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川东鄂西某页岩气井测录井实践认识15521026

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川东 鄂西某 页岩 气井 测录井 实践 认识 15521026
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川东鄂西某页岩气井测录井实践认识石元会,葛华,廖勇,曾保林(中国石化集团江汉油田测录井工程公司,湖北潜江 433123)摘 要:页岩气是一种非常规天然气资源,近年来备受全世界油气勘探专家关注。其储层的孔隙度与渗透率特低,气体以游离和吸附形式存在于地层,气流的阻力比传统天然气大许多倍。这些特殊地质特征,对测录井施工与气显示评价都存在诸多需要攻关与认识的技术难题。2010 年,江汉油田在川东鄂西石柱复向斜钻探的首口页岩气探井(直井,深 测录井人员在侏罗系下统自流井组东岳庙段发现并解释 2 层段厚 50m 泥页岩气层,经大型压裂作业,喜获工业气流。关键词:石柱复向斜;页岩气;测井;录井;压裂试气;实践认识0 前言随着中石化及江汉油田在页岩气勘探方面的重视与大量投入,川东鄂西石柱复向斜等构造上存在的页岩气资源得到广泛关注,并开始进行勘探与开发。2010 年末,在川东鄂西石柱复向斜某构造高点上(见图 1) ,江汉油田钻探的首口页岩气探井,以下称 A 井,井型为直井,井后,通过压裂作业,试气喜获工业气流。该页岩气井的成功钻探,为今后页岩气资源测录井、压裂测试等勘探工作积累了一定的实践经验。1 层与岩性特征A 井位于构造高点,三维地震资料解释成果显示目的层段构造可靠,圈闭落实。自上而下,该井分别钻遇地层为侏罗系中统下沙溪庙组,下统自流井组凉高山段、大安寨段、马鞍山段、东岳庙段、珍珠冲段以及三叠系上统须家河组须六段、须五段(未穿) ,各组段均为整合接触(见表 1) 。图 1 A 井位置示意图表1 层系 统 组 段代码 底界深度 (m) 厚 度(m) 岩性特征中统 沙溪庙组   紫红色砂质泥岩为主,夹浅灰色粉砂岩、灰色泥质粉砂岩凉高山 色泥岩、灰色泥质粉砂岩大安寨 深灰色泥岩、灰色细砂岩、黑灰色页岩互层为主马鞍山 上部为灰色泥岩、紫红色泥岩;下部为灰色粉砂岩、细砂岩东岳庙 灰色泥岩、灰黑色页岩侏罗系下统 自流井组珍珠冲 要为灰色泥质粉砂岩、砂质泥岩互层,夹紫红色泥岩、灰绿色细砂岩须六段 灰色细砂岩为主,顶部为灰色泥质粉砂岩三叠系 上统 须家河组须五段 要为灰色砂质泥岩、积环境与油气富集层位多年的勘探与开发证实,A 井区须家河组须六段、自流井组珍珠冲段和东岳庙段均为油气富集有利区域和层位。须六段以三角洲前缘水下分流河道层积为主,储层发育,砂岩厚度 20~40m,且分布稳定,下伏须五段及上伏下侏罗统为一套优质烃源岩,具有良好的烃源条件,多井在须六段气测异常,油气显示良好。与 A 井相距 104m 的 18 号井,在须六段多次发生气侵,全烃高达 未经测试测试,产少量气流。珍珠冲段为三角洲前缘集砂体与烃源岩相互叠加,砂岩厚 40~70m,砂层单层厚度小,一般小于 5m,受岩性及储集层物性变化控制,易于形成岩性圈闭。邻井在珍珠冲段均气测异常。与 A 井相邻的 18 号井,多次发生气侵,全烃高达 东岳庙段以半深湖沉积为主,多井在东岳庙段的泥页岩中气测异常,表现出非常规气藏页岩气特征。邻井 4 号、18 号井气侵严重,槽面升高,溢出槽外,气泡直径 10~20体燃烧呈蓝色火焰。储盖组合众多临井资料显示:侏罗系本身是一套优质烃源岩,中统下沙溪庙组至三叠系上统须家河组须五段具多套生烃层、储层、盖层,纵向上有多套生储盖组合;盖层发育,可做盖层的岩性为泥岩、页岩,且各组内部裂缝欠发育的致密储集岩也对储集体起到顶封和侧封作用,盖层条件优越;东岳庙段为含气页岩,表现为自生自储特性。它综合信息地表常年平均温度 15℃,地温梯度 底 温度不超过 45℃。临井未发现异常高压地层,压力系数接近于 1;地层水总矿化度 59441mg/l~240202 mg/l,其中东岳庙段总矿化度 108943 mg/l,氯离子含量 67341mg/l;全烃 100%,其中东岳庙段0%~C 1相对含量约 90%、未措施测试产能 13 m3/d~265m 3/d。地层水总矿化度 密度 系方程:0 离子含量 地层水密度 系方程:0 质录井配备有 X 射线录井仪(有机碳分析仪。1)岩屑录井井段 包/1m;岩心录井井段 获率 2)荧光录井井段 岩屑逐包进行了干照、滴照试验,对储集层进行了氯仿滴照试验,共检查样品 643 点。3)钻井液录井共测量钻井液性能 40 点,迟到时间测定 7 次,轻、重指示物同时测量,坐岗观察,在起下钻、循环、测井、空井等井况时严格坐岗,并 15录一次槽面变化。4)目的层段,分析东岳庙段有机碳样品 26 块(1 点/5m),析样品 12 块(1 点/10m) 。合录井使用综合录井仪进行气测、钻井工程、钻井液和地层压力检测录井,并配备了录井远程数据传输系统和网上远程解释系统。1)录井井段 续测量钻时、全烃、烃组分、非烃等, 1 点/1m 考核,后效测量 5 次,全脱分析测量 4 次。2)钻井工程录井对大钩负荷、钻压、转盘转速、扭矩、立压、套压、排量、泵冲等工程参数进行了连续监测,并进行了 4 次工程异常预报,其中液面上涨 2 次、井漏 2 次。3)安装 感器 3 个,并配有声光报警系统。4)全井段进行地层异常压力检测,使用钻时比值法、数法和 数法。5)气显示解释选用 井网上远程解释系统,井信息化服务平台的重要组成部分。井测井裸眼完井数控测井采用 测平台,测量井段 准测量项目包括双侧向、 自然伽马、补偿声波、井径、井斜。组合测量项目包括 电阻、自然电位、自然伽马、声波时差、补偿声波、补偿中子、岩性密度、双侧向、微球、井温、流体。井斜测量显示,最大井斜点位于井深 ,井斜角 方位 闭合位移 底闭合位移 于典型直井。裸眼完井成像测井采用 像测井仪,测量井段 目包括微电阻率扫描、核磁共振、交叉偶极子声波。程测井固井评价工程测井采用 测平台,测量井段为 20~图 2) ;项目包括声波变密度、自然伽马、磁定位。测井显示目的层井段固井质量合格。井段岩屑掉块均较多,并且在钻进过程中井队的泥浆泵及立管频繁检修,且停泵时间较长,故对岩屑录井造成了一定影响。为不漏掉任何油气显示,现场采取真假岩屑去伪存真、湿干岩屑样描述相结合的方法,借助钻时、气测全烃、组分值变化,在综合分析区域地层特征及邻井资料的基础上,合理进行岩性归位,降低因钻井条件改变对录井资料的影响。录井剖面符合率 油气显示发现率 100%、数据差错率小于 综合评为优等资料全井共进行了一次完钻全套测井、一次固井评价测井,曲线合格率 100%、优等率 影响曲线优等率的主要原因为受钻井液性能影响,引起自然电位曲线基线发生偏移。3 页岩气显示侏罗系自流井组东岳庙段是主要目的层,地层厚 121m,泥页岩占该段地层厚度的 泥质粉砂岩占 砂质泥岩占 录井过程中,在东岳庙段 46.0 m 井段发现并解释泥页岩气层 2 层 50m。同时,测井资料也显示,这 2 轮 × 轮 × 衍射全岩统计直方图层和含气显示(见图 3) 。段 示岩性主要为深灰色泥岩,含砂,易碎,吸水性差,与稀盐酸不反应。有机碳含量为 全烃由 0%上升到 C 1 由 0%上升到 C 2由 0%上升到 C 3由 0%由 0%上升到 由 0%上升到 钻时比值为 对比系数为 161,气测孔隙度为 气测含烃饱和度为 全烃曲线呈尖峰(三角形)形态显示。钻井液性能及槽面无明显变化。地层压力检测显示无异常压力存在,地层压力梯度为 m,即静水压力梯度。钻井液密度 本处于近平衡状态。测井显示该井段存在明显的泥岩扩径,深侧向电阻率 m,中子孔隙度 总孔隙度 含气饱和度 渗透率 0,电阻率指数仅为 测全烃曲线形态及钻时比值——烃对比系数、气测孔隙度——含烃饱和度、释图版均显示为气层,钻时比值——电阻率指数解释图版显示为含气水层。综合解释为裂缝型泥岩气层,储层可能含水。段 46.0 m 显示岩性主要为灰黑色页岩,含砂,硬且脆,页理与粒间孔发育,且孔隙间相互连通(见图 4) ,有明显油味。有机碳含量最大 平均为 析显示石英含量为 见图5),硅钙脆性矿物成分平均 粘土含量为 平均 全烃由 0%上升到 0%上升到 0%上升到 C 3由 0%由 0%上升到 由 0%上升到 钻时比值为 对比系数为图 3 东岳庙段 X 衍射全岩统计直方图20~197,气测孔隙度 Φ 含烃饱和度为 气测渗透率 0~0 ,K q==烃曲线呈梯形显示。度由 60s 上升至 80s,氯离子含量 3545g/l,无明显变化。槽面及池体积无变化。随钻地层压力检测显示无异常压力存在,地层压力梯度 m,即静水压力梯度,地层破裂压力梯度 m。测井显示该井段局部存在明显的泥页岩扩径,深侧向电阻率 m,总孔隙度 含气饱和度 渗透率 0~0 ,电阻率指数为 井渗透率 K 与总孔隙度 Φ 关系方程:K==电阻率成像测井(示,34.0 m 井段裂缝发育。交叉偶极声波(井资料显示,岩石泊松比平均 层破裂压力 裂压力梯度 m。根据地层倾角椭圆井眼长轴方位处理结果,显示现今最小主应力方位为北北西图 4 东岳庙段 623m、625m 泥页岩电镜成像图片0102030405060708090100矿物百分含量(%)石 英 长 石 碳 酸 盐 岩 粘 土矿 物 类 别538548558568578588598608623629635645图 5 东岳庙段 X 衍射全岩统计直方图据现今最大水平主应力方位与椭圆井眼长轴方位垂直特征,可知现今最大水平主应力方位为北东东—南西西向。气测全烃曲线形态及钻时比值——烃对比系数、气测孔隙度——含烃饱和度、井孔隙度——含水饱和度解释图版均显示为气层,钻时比值——电阻率指数解释图版显示为含气水层。综合解释为孔隙层可能含水。气结果试气井段 性为泥页岩;电缆射孔井段 34.0 m,选用超深射孔弹。压裂是页岩气开采的主要方式,但与常规压裂技术截然不同。页岩气压裂是沟通天然裂缝,形成网状裂缝获取气体。采用“减阻水压裂液、大排量、低砂比、段塞式加砂、强制裂缝闭合及快速返排技术”进行施工。相比常规冻胶压裂液,减阻水压裂液具有摩阻低、对储层伤害小、返排率高等特点,为大排量、大液量压裂施工提供了保障。压裂作业采用 9m3/大排量注入等方式,累计用液量 2083工压力 24快速返排过程中,采用裂缝强制闭合技术,提高了液体返排效率。放喷 10h 后,出口点火成功,焰高 1 m~4m。地层呈正常压力变化,天然气最高产量 4000m3/d,稳定产量 1860m3/d,有少量地层水产出。4 主要认识1)目前掌握的天然气测录井评价技术能够满足页岩气勘探需要。气测全烃曲线形态及钻时比值——烃对比系数、气测孔隙度——含烃饱和度、井孔隙度——含水饱和度、钻时比值——电阻率指数、P 1/2统计频率等与岩性关联不紧密的解释图版解释图版,以及致密碳酸盐岩测录井解释方法和评价标准,均可用于页岩气显示解释评价。2)目的层适当增加元素俘获测井(特殊项目是必要的。井成本高,在一个地区可测一至两口井,利用 井资料建立关联关系,能够实现“多好快省”目的。3)目的层应适当加密 井和有机碳含量、地化录井项目等。井方便,成本低。利用丰富的 井资料,可在一定程度上缓解缺少 井资料的困难。同时,还可借鉴 井储层评价技术,研究 井孔隙度计算方法与模型等。4)应重视随钻地层异常压力检测工作。在实践中丰富和完善钻时比值、数、、3、核磁共振录井等地压检测方法。结合交叉偶极声波资料,综合分析和确定地层压力、地层破裂压力,能够指导压裂施工。5)美国、加拿大等国外页岩气储层有机碳含量、脆性矿物含量、成熟度、孔隙度、厚度、地层压力梯度等指标可供参考,不必过于局限指标大小。6)综合应用测井、录井资料解释评价页岩气显示,可靠性高,互补作用强。参考文献[1]张金川, 井地质背景及钻探效果[J]010,(12).[2]庞江平,罗谋兵,熊驰原,]2010,([3]张金川,金之钧,]004,(7).[4]]. 天然气工业, 2009,(5)..[5]821 年[J]009,(5).[6]葛华,R],2010.
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