平井含气性计算方程。基于计算结果的概率累积曲线,建立了页岩气水平井含气性分级模型。整体上形成了一套能够定量评价页岩气水平井含气性的方法体系。对研究区样本井之外的页岩气水平井进行含气性定量评价,结果与实际生产数据吻合度较高,证实该方法能较好地反映页岩气水平井的含气能力,可以有效预测气井测试产量。     

北美Eagle Ford深层页岩气藏开发特征及启示

我国四川盆地埋深3 500 m以浅五峰组—龙马溪组超压页岩气已实现规模效益开发,目前正在探索埋深3 500~4 500 m深层页岩气有效开发技术。Eagle Ford为北美新兴深层页岩油气藏,与国内中深层开发区和深层探索区具备一定对比性,其开发技术政策及学习曲线可供参考借鉴。依托页岩气云数据智慧平台对2009—2019年Eagle Ford页岩油气藏干气产区6 223口水平井的钻井、压裂、生产和成本参数进行系统分析。研究显示,Eagle Ford干气产区中深层开发效果大幅优于深层。目前中深层气井平均测深6 013 m,水平段长2 558 m,钻井周期25.3 d,平均段间距50.0 m,加砂强度3.81 t/m,用液强度24.2 m3/m,百米段长最终可采储量(EUR)为677×104 m3,单井钻压成本617万美元,百米水平段长压裂成本13.4万美元;深层气井平均测深6 394 m,水平段长2 423 m,钻井周期33.3 d,平均段间距50.0 m,加砂强度4.03 t/m,用液强度26.9 m3/m,百米段长EUR为520×104 m3,单井钻压成本697万美元,百米水平段长压裂成本16.1万美元。Eagle Ford干气产区工程组织施工效率高,水平井建井周期主要为100~150 d,目前建井周期100 d;不同水平段长对应单位钻压成本产气量呈三角形分布,中深层气井合理水平段长2 300 m,深层气井合理水平段长1 600 m。我国中深层成熟开发区应探索合理水平段长实现效益最大化,深层探索区初期应适当控制水平段长。      

龙家堡煤田的发现与思考

龙家堡煤田的发现充分说明:采用先进的勘查技术和设备加速了吉林省找煤工作。积极利用国家矿业权相关法律法规和政策,开展探矿权市场化运作,进一步做强、做大了吉林省煤炭勘查事业。     

第一性原理思维法在页岩气革命中的实践与启示

我国油气对外依存度不断攀升,通过传统意义上的创新难以满足油气勘探开发大幅增产降本的要求,必须通过革命性、颠覆性的创新来破困突围。在页岩气革命中,基于第一性原理思维法,围绕提高控制储量和降低开发成本两大目标,创新了井工厂钻井、一趟钻钻井、超长水平段水平井钻井等颠覆性创新技术,使钻井周期和作业成本大幅降低,实现了我国首个大型页岩气田——涪陵页岩气田的高效开发。最后,笔者展望了第一性原理思维法在缝洞型碳酸盐岩油气藏和干热岩地热资源开发领域的创新应用,并指出运用第一性原理思维法是未来石油工程技术实现颠覆性创新的重要途径和方法。     

贵州下石炭统旧司组页岩气地质特征及有利区优选

贵州下石炭统旧司组作为页岩气新区新层系勘探重点,近年来虽开展了大量的页岩气地质调查工作,但勘探效果甚微。本文在大量露头、钻井和测试分析资料的基础上,对其页岩空间展布特征、地球化学特征、页岩气储集特征和含气性特征进行详细分析,发现旧司组主要沉积于台盆和泻湖环境,黔西南地区干酪根类型主要为Ⅱ1和Ⅱ2型,在黔南地区主要为Ⅰ型,TOC主要分布于1%～2%。Ro值主要分布于1%～2.5%,区内热液矿物或温泉的影响不具区域性。页岩中石英含量多＞40%。旧司组下段页岩孔隙以宏孔为主,上段页岩孔隙呈中、宏孔并存。孔隙度主要分布2.0%～10.0%,储集性能中等。黔南地区目标层含气性良好,以吸附气为主。黔西南地区目标层以游离气为主,其含气性受断裂和目标层所处应力状态控制。在此分析基础上,结合勘探实践经验,采用综合信息叠合法初步优选出：望谟-紫云-罗甸、罗甸-克度和蟠龙-勺米3个有利勘探区,有利区面积约为1 448 km²。     

页岩气成藏动力特点及其平衡方程

针对页岩气吸附加游离的成藏方式对其成藏动力特点进行了系统分析。与特定的储集物性条件与相应的气源压力相匹配时,页岩气藏中游离气具有与根缘气或常规储层气相似的作用力类型,包括生烃膨胀力、连续气柱顶界静水柱压力、连续气柱底界静水柱压力、连续气柱重力、毛细管压力和动水头压力等,而造成气体分子在有机质颗粒及岩石矿物表面进行吸附与游离相态转换的作用力类型则为吸附作用力和解吸作用力。天然气动力类型存在运移动力与成藏动力的区别,页岩气作为源储一体的聚集模式,其运移动力和成藏动力具有方向相反特点。根据页岩热演化程度、生气强度、构造条件、物性条件等,将页岩气成藏划分为4个阶段,对每一阶段的成藏动力特点进行了系统分析,据此建立了成藏(运移)动力平衡方程,并采用权重系数赋值方法建立了页岩气成藏(运移)动力平衡方程通式。     

临兴地区海陆过渡相页岩及页岩气地球化学特征

为揭示鄂尔多斯盆地东缘上古生界海陆过渡相页岩及页岩气地球化学特征,选取临兴地区页岩样,开展薄片鉴定、全岩和黏土含量、扫描电镜、有机碳、岩石热解、干酪根显微组分和干酪根碳同位素测试,分析页岩解吸气的气体组分和碳同位素组成。结果表明:临兴地区过渡相页岩矿物组分主要是石英和黏土矿物,含少量方解石、斜长石、钾长石、白云石和黄铁矿等。受矿物成因、沉积环境等多方面的影响,不同矿物组分与有机质赋存方式各异。石英与有机质存在2种赋存方式,黏土矿物存在3种赋存方式,黄铁矿存在4种赋存方式。有机质类型为Ⅱ₂–Ⅲ型,有机碳含量平均值大于2.0%,干酪根碳同位素介于–24.5‰~–23.2‰。镜质体反射率介于0.92%~1.30%,t_max值介于427~494℃,有机质热演化达到成熟阶段。页岩气中烃类气以甲烷为主,含有少量乙烷、丙烷,总体属于干气。甲烷碳同位素均值为–40.0‰,介于海相页岩气和陆相页岩气甲烷碳同位素之间;乙烷碳同位素值介于–26.8‰~–22.56‰,均大于–29‰,整体呈现出δ13C₁＜δ13C₂＜δ13C₃正碳序列。研究认为,该区页岩具备大量生成页岩气的潜力,页岩气主要来源于上古生界偏腐殖型页岩,属于由干酪根裂解而生成的有机热成因煤成气。      

重庆涪陵页岩气勘查开发区环境地质调查进展

紧密结合国家非常规能源勘探开发的重大战略,聚焦重庆涪陵页岩气勘查开发区环境地质调查工作,总结了研究区岩溶发育特征与分布规律,评价了涪陵页岩气开发区区域水资源量和地下水质量。在此基础上,收集分析国内外资料,梳理了页岩气勘查开发所引发的6类环境(地质)问题及勘查、钻井、压裂、开采、闭井等5个阶段需关注的地质环境问题或风险等,其中涪陵页岩气勘查开发区主要诱发水土污染、地质灾害和大气污染等环境(地质)问题; 基本识别了2种地下水污染模式、3种污染类型及可能的地下水污染风险途径; 初步确定了涪陵页岩气勘查开发区污染指示性特征因子,并形成了页岩气勘查开发区地质环境影响评价指标体系,可指导页岩气勘查开发的环境地质调查。该研究为页岩气国家新型清洁能源的绿色开发和开发区生态文明建设提供支撑。     

页岩气储层的特殊性及其评价思路和内容

为了有效地开展页岩气储层的评价,文中首先总结了页岩气储层相对于常规油气储层的特殊性。指出这些特殊性体现在富含有机质、富含粘土矿物、细小的矿物粒度、极低的孔隙度和渗透率、纳米级孔喉结构、巨大的矿物表面积、复杂的成岩改造、大比例的天然气吸附赋存。在此基础上,从页岩储层性质的特殊性入手,梳理了页岩储层的评价思路和方法。强调了评价过程应遵循评价参数的直接测定与间接计算相结合、分析测试的常规手段与特殊方法相结合、评价对象的孔隙特征与吸附能力相结合。最后,探讨了页岩气储层的评价内容,认为其除了与常规储层相同的储层岩石学特征和物性特征外,还应考虑其吸附天然气的能力及其压裂改造的难易程度,即应包括储层岩石组成特征与空间分布、储层孔渗特征、储集空间特征、储层含气性和储层岩石力学性质等。