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四川盆地及周缘奥陶系-志留系深层页岩气富集特征与勘探方向

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石油勘探与开发 2022年第4期49卷 648-659页

作者：聂海宽李沛党伟丁江辉孙川翔刘秘王进杜伟张培先李东晖苏海琨页岩油气富集机理与有效开发国家重点实验室北京102206 中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院北京102206 西安石油大学地球科学与工程学院西安710300 中国石油集团工程技术研究院有限公司北京102206 中国石化江汉油田分公司勘探开发研究院武汉430223 中国石油化工股份有限公司华东油气分公司南京210019 中国地质大学(北京)能源学院北京100083

基于高温高压条件下页岩物性、三轴应力和甲烷等温吸附等针对性实验,对四川盆地及其周缘奥陶系五峰组—志留系龙马溪组深层页岩气富集特征进行研究。结果表明:①深层页岩孔隙度和水平渗透率比中浅层页岩出现较大程度的降低,含气结构以... 详细信息

基于高温高压条件下页岩物性、三轴应力和甲烷等温吸附等针对性实验,对四川盆地及其周缘奥陶系五峰组—志留系龙马溪组深层页岩气富集特征进行研究。结果表明:①深层页岩孔隙度和水平渗透率比中浅层页岩出现较大程度的降低,含气结构以游离气为主。②深层页岩偏应力和轴向应变等参数增大,导致破裂难度增加。③受构造位置和形态、裂缝特征和流体活动期次等控制,深层页岩气保存条件更复杂。④为实现深层页岩气经济开发,深化地质认识是基础,探索针对性压裂改造工程工艺是关键。⑤Metabolograptus persculptus带—Parakidograptus acuminatus带(LM1—LM3笔石带)硅质页岩、含灰硅质页岩是深层页岩气富集高产层段和水平井穿行的有利靶窗,厚度超过10 m的焦石坝、武隆、长宁和泸州等地区是深层页岩气最有利富集区。研究指出深层页岩气勘探应优先在宽缓构造且埋深小于5000 m、LM1—LM3笔石带页岩厚度大于10 m的“深水深层型”页岩气区进行勘探开发部署,开发工程应增加开发井水平段长度,并采用密切割、强加砂、双暂堵等工艺,以最大程度地改造深部页岩储集层。

关键词：深层页岩气富集条件储集层特征勘探方向奥陶系五峰组志留系龙马溪组四川盆地

温压耦合作用下四川盆地深层龙马溪组页岩孔渗和岩石力学特征

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石油勘探与开发 2023年第1期50卷 77-88页

作者：孙川翔聂海宽苏海琨杜伟卢婷陈亚琳刘秘李京昌页岩油气富集机理与有效开发国家重点实验室北京102206 中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院北京102206 中国石油化工集团公司页岩油气勘探开发重点实验室北京102206 中国地质大学(北京)能源学院北京100083 中国石化江汉油田勘探开发研究院武汉430223

为了研究温压耦合变化对深层页岩孔隙度、渗透率和岩石力学特征的影响,选择四川盆地威荣和永川地区下志留统龙马溪组深层页岩岩心样品,设计开展温压条件的上限为120℃、70 MPa的孔渗实验和三轴压缩岩石力学—声波一体化实验。研究结果表... 详细信息

为了研究温压耦合变化对深层页岩孔隙度、渗透率和岩石力学特征的影响,选择四川盆地威荣和永川地区下志留统龙马溪组深层页岩岩心样品,设计开展温压条件的上限为120℃、70 MPa的孔渗实验和三轴压缩岩石力学—声波一体化实验。研究结果表明:(1)微观上的孔渗变化与宏观上的岩石变形相互约束,均呈现先快后缓的变化特征,最大温压实验条件下孔隙度降低34%~71%、渗透率降低85%~97%。随着温压的升高,深层页岩经历了以有机质孔、黏土矿物孔被压缩和微裂缝受压闭合的塑性变形和脆性矿物孔、岩石骨架颗粒本体被压缩的弹性变形;(2)与常温高围压实验对比,高温对孔渗应力敏感的影响显著。高温通过增加岩石塑性,加剧高围压对孔隙的压缩,同时引发岩石骨架颗粒间产生热应力,页岩层理易重新开启或沿层理等软弱面产生新缝,使得页岩渗透率随温度和围压升高而降低的程度减弱;(3)与常温三轴力学实验对比,深层页岩在高温高压耦合作用下,抗压强度和峰值应变量显著增加,抗压强度最高达435 MPa、峰值应变超过2%,说明高温增加了岩石塑性,不利于页岩的破裂和裂缝扩展;(4)岩相和矿物组分对深层页岩孔渗和岩石力学特征具有重要影响。不同岩性页岩发生脆性破坏的难度和充分程度不同,实际地质条件下页岩的应力应变特征是压裂方案优化调整的重要依据。

关键词：四川盆地深层龙马溪组页岩气孔隙度渗透率岩石力学高温高压三轴压缩

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页岩有机孔研究现状和展望

石油学报 2022年第12期43卷 1770-1787页

作者：聂海宽张光荣李沛丁江辉党伟孙川翔张培先王进杨超李鹏王鹏威苏海琨页岩油气富集机理与有效开发国家重点实验室北京102206 中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院北京102206 中国石油化工股份有限公司华东油气分公司江苏南京210019 中国石油集团工程技术研究院有限公司北京102206 西安石油大学地球科学与工程学院陕西西安710300 中国石油化工股份有限公司江汉油田分公司勘探开发研究院湖北武汉430223 中国科学院广州能源研究所中国科学院天然气水合物重点实验室广东广州510640 中国地质大学(北京)能源学院北京100083

有机孔是页岩气储层的主要储集空间,也是页岩气储层区别于常规油气储层的重要孔隙类型。目前对有机孔的类型和特征、发育载体及其影响因素等的认识还存在较大争议。系统回顾国内外页岩有机孔的研究现状,调研分析有机孔发育特征及其控制... 详细信息

有机孔是页岩气储层的主要储集空间,也是页岩气储层区别于常规油气储层的重要孔隙类型。目前对有机孔的类型和特征、发育载体及其影响因素等的认识还存在较大争议。系统回顾国内外页岩有机孔的研究现状,调研分析有机孔发育特征及其控制因素,展望有机孔的攻关研究方向,研究认为,页岩的有机质类型是控制有机孔发育的根本因素,矿物类型与组成、成岩作用以及由脆性矿物形成的刚性格架是有机孔形成并保持的重要保障,热演化程度和地层压力对有机孔的发育和保持具有重要的影响。建议加强有机质类型(成烃生物)、不同有机质类型的生烃和排烃模式、矿物类型及其成岩作用(刚性格架形成时间)、页岩生-排烃与矿物成岩作用之间的有机—无机协同演化机制研究,探讨有利的页岩有机孔类型及其发育模式,加强页岩不同尺度储集空间定量表征、有机孔连通性及其影响因素等研究。未来需进一步关注深层—超深层页岩有机孔的发育特征及其保存机制研究。

关键词：有机孔有机质类型页岩储层海相陆相页岩气

中美常压页岩气赋存状态及其对可动性与产量的影响——以彭水和阿巴拉契亚为例

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油气藏评价与开发 2022年第3期12卷 399-406页

作者：蒋恕李醇陈国辉郭彤楼吴聿元何希鹏高玉巧张培先构造与油气资源教育部重点实验室湖北武汉430074 中国地质大学(武汉) 湖北武汉430074 中国石化西南油气分公司四川成都610041 中国石化华东油气分公司江苏南京210019

美国阿巴拉契亚盆地Ohio组页岩、Marcellus组页岩等常压页岩气区已获得商业化开采,中国川东南地区五峰组—龙马溪组页岩虽已初步开发,但由于埋深大、储层物性差等原因导致产出效益没有美国典型页岩气田好。常压页岩气因储层深度导致绝... 详细信息

美国阿巴拉契亚盆地Ohio组页岩、Marcellus组页岩等常压页岩气区已获得商业化开采,中国川东南地区五峰组—龙马溪组页岩虽已初步开发,但由于埋深大、储层物性差等原因导致产出效益没有美国典型页岩气田好。常压页岩气因储层深度导致绝对压力存在差异,从而对气体赋存状态产生影响,进而对含气性与可动性产生显著影响,因而亟须对中美常压页岩气储层条件、气体赋存状态、含气性、可动性差异等开展定量化研究。选取典型常压的中国彭水地区隆页1井五峰组—龙马溪组页岩与美国阿巴拉契亚盆地Marcellus组页岩与Ohio组页岩作为研究对象,以体积法为基础,综合考虑页岩储层温度、储层压力、成熟度、水、油对吸附程度与最大吸附能力的影响,以及温度、压力、孔隙度与含水饱和度对确定游离气量的影响,对三组页岩储层含气性进行评价,并以三组页岩储层压力作为起始压力,以5 MPa的降压幅度进行降压生产模拟,在分别阐明降压生产中吸附、游离气产出过程的基础上,揭示中美常压页岩气产量差异的根本原因:国内五峰组—龙马溪组页岩相比于阿巴拉契亚盆地Marcellus组页岩吸附能力较弱,吸附气量较低,游离气含量较低,导致总产气量也明显较低;而相比于Ohio组页岩,常压的五峰组—龙马溪组页岩埋深大,温度、压力高,由此造成吸附气采出程度极低,含气孔隙度略低导致游离气采出程度较低,二者综合导致总产气量也明显较低。

关键词：常压页岩气赋存状态含气性页岩气产量五峰组—龙马溪组页岩美国页岩

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提高页岩气藏压裂井射孔簇产气率的技术进展

油气藏评价与开发 2023年第1期13卷 9-22页

作者：蒋恕李园平杜凤双薛冈张培先陈国辉汪虎余如洋张仁中国地质大学(武汉)构造与油气资源教育部重点实验室湖北武汉430074 中国地质大学(武汉)资源学院湖北武汉430074 中国石化华东油气分公司江苏南京210019

页岩气藏水平井分段多簇射孔压裂通常存在射孔簇生产效率低下的问题。提高射孔簇压裂的有效性以及保持多簇裂缝长期导流能力是实现页岩气藏水平井增产降本面临的主要挑战之一。根据前人的研究成果,系统分析了射孔簇生产效率低下的主要原... 详细信息

页岩气藏水平井分段多簇射孔压裂通常存在射孔簇生产效率低下的问题。提高射孔簇压裂的有效性以及保持多簇裂缝长期导流能力是实现页岩气藏水平井增产降本面临的主要挑战之一。根据前人的研究成果,系统分析了射孔簇生产效率低下的主要原因:(1)由于页岩储层地质力学非均质性、缝间应力阴影、射孔侵蚀速率差异等因素导致裂缝未均衡起裂或延伸;(2)由于段内射孔排量分配差异,低黏度压裂液悬砂能力弱,以及裂缝弯曲、倾斜、粗糙度等因素导致簇间及缝内支撑剂未均匀分布;(3)生产过程中支撑剂的破碎、嵌入、成岩作用,地层微粒的生成和运移等因素导致裂缝的导流能力损失。针对上述问题,总结了促进多簇裂缝均衡起裂延伸、促进支撑剂均匀分布及提高裂缝导流能力的优化措施和技术方案,包括新型限流压裂技术、可降解暂堵转向技术、射孔参数及加砂顺序优化、高速通道压裂、高黏减阻压裂液体系与新型支撑剂的研究与应用等,并在上述技术的基础上提出了相关建议及展望,以期为提高水平井射孔簇生产效率提供参考与借鉴。

关键词：无效射孔支撑剂分布裂缝导流能力限流压裂技术平面射孔暂堵转向技术新型支撑剂