川东龙马溪组页岩应力敏感实验研究

应用PDP-200脉冲衰减法渗透率仪对涪陵页岩气藏产气层系龙马溪组页岩露头进行渗透率应力敏感性评价,采用定围压-降内压和定内压-升围压的方法对同一块具有水平层理缝的岩样进行渗透率测试。结果表明:随着作用在页岩上的有效应力的增大,页岩测试渗透率呈指数规律递减,递减过程按递减指数大小分为2段,分别体现了页岩裂缝渗透率的应力敏感性和页岩基质渗透率的应力敏感性;同时,定围压测试较定内压测试页岩渗透率不能马上恢复,存在一定的滞后效应,并且定内压测试时得到的裂缝闭合压力要比定围压测试时有所降低。龙马溪组页岩露头表现出双重介质特征,并且在内压卸载时造成了无法恢复的渗透率塑性损伤。     

川东龙马溪组页岩渗透率各向异性及应力敏感性实验研究

页岩渗透率各向异性和应力敏感性对其水平井产能评价和合理工作制度制定有较大影响,目前还没有对页岩各向异性及其应力敏感性进行过系统的测试分析。基于此,应用川东龙马溪组页岩进行页岩测试渗透率各向异性和应力敏感性研究。实验用岩心分为两组,一组垂直层理面取心,岩心与层理面对称轴的夹角分别为0°、45°、90°,另一组平行层理面取心,岩心与层理面对称轴的夹角分别为30°、90°、150°,利用美国岩心公司的PDP—200脉冲衰减法渗透率仪进行测试。实验结果表明,川东龙马溪组页岩的渗透率均在10~(-6)μm~2数量级,随着与层理面夹角增大,页岩岩心渗透率明显降低,沿层理面取样页岩的渗透率与垂直层理面取样页岩的渗透率比在3左右,在层理面的不同方位取样的页岩渗透率测试结果较为接近;不同岩样的渗透率随着有效应力增大而呈现指数递减,在1 500 psi有效应力时,各岩心渗透率均降低至10~(-9)μm~2数量级的较低水平,平行层理的页岩渗透率应力敏感性相对更强。     

川东龙马溪组含水页岩吸附特征

采用室内吸附实验测试和吸附理论模型拟合手段,研究了不同含水饱和度下川东龙马溪组页岩的吸附特征,结果表明:当温度一定时,随着页岩含水饱和度的增大,相同压力下的页岩吸附量明显减小,吸附等温线整体下移;相同含水饱和度下,页岩气吸附量随压力升高而增大;不同含水饱和度页岩的吸附等温线较符合Langmuir模型,含水饱和度与其对应吸附等温线的Langmuir模型拟合指数a和b之间存在较好的线性关系,以此建立的计算模型可以计算任意含水饱和度页岩的理论吸附等温线,与相同含水下饱和度的实测页岩气吸附等温线对比,该模型的计算精度较高。     

CO2在页岩中的吸附解吸性能评价

利用自主设计的页岩中气体吸附解吸实验装置,在不同温度和压力条件下研究CO2在不同页岩中的吸附解吸性能。结果表明:CO2在页岩上的等温吸附曲线属于典型的Ⅰ型等温曲线,可采用Langmuir模型对吸附及解吸数据进行拟合;相同温度下,CO2在页岩中的吸附量随着压力的升高而增大;相同压力下,CO2在页岩中的吸附量随着温度的升高而减小;相同温度压力条件下,CO2解吸过程中存在解吸滞后现象,且解吸附曲线表征的最大吸附能力低于吸附曲线表征的最大吸附能力;CO2在页岩上最大吸附量随有机碳含量增加而增大,随石英含量增加而减小。     

龙马溪组硬脆性页岩水化实验研究

硬脆性页岩水化对页岩气开发井壁稳定有重要的影响,为此,对龙马溪组硬脆性页岩进行水化实验研究,包 括矿物组成、微观结构、水化应力、自吸吸水率及岩芯浸泡等方面实验研究,探讨分析了硬脆性页岩水化过程与机理。 研究结果表明,页岩黏土矿物以伊利石为主,黏土矿物呈片状且定向排列,层理和微裂纹发育,为水化提供作用空间 和流动通道;页岩水化应力和自吸吸水率随浸泡时间增加而先上升后趋于稳定,页岩组构对上升速率或幅度有重要影 响;浸泡过程中,岩样表面主要形成平行层里面的裂缝,随着浸泡时间增加,岩样保持完整性或水化剥落成碎块,页岩 组构和胶结程度对页岩水化程度有重要影响;页岩水化是物理化学作用和力学作用相互耦合结果,前者使岩石断裂韧 性下降,后者使I 型裂纹应力强度因子增大,当应力强度因子大于岩石断裂韧性时,裂纹将扩展或增宽,逐渐形成宏观 裂纹,可进一步扩展成裂缝。     

川东嘉陵江组-雷口坡组层序岩相古地理

以层序岩相古地理编图思路为指导,对川东地区下三叠统嘉陵江组和中三叠统雷口坡组进行层序地层学和岩相古地理研究.嘉陵江组划分为2个三级层序(TSQ1,TSQ2),雷口坡组划分为1个三级层序(TSQ3).以三级层序体系域或三级层序为编图单元,编制5张层序岩相古地理图:TSQ1的TST主要为开阔台地相灰岩沉积, HST为局限台地相膏岩、膏质白云岩、泥质白云岩等沉积,反映水体变浅、蒸发的古地理格局;TSQ2的TST同样为开阔台地相灰岩沉积,HST水体变浅,区内以沉积膏岩、白云质膏岩、泥质白云岩等为特征;受江南古陆隆升扩大影响,TSQ3发育不完整,缺失上部地层,由东往西,表现出由陆源碎屑岩到碳酸盐岩的沉积格局,沉积环境由有障壁海岸到局限台地的过渡.海平面的升降变化是层序发育、古地理演化的主要控制因素.     

川东南盆缘复杂构造区龙马溪组页岩孔隙结构及分形特征

川东南盆缘复杂构造区龙马溪组页岩总有机碳(total organic carbon, TOC)含量高、热演化成熟度高,但构造条件复杂,其微观孔隙结构特征及分形特征相关研究较少且与四川盆内页岩存在差异,亟需进一步深入研究。为更好地表征页岩孔隙结构非均质性及其对页岩气富集的影响,综合运用核磁共振、高压压汞及扫描电镜等技术,定量表征复杂构造区页岩微观孔隙结构特征。基于分形理论,利用高压压汞、核磁共振方法获得不同尺度孔隙的分形维数,并探讨分形维数与孔喉结构参数、TOC含量、矿物组分含量的关系及其地质意义。结果表明：川东南盆缘复杂构造区页岩主要发育有机孔、粒间孔和微裂缝。孔隙结构具有多重分形特征,不同尺度孔喉分形维数存在差异,大孔喉复杂程度高于小孔喉,孔隙总分形维数为2.470 2～2.819 1,均值为2.625 6,反映复杂构造区页岩发育更为复杂的孔隙结构,为页岩气提供大量吸附点位,对页岩气聚集具有积极作用。TOC含量和石英含量等因素的共同影响,造成研究区页岩的强非均质性和复杂的孔隙结构特征。与四川盆内页岩相比,研究区页岩孔径分布较广、分形维数偏低。综合分析页岩孔隙结构及分形特征可为昭通示范...     

川东北须家河组砂岩储层成岩特征研究

通过对川东北地区须家河组砂岩薄片样品的系统鉴定和研究,详细分析了它们所经历的各种成岩作用,探讨了这些成岩变化的发生机理及其对储层孔隙的影响程度,划分了研究区须家河组砂岩的成岩阶段,并建立了其成岩演化序列.研究结果表明:强烈的压实、压溶作用和早期方解石胶结作用是造成本区须家河组砂岩原生孔隙大量消失的关键因素,同时使地下酸...     

川东北下沙溪庙组地震相分析研究

川东北地区的油气资源丰富,具有很好的勘探潜力。运用二维地震资料划分地震层序,对川东北下沙溪庙组的地震相进行分析研究,划出区域和储层两大类。区域地震相主要有较连续平行反射地震相、变振幅断续亚平行地震相和强弱变振幅不连续波状反射地震相3种,储层地震相主要有前积地震相和下切充填地震相。编制了下沙溪庙组地震相平面分布图,并对区内地震相的分布规律和演化进行了分析。     

川东北须家河组储层特征及主控因素

勘探和研究证明,川东北地区须家河组具备良好的勘探潜力,特别是元坝地区中浅层已经成为该区天然气勘探的重要接替领域.川东北地区上三叠统须家河组成藏条件优越、气源充足,而储层发育是控制气藏分布的关键因素.通过对须家河组储层岩性特征、岩石结构特征、物性特征、孔隙类型和成岩作用特征及其相互关系的研究,指出沉积相是控制优质储层发育...     

四川盆地下志留统龙马溪组底部界线研究

针对下志留统龙马溪组底部界线划分问题,在前人研究的基础上,通过对四川盆地及周缘地区的野外剖面和
钻井岩芯的宏观与微观观察以及对录井、测井、分析化验等资料的分析,发现龙马溪组底部界线上下地层具有以下特
征上的差异：五峰组顶部灰质含量较高,腕足类化石丰富,测井曲线上表现为低伽马高电阻率,TOC 值较低,矿物组分
中方解石含量较高;而龙马溪组底部不含灰质,不含腕足类化石,笔石化石丰富,测井曲线上呈高伽马低电阻率,高黏
土和石英含量,TOC 出现峰值。研究认为检测灰质含量和对比电测曲线是现场划分龙马溪组底界最快捷和准确的方
法,能为四川盆地龙马溪组页岩气勘探提供一定的理论基础。     

川东地区龙潭组页岩气成藏地质条件与有利区评价

为查明川东地区龙潭组泥页岩成藏地质条件,对泥页岩沉积环境、有机质丰度、泥页岩厚度、有机质热演化程度、储集空间类型及孔渗性等烃源及储集条件进行进行分析。结果表明:川东地区龙潭组富有机质泥页岩形成于浅水陆棚及深水陆棚还原性沉积水体,泥页岩厚度以开江—云阳地区为中心向四周减薄,泥页岩平均厚度在50 m以上,有机质丰度介于0.47%～12.3%,平均含量为3.86%,开江—云阳一带有机质平均含量最高。有机质显微组分主要为镜质组及惰质组,干酪根δ~(13)Cker介于-28.4‰～-22.1‰,表明干酪根类型主要为Ⅲ型,有机质来源主要为高等植物。有机质成熟度呈现区域性差异变化,华蓥山地区有机质镜质体反射率介于0.84%～1.46%,平均为1.09%,处于低成熟阶段,其他地区有机质镜质体发射率介于2.23%～3.14%,平均为2.73%,处于过高-成熟阶段,生烃强度大,显示了良好的生烃条件。储层黏土矿物含量普遍较高,主要储集空间为无机质孔隙及微裂缝,有机质孔少量发育,泥页岩总孔体积及比表面积大,其中中孔对总孔体积及比表面积的贡献最大,渗透率适中,裂缝的存在有效改善储层渗透性。综合生烃及储集条件认为,川东地区东北部的开江—云阳地区为龙潭组泥页岩勘探的最有利区。     

龙马溪组页岩应力敏感性实验评价

X射线衍射和全应力-应变结果表明龙马溪组页岩具有明显的硬脆性特征,破裂前曲线均呈现明显的线弹性变形。在5 MPa和10 MPa围压下,平行层理方向与垂直层理方向岩芯力学性质表现明显不同,平行层理方向的微裂缝由于受到张力作用而导致页岩突然破裂而完全失去承载能力;当围压达到20 MPa时,由于层理微裂缝的闭合,页岩的力学性质表现相似。氮气脉冲压力延迟测试结果表明:平行层理方向取芯页岩的应力敏感性更强,当有效应力增至10 MPa时,垂直层理方向岩芯渗透率下降1~2个数量级,而平行于页岩层理方向岩芯渗透率下降2~3个数量级;方解石充填的天然裂缝可提高岩芯整体渗透率2~3个数量级,且闭合型页岩天然裂缝应力敏感性强于张开型天然裂缝岩芯。     

川东南龙马溪组埋深对页岩力学性质的影响试验研究

川东南埋深大于3500m的龙马溪组页岩分布范围广,页岩气资源量丰富,对其进行高效的压裂改造以获取高产和稳产页岩气具有重要的商业价值。通过设定不同埋深下温度和围压实验条件,对岩石进行三轴压缩试验测试,探讨了岩石在不同埋深条件下的应力-应变特征、峰值应变和峰值强度、脆性以及破裂模式。实验结果表明：埋深由2044m下降至4388m过程中,页岩的峰值应变和峰值强度分别由0.54%和173.0MP升高至1.14%和107.8MPa,相应的脆性指数下降趋势,同时岩石的破裂程度和破裂模式由复杂的劈裂型向单一的剪切型过渡。结合前人研究成果,认为脆性矿物含量介于60~65%的页岩层系的勘探开发埋深下限为4400~4500m,接近于深层页岩气藏的埋深下限和岩石力学延性带的上限,埋深小于此范围内的龙马溪组为目前技术条件下有利压裂目标。提出了采用经优化配比的预处理酸液对岩石进行酸化处理;压裂过程中利用液氮汽化压裂技术;充分钻遇天然裂缝发育的密集区域;同时采用多尺度粒径的支撑剂以便充填并支撑更多级别的裂缝等压裂技术方面的建议。     

渝东南龙马溪组页岩气储层物性特征

 页岩气储层的物性特征是决定页岩气开发方案的重要因素。通过对渝东南下志留统龙马溪组页岩露头岩心的实验测试,研究了渝东南地区页岩气储层的物性特征。结果表明,渝东南龙马溪组页岩地层为层理发育,频散现象明显,但随着层理倾角的逐渐增加,波速整体呈下降趋势;页岩的孔隙度变化范围为1.5%～2.5%,渗透率变化范围为2.5×10^-4～1.3×10^-3mD,孔径分布以中孔隙为主,大孔隙较少,基本上没有微孔隙,毛管力较大;页岩的石英含量高,黏土含量低,为硬脆性页岩,脆性参数为0.49～0.77,平均为0.58;黏土成分以伊利石为主,含少量绿泥石和伊/蒙混层,不含蒙脱石,膨胀性能弱。研究结果为渝东南地区页岩气储层的开采方式选择、失稳机理分析以及压裂液方案设计提供了依据。     

考虑应力敏感的页岩气产能预测模型研究——以川东南龙马溪组页岩气储层为例

为了研究应力敏感引起的页岩储层渗透率变化及其对页岩气产能的影响,选取4块川东南龙马溪组页岩岩心,采用SCMS-B2型高温高压岩心多参数测量仪进行应力敏感实验研究,对比分析了渗透率幂律模型与指数模型的拟合结果,结果表明幂律模型相关系数较高。在此基础上建立了考虑应力敏感的页岩气单井产能预测模型。以C-X井为例,分别应用考虑应力敏感的产能模型与不考虑应力敏感的产能模型比较,预测结果表明,用考虑应力敏感的产能模型计算的无阻流量为12.45×104m3/d,约为用不考虑应力敏感产能模型计算的无阻流量的38.82%;确定合理产量为(2.49~4.15)×104m3/d。建议生产时控制井底流压由原始应力缓慢降至20.51 MPa进行生产,并始终保持大于17.22 MPa。