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断裂系统对现今地应力扰动特征研究-以四川盆地泸州北区深层页岩气为例

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中国地质 2024年

作者：邓乃尔徐浩邓虎成何建华刘邵军李坤郑紫芸盛烈豪宋威国成都理工大学能源学院油气藏地质及开发工程全国重点实验室(成都理工大学) 中国石油西南油气田公司

【研究目的】随着我国页岩气勘探开发进入快速规模上产阶段，埋深3500～4500m的深层领域成为下一步页岩气勘探的重要接替区块。但深层页岩气地质条件复杂，断裂系统对地应力的扰动严重影响了气田开发效果。【研究方法】为进一步明确断... 详细信息

【研究目的】随着我国页岩气勘探开发进入快速规模上产阶段，埋深3500～4500m的深层领域成为下一步页岩气勘探的重要接替区块。但深层页岩气地质条件复杂，断裂系统对地应力的扰动严重影响了气田开发效果。【研究方法】为进一步明确断裂扰动特征，以四川盆地南部泸州北区深层五峰组-龙马溪组页岩气为例，通过对断裂分布范围、开展单井地应力分析基础上，总结了泸州北区地应力场分布特征，明确了断裂对应力扰动规律，建立了断裂对应力扰动要素表及扰动范围分布图。【研究结果】1)泸州区块北区断裂发育特征表现为类型多、期次多，形成了以“向斜、斜坡、背斜”为主的构造样式，断裂组合以“对冲向斜式、叠瓦式、背冲背斜式”为主。2)研究区地应力状态复杂，三向应力值均值为SH(112.7MPa)＞Sv(106.6MPa)＞Sh(98.8MPa)，断裂区应力值相比非断裂区降低5～35MPa；水平最大主应力方向介于75°～120°，不同井区间的地应力方向存在较大差异。3)断裂对地应力扰动分析显示，相同走向断裂随着断裂级次的增加，应力扰动范围逐渐增大，II级断裂扰动范围介于1.43～1.85km；不同走向断裂中NEE-EW走向断裂对应力扰动范围最大，介于0.94～1.85km。【结论】基于断裂对应力扰动规律分析，刻画出泸州北区断裂扰动分布图，将研究区划分为断裂区和非断裂区2类，实现开发单元分级评价，并完善了断裂区与非断裂区水平井段布井模式，以期为后续建产区井位部署优化提供指导意见。

关键词：深层页岩气五峰组-龙马溪组断裂系统地应力扰动页岩气勘探工程泸州北区四川省

密切割分段压裂工艺在深层页岩气Zi2井的应用

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新疆石油地质 2019年第2期40卷 223-227页

作者：范宇周小金曾波宋毅周拿云陈娟中国石油西南油气田分公司页岩气研究院成都610056 中国石油西南油气田分公司页岩气评价与开采四川省重点实验室成都610056

深层页岩储集层高温、高地应力、高水平应力差特征明显,常规分段压裂后,储集层改造体积偏低,裂缝复杂程度偏低,气井测试产量偏低。主要原因是,深层页岩气井压裂施工期间高泵注压力、低施工排量在常规分段参数条件下不利于提高裂缝复杂程... 详细信息

深层页岩储集层高温、高地应力、高水平应力差特征明显,常规分段压裂后,储集层改造体积偏低,裂缝复杂程度偏低,气井测试产量偏低。主要原因是,深层页岩气井压裂施工期间高泵注压力、低施工排量在常规分段参数条件下不利于提高裂缝复杂程度,导致簇间储量动用不充分。为提高工艺技术适用性及储集层改造效果,开展了深层页岩气压裂工艺优化研究,结果表明,密切割分段压裂工艺有利于增加簇间应力干扰,提高裂缝复杂程度,提升簇间资源动用效率。Zi2井初期采用常规分段压裂工艺,在压裂设计指标执行率较低的情况下,开展了密切割分段压裂工艺现场试验,裂缝复杂程度及单井储集层改造体积提升明显,证明了密切割分段压裂工艺在研究区深层页岩气井中的适用性。

关键词：深层页岩气高地应力高水平应力差密切割分段压裂工艺储集层改造

四川盆地五峰-龙马溪组深层页岩气勘探开发进展及建议

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科学技术与工程 2020年第14期20卷 5457-5467页

作者：王晓蕾吕梁学院矿业工程系煤矿机械装备维护与检测试验吕梁市重点实验室吕梁033000

四川盆地五峰-龙马溪组页岩气资源量主要集中在大于3500 m埋深范围内,对其实施勘探开发具有重要意义。通过明确四川盆地深层页岩气藏的主要分布范围,在总结分析深层页岩气藏中关于应力与物性关系、脆性与岩石破裂模式、水平应力差与压... 详细信息

四川盆地五峰-龙马溪组页岩气资源量主要集中在大于3500 m埋深范围内,对其实施勘探开发具有重要意义。通过明确四川盆地深层页岩气藏的主要分布范围,在总结分析深层页岩气藏中关于应力与物性关系、脆性与岩石破裂模式、水平应力差与压裂改造效果等方面的特征基础上,深入剖析在对四川盆地五峰-龙马溪组深层页岩气实施勘探与开发过程中出现的关于勘探开发风险深度、钻完井以及压裂技术等相关问题。对此提出以下几个方面的建议:埋深4500 m为目前深层页岩气藏的勘探风险深度;在钻完井方面,建议采用强抑制水基钻井液,加强地震解释,优化水平井钻井轨迹和方位,采用旋转导向钻井工具等;在水力压裂方面,建议改变射孔方式,采用拉链式同步压裂,使用多尺寸粒径支撑剂以充填多级裂缝,考虑使用液氮等环保型压裂介质,建立和优化多流体运移机制的试井数学模型等。

关键词：四川盆地五峰-龙马溪组深层页岩气钻完井压裂技术

川南地区深层页岩气储层特征及含气性主控因素

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东北石油大学学报 2023年第3期47卷 44-55,I0004,I0005页

作者：向克满史洪亮王幸蒙赵勇董晓霞庞河清张烨毓中国石化西南油气分公司非常规油气勘探开发管理部重庆402160 中国石化西南油气分公司勘探开发研究院四川成都610041 页岩气评价与开采四川省重点实验室四川成都610091

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。... 详细信息

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。

关键词：储层特征含气性主控因素深层页岩气五峰—龙马溪组四川盆地

鄂西地区深层页岩气储层岩相孔隙结构特征差异及其控制因素--以YT1和YT3井五峰—龙马溪组页岩为例

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东北石油大学学报 2023年第1期47卷 15-29,I0002,I0003页

作者：吴泽宇孙梦迪蒋恕张介辉梁兴王高成白亮飞孙良卫中国地质大学(武汉)构造与油气资源教育部重点实验室湖北武汉430074 东北石油大学陆相页岩油气成藏及高效开发教育部重点实验室黑龙江大庆163318 中国石油浙江油田分公司浙江杭州311100 中国工程物理研究院中子物理学重点实验室和核物理与化学研究所四川绵阳621999

岩相页岩孔隙结构是影响页岩气储集及运移能力的重要因素。以鄂西地区五峰—龙马溪组深层页岩为例,采用小角中子散射、高压压汞和场发射扫描电镜等实验方法,对比不同岩相页岩孔隙结构特征,明确不同岩相页岩孔隙结构特征差异及其控制因... 详细信息

岩相页岩孔隙结构是影响页岩气储集及运移能力的重要因素。以鄂西地区五峰—龙马溪组深层页岩为例,采用小角中子散射、高压压汞和场发射扫描电镜等实验方法,对比不同岩相页岩孔隙结构特征,明确不同岩相页岩孔隙结构特征差异及其控制因素。结果表明:鄂西地区五峰—龙马溪组页岩划分为高有机质硅质页岩岩相、中有机质硅质页岩岩相和低有机质黏土/混合质页岩岩相,不同岩相总孔隙度为1.76%~4.27%;高有机质硅质页岩和中有机质硅质页岩储集空间以有机孔为主,低有机质黏土/混合质页岩储集空间以无机孔为主,微裂缝发育程度为高有机质硅质页岩>中有机质硅质页岩>低有机质黏土/混合质页岩;有机质丰度和矿物组分是不同岩相页岩孔隙结构差异主控因素,随总有机碳质量分数和硅质矿物质量分数降低,有机孔密度和孔径显著下降,孔隙结构非均质性减弱,微裂缝发育程度逐渐降低。高有机质硅质页岩相具有较强生烃潜力,微裂缝发育程度较高,为研究区段最优页岩相。总有机碳质量分数和矿物组分是五峰—龙马溪组深层页岩气储层不同岩相孔隙结构特征差异关键因素,高有机质硅质页岩相为研究区段最优页岩相。该结果为鄂西地区下寒武统五峰—龙马溪组深层页岩气储层评价和有利区预测提供支持。

关键词：孔隙结构特征控制因素储层评价小角中子散射实验高压压汞实验场发射扫描电镜实验深层页岩气五峰—龙马溪组鄂西地区

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基于拓扑结构分析的断层连通性评价——以川南泸州中区深层页岩气储层多级断层为例

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油气藏评价与开发 2024年第3期14卷 446-457页

作者：梁孝柏鞠玮中国矿业大学煤层气资源与成藏过程教育部重点实验室江苏徐州221116 中国矿业大学资源与地球科学学院江苏徐州221116

川南深层页岩气是中国天然气增储上产的重要领域。断层连通性是影响深层页岩气储层渗透性能、单井产能的重要因素,前期多针对断层形态、组合样式开展研究,鲜有断层连通性的系统量化评价。研究以川南泸州中区五峰组页岩气储层多级断层为... 详细信息

川南深层页岩气是中国天然气增储上产的重要领域。断层连通性是影响深层页岩气储层渗透性能、单井产能的重要因素,前期多针对断层形态、组合样式开展研究,鲜有断层连通性的系统量化评价。研究以川南泸州中区五峰组页岩气储层多级断层为研究对象,利用拓扑结构分析方法研究断层网络拓扑结构,并对其连通性进行定量评价,结果显示:泸州中区五峰组断层发育,断层网络分支的平均连接点数为1.12,可形成高渗通道,有利于页岩气的运移。研究区中部及南部断层产状分散度、断层长度分散度和断层密度均较大,连接型节点、分支数量多,有利于提高断层连通性,其连通性评价结果优于其他区域,具备一定的潜在高产井可能。

关键词：泸州中区深层页岩气连通性评价拓扑结构断层网络

基于X射线荧光元素录井的深层页岩气精准地质导向技术

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石油钻探技术 2019年第6期47卷 103-110页

作者：唐诚王志战陈明王崇敬梁波施强中石化西南石油工程有限公司地质录井分公司四川绵阳621000 中国石化石油工程技术研究院北京100101 中国石化西南油气分公司油气勘探管理部四川成都610041

川南威荣页岩气田深层页岩气水平井钻井过程中,准确卡取标志层、识别钻头位置和判断钻头穿行状态的难度很大。为此,利用X射线荧光(XRF)元素录井数据建立了三端元图版、元素交会图版和元素三维显示图版,以及岩石密度、含气量等评价参数... 详细信息

川南威荣页岩气田深层页岩气水平井钻井过程中,准确卡取标志层、识别钻头位置和判断钻头穿行状态的难度很大。为此,利用X射线荧光(XRF)元素录井数据建立了三端元图版、元素交会图版和元素三维显示图版,以及岩石密度、含气量等评价参数的定量计算模型。根据三端元图版卡取入窗前的重要标志层,利用元素交会图版指导水平井准确入窗,通过元素三维显示图版判别水平段钻头穿行状态,利用岩石密度、含气量等评价参数指导水平井井眼轨道优化,形成了基于X射线荧光元素录井的精准判识目的层及钻头穿行状态的地质导向技术。该技术在威荣页岩气田18口页岩气水平井进行了应用,靶体平均钻遇率达到98.06%。研究表明,基于X射线荧光元素录井的精准地质导向技术能够准确卡取标志层、识别钻头位置和判断钻头穿行状态,提高优质储层的钻遇率。

关键词：深层页岩气 XRF元素录井解释图版数学模型地质导向威荣页岩气田

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威荣深层页岩气连续油管高压扫塞通井技术

钻采工艺 2022年第5期45卷 80-84页

作者：曹学军傅伟李小波彭翰林周阳曾晓建吕占春中石化西南石油工程有限公司

目前深层页岩气井普遍采用可溶桥塞进行封隔以实现储层分段改造,受桥塞不溶解物、岩屑、地层出砂等因素影响,压裂后排液时还需进行连续油管带压扫塞通井以确保井筒清洁。威荣深层页岩气井压裂后连续油管扫塞通井面临井口压力高、沉砂、... 详细信息

目前深层页岩气井普遍采用可溶桥塞进行封隔以实现储层分段改造,受桥塞不溶解物、岩屑、地层出砂等因素影响,压裂后排液时还需进行连续油管带压扫塞通井以确保井筒清洁。威荣深层页岩气井压裂后连续油管扫塞通井面临井口压力高、沉砂、桥塞不溶物等工况,易导致卡钻、爆管等复杂情况,影响作业安全和时效。为解决上述问题,文章开展了连续油管高压扫塞通井难点分析、工具及管柱结构优化、工作液体系优化、连续油管扫塞及配套技术优化等方面的研究,形成了满足威荣深层页岩气井的连续油管高压扫塞通井关键技术和配套工艺措施。该技术在威荣区块现场应用10余井次,安全快速地实现了压裂后的井筒清洁,缩短了扫塞通井的时间,提高了扫塞通井作业效率,为威荣深层页岩气安全高效开发提供了技术支撑,可在类似深层页岩气井推广应用。

关键词：深层页岩气连续油管可溶桥塞扫塞通井井筒清洁井下复杂

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川南深层页岩气储层特征与微孔隙发育情况

煤炭技术 2022年第6期41卷 63-66页

作者：武瑾李玮刘鑫唐潮高雯璐东北石油大学石油工程学院黑龙江大庆163318 中国石油勘探开发研究院北京100083 中国石油长庆油田公司苏里格南作业分公司西安710075 成都理工大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室成都610059

采用核磁共振(NMR)、X射线衍射、场发射扫描电镜(SEM)与纳米CT等实验技术,系统研究了川南深层龙马溪组页岩储层岩石学、有机地化与微纳米孔隙特征。研究表明:研究区深层龙马溪组页岩储层矿物成分以石英等脆性矿物为主,易于储层改造。深... 详细信息

采用核磁共振(NMR)、X射线衍射、场发射扫描电镜(SEM)与纳米CT等实验技术,系统研究了川南深层龙马溪组页岩储层岩石学、有机地化与微纳米孔隙特征。研究表明:研究区深层龙马溪组页岩储层矿物成分以石英等脆性矿物为主,易于储层改造。深层页岩储层孔隙空间发育矿物粒间孔、粒内孔、有机孔及微裂缝等,有机质孔最为发育,孔径主体在50~150 nm。核磁共振与纳米CT结果显示孔隙度介于3.94%~4.27%,渗透率为19 mD,喉道的平均长度为9.85μm,孔喉配位数为0.621,页岩微纳米孔隙之间连通性较好,能为页岩气的富集与流动提供孔隙空间和渗流通道。

关键词：微纳米孔隙纳米CT 核磁共振深层页岩气四川盆地