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涪陵页岩气田焦石坝区海相页岩气层特征研究_李湘涛

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涪陵 页岩 气田 焦石坝区 海相 气层 特征 研究 李湘涛
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 [收稿 日 期 ]2014-03-20[作者 简 介 ]李湘涛 (1962-),男 ,1985年江汉石油学院毕业,高级工 程师 ,现主要从事石油工程技术管理工作 。涪陵页岩气田焦石坝区海相页岩气层特征研究李湘 涛(中石化江汉石油工程有限公司技术装备处 ,湖北 潜 江433124)石文 睿(长江大学地球物理与石油资源学院 ,湖北 武 汉430100)郭美 瑜(香港 中 文大学 ,香港999077)李鑫(渤海钻探工程有限公司测井公司 ,天津300280)赵红 燕 ,陈 曦 ,任元 ,石元会(中石化江汉石油工程有限公司测录井公司 ,湖北 潜 江433123)[摘 要 ]国家级页岩气示范区涪陵页岩气田的勘探突破 ,给业界专家提供了丰富的研究实例资料 。为 深化认识涪陵页岩气田焦石坝区块龙马溪组下部-五峰组海相页岩气层特征 ,以参 数 井 JY1井 和探 井 JY2井 、JY3井、JY4井为研 究对象,结合岩心试验资料 ,系统研究了页岩气储层岩性 、物性 、地层压力 、脆性 、含气性等特征 ,建立了典型含气剖面 。结果表明 :页岩气层岩性主要为深水陆棚沉积环境形成的灰黑色页岩 ;气层厚度 、孔隙度 、总有机碳质量分数 、脆性 、游离气与吸附气体积分数等 “甜点 ”参数均优于北美地区的典型页岩气层指标 ;天然气以甲烷为主 ,不含硫化氢 ;页岩气层存在明显异常高压 ,脆性矿物含量高 ,水平地应力差异系数小 。[关键词 ]涪陵页岩气田 ;焦石坝区块 ;海相页岩 ;储层特征[中图分类号 ]TE122.2[文献标 志码 ]A  [文章编号 ]1000-9752(2014)11-0011-05页岩气 是一种新型非常规资源 ,富存于总机碳质量分数与有机质成熟度相对较高的泥页岩 (以下统称页岩 )层中 ,具自生自储 ,孔隙度小 ,渗透率低等特征 ,常呈大面积连续分布 ,局部富集 ,无自然产能 ,需要通过水平钻井开采 。目前 ,国内值得借鉴的页岩气勘探成功经验和测录井解释方法较少 ,未形成统一的解释模式与评价标准[1~26]。中石化 先后在涪陵页岩气田焦石坝区块钻探了4口直井 (试验参数井JY1井 和探 井JY2井 、JY3井 、JY4井 ),均于下志留统龙马 溪组下部 (S1lL)-上奥陶 统五峰组(O3w)海相地 层中发现了良好的页岩气层 。截至2014年5月 ,涪陵页 岩气田焦石坝区块共有27口水平井气井投产 ,页岩气年产能达到10×108 m3,勘探开发前景广阔 。因此 ,深入 研究涪陵页岩气田焦石坝区块S1lL-O3w海相页岩气层特征意义深远 。1 地 质 概 况涪陵页 岩气田包括重庆市南川 、武隆 、涪陵 、丰都 、长寿 、垫江 、忠县 、梁平 、万县共9区县 ,勘查面积约7310km2,是中石化首个国家级页岩气示范区 。参 数井JY1井 和探 井JY2井 、JY3井 、JY4井均位于川东褶皱带涪陵区块包鸾-焦石坝 背斜带 。涪陵页岩气田及中上扬子地区S1lL-O3w主要为 深水陆棚相沉积 ,呈北东向展布 ,向北西方向逐渐过渡为浅水陆棚亚相-滨岸相 ,沉 积水体从下到上逐渐变浅 ,发育富含有机质页岩层 ,地层厚度横向展布稳定 。涪陵页岩气田焦石坝区块现今构造为北东-南西走 向 ,地表出露下三叠统嘉陵江组 (T1j),地层产状 小于10°,构 造变 形弱 ,边缘被大耳山西 、石门 、吊水岩等断层夹持 ,页岩气保存条件良好 。2 页岩 气 层特征2.1 岩 性S1lL-O3w页岩气 层录井岩屑岩性主要为灰黑色粉砂质页岩 、灰黑色页岩与炭质页岩 。S1lL岩心以·11·石油天然气学报 (江汉石油学院学报 )2014年 11月 第 36卷 第 11期Journal of Oil and Gas Technology(J.JPI)Nov.2014Vol.36No.11深灰色-黑色纹层状炭质页岩 或粉砂质炭质页岩夹放射虫炭质页岩为主 ;O3w岩心以 黑色含放射虫炭质页岩或粉砂质页岩为主 ,其顶部发育了一层厚约1m左右的凝灰岩 。岩心观察可见灰黑色含炭质粉砂质页岩与泥质粉砂岩呈条带状或条纹状互层 。薄片显示水平纹层发育 ,砂粒间为自生黏土胶结 。岩石中常含顺层分布的笔石化石 ,为深水陆棚环境下季节性低密度浊流形成的产物 (图1)。图 1JY1井主要岩性镜下特征2.2 物 性JY1井S1lL-O3w页岩气层岩心物性分析显 示 (图2),孔隙度为1.2%~8.0%,平均4.5%;渗透·21·石油天然气地质2014年 11月率为0.002~365.0mD,平均23.0mD;岩石密 度为2.44~2.82g/cm3,平均2.58g/cm3。利用氩 离子抛光扫描电镜观测可见 ,层内发育多种类型纳米级孔隙 ,孔喉半径多小于50nm(图3),主要分 布在4~16nm范围内 ,对渗透率贡献 较大的孔喉半径为6~25nm(图4)。图 2JY1井页岩气层孔隙度 (a)、气层渗 透率 (b)直方图图 3JY1井 2405.0m纳米级孔隙氩离子抛光扫描电镜照片S1lL-O3w页岩气 层常规测井显示 ,自然伽马为170~200API,电阻率 为10~100Ω·m,具高自 然伽马 、低电阻率的特征 ;微电阻率扫描成像 (FMI)测 井显 示 ,高导缝主要发育在黏土矿物含量较高的页岩中 ,S1lL水平层 理 、波状层理发育 ,高导缝不发育 。2.3 地 层压 力JY1井~JY4井综合 录井地压检测显示 ,S1lL-O3w页岩气层段存在 由烃生成与聚集所引起的异常压力 ,地层孔隙流体压力梯度为1.42~1.55MPa/100m,储层封 闭性较好 。异常压力过渡带为龙马溪组中部 (S1lm)的浊积 砂层段 ,厚约30m,为非直接接触高压屏蔽过渡带 ,地 层致 密 ,可钻性差 ,钻时 、电·31·第 36卷 第 11期 李湘 涛 等 :涪陵页岩气田焦石坝区海相页岩气层特征研究  图 4JY1井页岩气层岩心孔喉半径与渗透率直方图阻率 、岩性 密度 较 大 ,声 波 时差较小 。浊积砂至气层顶部井段为直接接触高压过渡带 ,厚约12m,地 层可 钻性增强 ,钻时降低 ,电阻率 、岩 性 密 度 减小 ,声波时差增 大 ,地 层 孔 隙度异常增大 。2.4 脆 性JY1井S1lL-O3w页岩气 层岩心X-衍射录 井显示 (图5):黏土 矿 物 质 量 分 数 为16.6%~62.8%、平 均40.0%,以 伊-蒙混层为 主 ;脆性矿物质量分数为34.0%~80.0%、平 均56.0%,图 5JY1井 S1lL-O3w页岩矿物分类柱状图以石英 为主 ,其含量随井深的增加而增高 ,利于压裂改造 。2.5 含 气性JY1井S1lL-O3w页岩气 层中的炭质页岩 ,总有机碳质量分 数 为0.6%~5.9%,平 均2.5%;镜质体 反射率为2.2%~3.1%、平均2.7%,有机质热 演化程度适中 ,处于裂解气阶段 ;有 机 质 类 型 均 为Ⅰ类 。吸附 气 量 介 于0.5~2.5m3/t,游离 气 量 介 于0.5~7.5m3/t,总含气 量介于1.0~10.0m3/t。总有机 碳含量 、吸 附 气 量 、游离气量 、总含气量由上至下呈明显增高趋势 。3 结论1)涪陵页 岩气田焦石坝区块海相地层S1lL-O3w主要岩 性为炭质页岩 ,深水陆棚相沉积环境优越 ,总有机碳质量分数高 ,微孔隙相对发育 ,含气页岩厚度大 ,存在明显异常高压 。2)区内页岩气层脆性矿物含量与脆性指数高 ,适用于水平井多级分段压裂改造 ,并能形成 较 好 的 放 射 状 裂 缝 网 络 ,具有一定勘探开发潜力 。·41·石油天然气地质2014年 11月本文属中石化石油工程技术服务有限公司科技攻关项目 (SG1305)基金产出论文。[参考文献 ][1]李玉 喜 ,乔 德武 ,姜文利 ,等.页岩气含气量和页岩气地质评价综述[J].地质通报,2011,30(2~3):308~317.[2]司马立 强 ,李清 ,闫建平 ,等.中国与北美地区页岩气储层岩石组构差异性分析及其意义[J].石油天然气学报(江汉石油学院学报 ),2013,35(9):29~33.[3]邹才能 ,董 大忠 ,王社教 ,等.中国页岩气形成机理、地质特征及资源潜力 [J].石油勘探与开发,2010,37(6):641~653.[4]陈新军 ,包 书景 ,侯读杰 ,等.页岩气资源评价方法与关键参数探讨[J].石油勘探与开发,2012,39(5):566~571.[5]张 金川 ,汪 宗余 ,聂海宽 ,等.页岩气及其勘探研究意义[J].现代地质,2008,22(4):640~645.[6]任珠琳 ,李 婉君 ,杨超 ,等.渝东南地区下古生界黑色页岩分布特点及有利勘探目标[J].录井工程,2013,24(1):73~76.[7]刘德华 ,肖 佳林 ,关富佳.页岩气开发技术现状及研究方向[J].石油天然气学报(江汉石油学院学报 ),2011,33(1):119~122.[8]冯 爱国 ,张 建平 ,石元会 ,等.中扬子地区涪陵区块海相页岩气层特征[J].特种油气藏,2013,20(6):15~19.[9]蒲泊伶 ,蒋 有录 ,王毅 ,等.四川盆地下志留统龙马溪组页岩气成藏条件及有利地区分析[J].石油学报,2010,31(2):225~230.[10]蒲 泊伶 ,董 大忠 ,耳闯 ,等.川南地区龙马溪组页岩有利储层发育特征及其影响因素[J].地质勘探,2012,33(12):1~6.[11]郭少斌 ,黄 磊.页岩气储层含气性影响因素及储层评价[J].石油地质实验,2013,35(6):601~606.[12]王 志战 ,翟 晓薇 ,秦黎明 ,等.页岩油气藏录井技术现状及发展思路[J].录井工程,2013,24(3):1~5.[13]杨小兵 ,杨 争发 ,谢冰 ,等.页岩气储层测井解释评价技术[J].天然气工业,2012,32(9):33~36.[14]许长春.国内页岩气地质理论研究进展[J].特 种油气藏,2012,19(2):9~16.[15]梁 超 ,姜在 兴 ,杨镱婷 ,等.四川盆地五峰组 -龙马溪组页岩 岩相及储集空间特征[J].石油勘探与开发,2012,39(6):691~698.[16]张晋言 ,孙 建孟.利用测井资料评价泥页岩油气“五性 ”指标 [J].测井技术,2012,36(2):146~153.[17]董 大忠 ,程 克明.页岩气资源评价方法及其在四川盆地的应用[J].天然气工业,2009,29(5):33~39.[18]阚留杰 ,董 国富 ,董国杰.X射线荧光录井砂泥岩地层识别方法[J].录井工程,2013,24(4):21~23.[19]王晓阳.X射线荧光录井岩屑定性判别方法[J].录井工程,2013,24(4):15~20.[20]石 文睿 ,张 占松 ,张智琳 ,等.偶极阵列声波测井在页岩气储层评价中的应用[J].江汉石油职工大学学报,2013,26(6):54~57.[21]王鹏 ,纪友 亮 ,潘仁芳 ,等.页岩脆性的综合评价方法———以 四川 盆地W区下志留统龙马溪组为例[J].天然气工业,2013,33(12):48~53.[22]张正顺 ,胡 沛青 ,沈娟 ,等.四川盆地志留系龙马溪组页岩矿物组成与有机质赋存状态[J].煤炭学报,2013,38(5):766~771.[23]冯 爱国 ,张 建平 ,赵红燕 ,等.建南构造东岳庙段页岩气层岩心试验研究[J].石油天然气学报(江汉石油学院学报 ),2014,36(4):38~43.[24]郭彤楼 ,张 汉荣.四川盆地焦石坝页岩气田形成与富集高产模式[J].石油勘探与开发,2014,41(1):28~36.[25]王 佳.湘鄂 西、渝东地区下古生界页岩气勘探前景分析 [D].成都:成都理工大学 ,2012.[26]赵群.蜀南及邻区海相页岩气成藏主控因素及有利目标优选[D].北京:中 国地质大学 (北京 ),2013.[编辑 ]邓 磊·51·第 36卷 第 11期 李湘 涛 等 :涪陵页岩气田焦石坝区海相页岩气层特征研究JOURNALOFOILANDGASTECHNOLOGY(JOURNAL OF JIANGHAN PETROLEUM INSTITUTE—J.JPI)Vol.36 No.11 Nov.2014ABSTRACTS1 Characteristics and Significance of Fluid Inclusions and Micro-asphalt of Shahejie Formation inWangjiagangAreaWU Minghui,JIN Xiaohui,ZHANG Haijun,ZHANG Likuan  (First Authors Address:Research Institute of Petroleum Exploration and De-velopment,SINOPEC,Beijing100083,China)Abstract:In Wangjiagang Area,the conditions of oil and gas accumulation were complex,more than 100reservoir samples from 20wels in Shahejie Formation were studied by microscopic observation and quantitative statistical analysis in Wangjiagang StructuralBelt.Based on the measurement of fluorescence spectra and homogenization temperature,combined with the analyses of burial histo-ry,thermal evolution history and hydrocarbon generating-expulsion history,the hydrocarbon charging periods and migration time anddirection in the region were studied.The results indicate that the oil-gas inclusions and micro asphalt distribution can be divided intotwo fluorescence classes according to their fluorescence characteristic differences of blue and yelow separately.The two classificationsrepresent respectively the two periods of oil and gas accumulation.The first period of oil charging happens at the end of DongyingStage(34~24Ma),and the second oil charging period is from the end of Guantao period to nowadays(13.8~0Ma),which is alsothe main reservoir forming period in the study area.Keywords:Wangjiagang Area;fluid inclusion;micro asphalt;hydrocarbon migration6 Evaluation of Main Control Factors of Sandstone Reservoirs in FudongArea of Junggar Basin and TheirClassificationHU Pingying,WANG Xiaojun,WU Baocheng,CHANG Liang,XIE An  (First Authors Address:College of Geosciences,China Universityof Petroleum,Beijing102249,China)Abstract:The reservoirs of Jurassic Toutunhe Formation in Fudong Area of Junggar Basin were characterized by lower maturity,lowmatrix content,weaker diagenesis and high percentage calcite cements in Fudong Area of Junggar Basin.The reservoir space was dom-inantly with residual intergranular pore,it was mainly medium porosity and low permeability reservoir,and medium porosity and me-dium permeability reservoir was localy developed.The reservoir was mainly controled by sedimentary facies,and the secondary con-troling factors were later diagenesis and burial depth.Based on the key parameters such as porosity and permeability determined byNML,the reservoir is divided into 4types based on rock characteristics,reservoir property,diagenetic facies,sedimentary facies andproduction capacities.The best reservoirs(named TypeⅠ)are developed localy and the better reservoirs(TypeⅡand TypeⅢ)aredistributed in the most of areas.Keywords:reservoir evaluation;dominant controling factor;Fudong Area;Toutunhe Formation;Junggar Basin11 Characteristics of Marine Shale Gas Reservoirs in Jiaoshiba Area of FulingShale Gas FieldLI Xiangtao,SHI Wenrui,GUO Meiyu,LI Xin,ZHAO Hongyan,CHEN Xi,REN Yuan,SHI Yuanhui  (First Authors Address:Tech-nical Equipment Department of Jianghan Petroleum Engineering Co.,Ltd.,SINOPEC,Qianjiang433124,Hubei,China)Abstract:The breakthrough of exploration of China National Shale Gas Demonstration Area of Fuling Shale Gas Field provided richshale gas research data for the experts of the industry.To deepen the understanding of Longmaxi bottom-marine shale gas characteris-tics of Wufeng Formation in Jiaoshiba Block in Fuling Gas Field,and by taking parameter of Wel JY1and Exploratory Wels JY2,JY3,JY4as the research object and combined with core testing data,the lithology,physical property and electric property and for-mation pressure,brittle,gas-bearing characteristics and single wel production capacity of the shale gas reservoir were systematicalystudied,a typical gas field profile was established.The results show that the gas reservoir lithology is mainly the gray and black shaleformed in deep water shelf depositional environment,the reservoir thickness,porosity,TOC,brittleness,free gas and adsorbed gascontent as“dessert”parameters are better than those of the typical North American shale gas indicators.Natural gas is mainly methanewithout containing hydrogen sulfide,there obviously exists abnormal high pressure with high brittleness mineral,horizontal in-situstress was less different with high single wel production capacity,high open flow capacity.Keywords:Fuling Shale Gas Field;Block Jiaoshiba;marine shale;reservoir characteristics16 Quantitative Reservoir Classification and Evaluation Based on MercuryIntrusion Data of R35CHENG Chao,LU Kefeng,HE Xianke,LIAO Hengjie,XUE Hao,PAN Wei,XU Bo  (First Authors Address:Shanghai Branch Com-pany,CNOOC,Shanghai 200030,China)Abstract:Based on analysis of core capilary pressure curve data,the relationship between R35(the saturation of 35%corresponding tothe pore throat radius)and permeability(K),porosity()was researched,then a chart board was established for reservoir classifi-cation and evaluation on the parameters of R35,Kandof X Gas Field.The parameters such as R35,Kandof the gas field werechanged greatly in the same layer,which indicated that there existed a stronger heterogeneity in the reservoir.By taking ReservoirE15of X Gas Field for example,through the thin section identification,scanning electron microscopy and other laboratory data,themain factors of diagenesis which affected reservoir heterogeneity were analyzed deeply,it was found out that dissolution played a decis-ive role of affecting heterogeneity of E15.Reservoir classification and evaluation chart board of R35can be used to determine good orpoor reservoir property quantitatively,directly and effectively in X Gas Field.Keywords:R35pore throat radius;permeability;porosity;compaction;cementation;dissolution21 Geochemical Characteristics of Saturated Hydrocarbon and Geological Significance of Sea Bottom fromthe Central Bohai BayRAN Tao,ZHANG Min,LI Shuanglin,WANG Jianqiang  (First Authors Address:Key Laboratory of Exploration Technologies for Oil andⅢ
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