页岩气水平井地质导向标志层确定方法及应用Shale gas horizontal well geosteering mark layer calculation method and Application 李增科,冯爱国,任 元

为了实现长水平段页岩气井有效穿越优质“甜点”段,基于工区内首口页岩气参数井录井、测井及岩心资料分析,找出了目的层段内的“甜点”段、优质“甜点”段及最优“甜点”段,给出了“甜点”段、“甜点”段上方的标志层及进入标志层的随钻录井和自然伽马曲线变化特征,形成了标志层确定方法.应用试验16口井,成功率100％,优质“甜点”段钻遇率98.5％,应用效果良好.     

低勘探程度区页岩气水平井地质导向方法与应用——以渝东南地区LY1HF井为例

中国南方(除四川盆地外)海相页岩气勘探程度整体较低,地质条件复杂,水平井地质设计与导向难度大。为了提高低勘探程度区水平井钻探效果,从水平井地质设计、地质导向流程、标志层厘定与识别、地质模型建立与修改、最优甜点段优化等方面开展了地质导向方法研究。结果表明:①基于导眼井测井、地震、地层资料,建立钻前地质模型,利用空间几何关系,可较为准确的计算靶点的坐标和垂深;②总结出入窗前和水平段"两段式"地质导向方法,提出地质导向的关键是准确识别标志层、正确计算地层倾角、及时修改地质模型、适时优化最优甜点段、合理调整水平井轨迹,以提高最优甜点段钻遇率,同时确保井眼轨迹光滑,为后期完井和压裂顺利施工奠定基础;③LY1HF井使用该地质导向方法,甜点段钻遇率100%,气测显示良好,井眼轨迹光滑,取得了良好的钻探效果。     

滇黔北探区YQ1井页岩气的发现及其意义

YQ1井钻遇的龙马溪组—五峰组优质黑色页岩单层厚度大,有机碳含量高,有机质成熟度较高,微孔隙、微裂缝发育。分析化验结果表明,YQ1井页岩层甲烷吸附气含量随埋藏深度、地层压力、有机质及黏土含量的增加而增大,含气量达1.0～3.0 m3/t,证实龙马溪组底部是本区页岩气勘探的现实目的层,为具有商业开采价值的优质页岩气层。针对"强改造、高演化"的中国南方海相勘探领域,页岩气成藏赋存具有"构造沉积控局势→保存条件控气藏→岩性物性控甜点"的地质特色,落实富有机质、超常地层压力、脆性微孔缝发育的页岩气甜点区是页岩气勘探评价的第一要务,寻找构造变形较弱、远离通天断层、区域盖层发育和整体保存良好的宽阔向斜区是海相构造坳陷页岩气甜点区评价优选的首要因素。     

鄂西渝东红星地区地质导向关键技术研究与应用

鄂西渝东红星地区勘探程度较低，存在优质页岩储层厚度薄、横向地层产状变化快，且对比性差等不利条件，对地质导向技术提出了挑战。为了保证该区块的页岩气水平井能有效穿越优质气层段，从红星地区二叠统吴家坪组目的层地质特征入手，分析地质导向面临挑战的主要问题，提出了运用三维地质建模随钻跟踪、确定导向标志层(点)、优选导向工具、优化随钻导向轨迹控制等一系列有针对性的技术方案。首次建立了平均角法轨迹控制计算模型和不同造斜率约束条件下标志层(点)与井斜分段控制图版，能够解决单纯利用等厚法预测靶点误差大和轨迹控制效果不理想的难题，显著提高了靶点的预测和轨迹控制精度。应用试验8口井，取得了平均优质页岩储层钻遇率93.0%和钻井提速29.7%的成果，实现了有效提高储层钻遇率、优快钻井的目的。     

吉木萨尔页岩油水平井开采实践

准噶尔盆地吉木萨尔凹陷芦草沟组页岩油矿场开发试验表明，纵向上不同地质甜点，平面上同一甜点层的不同区域水平井生产特征差异很大，水平井单井产能及EUR主控因素不清，给油藏开发方案编制、储层改造方式选择和效益评价带来了诸多困难。为此，通过地震、录井、分析化验一体化综合研究，明确了源储高频互层的地质特征，源储配置和保存条件是影响芦草沟组含油性的先天因素；利用特殊测井、微地震监测明确了水平段长度、复杂缝网是影响产能的重要因素；利用室内物模实验，结合油藏生产动态综合分析，初步确定了压裂后水平井合理的排采制度。研究认为，页岩油甜点体具有较强的非均质性，高优质甜点钻遇率和改造缝网复杂程度最大化是提高水平井产能必须追求的目标，合理的排采制度有利于充分发挥水平井的生产能力。     

基于改进残差的神经网络方法预测页岩气甜点

北美页岩气革命取得的巨大成功对全球能源格局产生了深远的影响,并引起了工业及学术界的广泛关注。甜点预测是提高页岩气钻井成功率、保障压后产能的一项关键技术。目前传统方法预测页岩气甜点区存在误差较大的问题。以加拿大商业开发成功的页岩气产区Fox Creek地区为例,对控制该区页岩气甜点的地质及工程因素进行详细剖析,在此基础上,提出一种改进残差的神经网络方法来分析页岩气甜点主控因素,并建立甜点区预测模型。结果表明,影响研究区页岩气甜点区的主控因素为孔隙度、渗透率、泥质含量、埋深、地层压力、脆性指数和压裂施工参数（水平段长度、压裂段数、支撑剂注入质量和压裂液注入体积）。改进残差神经网络算法在测试及训练的产气量数据预测方面吻合度分别达到0.94和0.85,展现出很好的预测效果。基于改进残差神经网络的预测模型表明,西部和南部Duvernay边界处发育页岩甜点区,向东北部逐渐变差。该页岩气甜点预测模型为该地区页岩气的后续高效开发提供了可靠的基础。     

中国陆相致密油“甜点”富集高产控制因素及勘探建议

通过分析中国陆相致密油成藏组合特征,研究典型致密油区"甜点"地质参数与单井产量的关系,明确致密油"甜点"富集高产控制因素,为致密油勘探开发提供依据。致密油"甜点"富集受优质烃源岩、储层物性和裂缝控制,优质烃源岩展布控制了"甜点"区的平面分布与纵向富集段,物性相对较好的致密储层控制了"甜点"的资源规模及产能,裂缝能极大地提高储层的渗流能力,致密油产量与储层厚度、黏度、压力系数正相关,但与单一因素相关性不明显。水平井产量与水平段长度、压裂液总量和压裂总加砂量密切相关,压裂液总量影响初期产量,总加砂量对累计产量影响较大。精准选取"甜点"区和"甜点"段,采用长水平段水平井开发,加大压裂液总量和压裂总加砂量是陆相致密油获得高产的前提。根据中国陆相致密油富集高产控制因素,提出如下勘探开发建议:开展地质精细评价,提高"甜点"预测精度;优化钻完井技术,降低勘探成本;通过管理体制创新,提高生产效率。     

页岩气钻井卡钻故障预警方法研究与应用

川南工区是我国页岩气资源最为丰富、最具开发潜力的地区之一.该工区地层压力系数高、地质条件复杂，导致钻井复杂、故障频发，其中卡钻故障最为突出，占复杂、故障总时效的47.48%，严重制约了页岩气安全高效开发.现有卡钻故障识别技术监控信息综合利用能力差、风险预警不够及时、主观性太强等问题较为突出.针对现场亟须解决的这一问题，提出一种基于人工智能算法的页岩气水平段井下卡钻故障实时预警方法，利用录井实时数据根据构建的预警模型实现了卡钻故障的智能化、实时化定量判断.技术的攻关和应用对于提高川南工区深层页岩气钻井单井盈利水平、降低复杂和故障损失、提高工区内队伍的施工能力具有重要意义.     

页岩气水平井前导地质物理模型的测井研究

以川南威远地区寒武系筇竹寺组页岩气为研究对象,首先,利用邻井的测井储层评价结果优选“地质甜点”作为导向目标层;其次,分析沿井眼轨迹方位钻遇不同岩性、物性、含油性及脆性的地层剖面的随钻测井响应特征,并根据LWD和MWD资料实时确定地层倾角和厚度,准确建立前导地质物理模型;最后,利用井眼轨迹-随钻测井曲线-气藏岩性剖面综合成图技术及时判断水平井井眼轨迹在页岩储层中的位置、延伸长度及上下行方向,实时优化井眼轨迹与修正前导地质物理模型,指导钻头在优质页岩储层中的钻进,提高钻遇率。将该方法应用于研究区的页岩气水平井地质导向钻井中,效果明显。     

中国“山地式”页岩气层内构造变动研究方法、理论及其勘探开发意义

中国“山地式”页岩气的勘探开发与美国、加拿大等“平原式”页岩气勘探开发在地下地质构造上存在着极大差异,主要表现为页岩层内构造变形-变位复杂、勘探“甜点”认识不清、生产开发钻井过程中水平井段目标靶体寻找困难并时常出现工程事故等问题。本文从野外调查、岩心观察、钻井测井资料分析、地震剖面处理解释等方面分析总结了页岩气层内构造变动的研究方法与理论,在初步应用过程中已取得良好成效,能够有效识别页岩气层内构造变动。     

基于匹配追踪算法的高精度页岩气“甜点”识别

中国页岩气资源开发近年来已取得了许多阶段性进展,但因勘探开采成本高、风险大,因此在钻井资料较少的情况下,充分利用地震资料的横向变化特征,精确刻画页岩气"甜点"区分布具有重要意义。常规叠后地震反演方法能够识别页岩层,但不能有效区分含气页岩层与非含气页岩层,而基于地震波衰减理论的流体活动因子能够有效表征储集层的渗透性,识别含气页岩储层。提出将流体活动因子与高精度匹配追踪算法相结合,在地震信号时频分解的基础上,建立含气页岩层与地震波衰减的联系,求取流体活动性属性,进而实现高精度页岩气"甜点"识别。该方法不受测井资料及构造解释的影响,能客观反映页岩层的含气性,适用于页岩气勘探初期钻探目标评价。理论模型试算和在中国南方复杂构造区海相页岩气勘探中的实际应用表明了该方法的有效性。     

川东南五峰组-龙马溪组页岩气目标评价及水平井设计技术

川东南地区五峰组-龙马溪组具有良好的页岩气勘探开发潜力,利用实验、地震、测井、钻井及压裂等资料,以页岩气甜点目标评价为主线,开展地质-物探、地质-工程一体化研究,结合勘探开发实践,明确了地质综合评价、甜点目标评价体系及水平井地质-工程一体化设计等目标评价技术系列。甜点目标评价体系是以“三因素控气”地质认识为指导,建立甜点目标评价体系和标准,优选有利目标。水平井地质-工程一体化设计技术是通过优化水平井部署和压裂设计,穿好层、压好缝,提高单井产量。通过目标评价技术集成及应用,形成固定做法、固化成熟技术,高效指导川东南地区五峰组-龙马溪组页岩气勘探开发。     

松南中央坳陷泉四段上生下储式致密砂岩油成藏主控因素

基于"优质源岩控藏"理论和"储层甜点找油"思想,应用测、录井、试油、薄片等资料,系统总结松南中央坳陷区泉四段致密油的分布规律,剖析不同类型致密砂岩油成藏的主控因素。研究表明:致密砂岩油藏集中分布在长岭凹陷内及其周边斜坡区,具有"满坳含油、宏观连片"的特征和"东富西贫、南富北贫"的差异性;青一段下段烃源岩残余有机碳含量(TOC)大于2.0%的优质源岩展布范围控制致密油藏分布格局;异常高压与源储断层的空间配置关系控制下部砂组含油性,剖面上油气下排深度最大为140 m;平面上超压大于10 MPa、与断层距离小于2 500 m的区域是Ⅱ~Ⅳ砂组的致密油藏富集区;优质储层物性"甜点"控制致密油富集程度及产量;坳陷型湖盆上生下储式致密砂岩油藏的形成主要存在凹陷区"源内直排倒灌"和斜坡区"源边反转断层遮挡"两种成藏模式。     

页岩气藏开发的关键因素

 页岩气藏是一种非常规气藏,属连续型气藏,其储层结构复杂,为低孔、低渗型,对开发技术要求很高。本文简述国内外页岩气开发现状,对北美页岩气藏开展研究并总结其勘探开发成功经验,认为其有效开发的关键是甜点区优选及储层压裂改造,综合地质评价是页岩气资源投入开发的基础,储层改造技术是动用页岩气储量的核心。介绍了开发目标区优选的主要地质参数及钻完井优化的主要内容,同时结合中国页岩气井地质及工程参数实际对比,提出了页岩气成功开发的工作思路,即在水平段储层评价基础上,进行有针对性压裂射孔设计,采用适合工程参数以增大缝网改造体积和效率,进而提高单井产量。     

辽河东部凸起C—P页岩气聚集地质条件

通过对辽河坳陷东部凸起已钻探井的录井、测井及岩芯资料的系统分析,结合目的层段样品的有机地化及实验测试结果分析,认为东部凸起上古生界石炭—二叠系暗色泥岩单层厚度较大,空间分布广泛稳定,有机质类型以III型干酪根为主,丰度指标高(TOC>2.0%),热演化程度高(Ro=1.5%～2.6%),具备形成页岩气藏的源岩条件;暗色泥岩有机碳含量高为吸附态页岩气提供了丰富的载体,微裂缝的发育为游离态页岩气提供了良好储集空间;同时泥岩石英矿物含量高(平均SiO2>40%),岩性较脆易形成裂缝,符合工程压裂条件要求,部分已钻探井在石炭系—二叠系暗色泥岩段普遍存在气测全烃异常,预示东部凸起上古生界石炭—二叠系具有较大的页岩气勘探潜力。     

渝黔湘秀山区块页岩气二维地震勘探研究

目前对南方海相地区页岩气的研究多集中在成藏模式、有利区评价等基础地质理论。在应用页岩气地球物理技术进行页岩气高产富集区识别预测和评价方面进行了一些探索,尚未形成一套完整且有别于常规油气勘探技术思路与方法。在野外地质调查和区域地质认识的基础上,渝黔湘秀山页岩气区块部署实施二维地震勘探剖面13条,523.5 km.区内地形复杂,障碍物较多,数据采集难度大;灰岩出露覆盖范围广,浅层地震地质条件较差,地震记录信噪比低,静校正问题、速度分析困难等问题突出。通过地震资料采集、处理、解释、储层与流体识别等技术一体化攻关,获得了高信噪比地震资料,结合勘查区页岩气地质条件,综合录井、测井等勘查手段,形成一套完整的、针对盆缘山区海相页岩气地球物理勘探技术流程。采集、处理、解释一体化结合:优选最佳基准面静校正方法,解决静校正;叠前去噪,提高信噪比;叠加及偏移成像,改善成像质量。探索应用地震储层反演与气层检测技术,预测页岩气"甜点"分布区,为部署井位提供基础。二维勘探精细标定出了2套目的层顶面构造形态和埋深,区内断层以北东向和近南北向为主;优选了2套目的层有利目标区,部署了2口参数井井位。     

页岩气水平井段甜点优选模型

为实现页岩气水平井压裂层段精细开发,总结并筛选出了合适的段甜点评价指标,利用测完井数据计算了水平井段各项指标参数,基于提出的段指标基线值,采用组合权重方法开展了指标权重计算,通过标准化指标值和权重乘积的形式建立水平井段优选模型,并以涪陵地区A1井为例进行验证,优选结果表明：第3、4、5、7单元段优选指数高于0.45是水平井分段的最佳甜点位置;第1、2单元段优选指数介于0.4~0.45属于中等甜点位置;第6单元段优选指数介于0.35~0.4之间属于较差甜点位置,从A1井产气剖面可以验证段甜点指数和与单段产气量具有较好的正相关关系,本优选指数模型能有效避免第10段和第12段的无效性,以期为水平井精细开发时提供参考。     

叠前AVO同步反演预测页岩地层脆性矿物

最近几年里,页岩气已经进入商业勘探开发阶段,但是页岩气作为非常规油气,需要利用水平井及大规模压裂,获得较高产量.为了对页岩气藏的可改造性进行评价,从单井岩石物理分析入手,优选拉梅常数*密度参数指示页岩层脆性矿物含量,开展叠前AVO同步反演,预测页岩层脆性矿物含量,进而优选页岩气藏工程"甜点区".     

致密砂岩储层裂缝型“甜点”的随钻识别方法

致密砂岩储层裂缝型"甜点"的开发存在很大潜力,为了使裂缝型"甜点"的识别和发育程度描述更具及时性而不失准确性,基于分析基质岩石与裂缝型"甜点"区域岩石的物理性质差异,可以通过度量岩石强度不同所导致的可钻性差异来识别裂缝型"甜点",从而提出应用dc指数法对裂缝型"甜点"进行随钻识别,并定义了裂缝发育系数的概念,结合不同裂缝识别方法利用裂缝发育系数对裂缝型"甜点"的发育程度进行描述。将该方法成功运用于库车坳陷白垩系目的层的三口探井,为致密砂岩储层裂缝型"甜点"的及时准确发现与发育程度描述提供了借鉴作用和依据。     

页岩气选区评价方法与关键参数

页岩气是产自泥页岩等细粒沉积岩层中,并需要通过水平井钻探以及多段水力压裂技术才能商业开采的一类非常规天然气。在北美地区"页岩气革命"取得巨大成功的示范下,以及对页岩气资源量乐观评估结果的鼓舞下,国内近年来掀起了页岩气开发热潮。然而,北美地区页岩气取得的成功并非一蹴而就,经验之一是通过20世纪70年代以来即已实施的地质研究与工程技术研发计划,选择了一批页岩气资源禀赋高的页岩气区开展水平井钻探与多级水力加砂压裂。通过页岩气选区评价工作,按照页岩气评价参数标准,优选页岩气资源禀赋较高的有利区块以及具有商业开采价值的页岩气储层(即含气页岩)进行勘探,这是页岩气开采能否取得商业成功的关键一步。本文论述了页岩气选区评价的一些具体方法,对影响页岩气藏规模和产能大小的关键评价参数及其取值标准进行了探讨,并且对目前在页岩气评价认识上存在的一些问题进行了初步讨论。分析认为,有机质含量是评价页岩气资源禀赋高低的一个关键参数。北美地区主要页岩气开发区的含气页岩TOC质量分数均在2%以上。四川盆地南部龙马溪组底部伽马值最高的页岩气储层段的TOC质量分数一般在3%以上,为整个龙马溪组页岩层系中页岩气资源禀赋最高的层段,也是目前页岩气勘探的重要目的层段。埋藏浅、有机质高度富集的页岩以吸附气资源为主,而深层、高温高压条件下的页岩则以游离气资源占主导地位。页岩储层压力异常高有利于页岩气的保存与富集。在构造条件极为复杂、油气保存条件较差的中国南方地区开展海相页岩气勘探工作,不仅要面临钻完井工程技术上的巨大挑战,而且更要面临页岩气资源规模、水资源、地面管网设施以及开发经济性等诸多方面的挑战。