摘要：对于埋深浅于2000 m特别是浅于1000 m的浅层页岩气藏,国内尚无成功开发的先例。为了给国内首个山地浅层页岩气藏——太阳区块山地浅层页岩气藏(以下简称太阳气藏)的开发提供思路,基于前人的研究成果,结合四川盆地周缘昭通国家级页岩气示范区内太阳背斜地区已有的地震、地质、钻井、录井、测井、测试、分析化验和生产动态等方面的资料,分析了该区山地浅层页岩气的成藏特点,探索了其经济有效开发的技术对策。研究结果表明:①太阳气藏属于复背斜型页岩气藏,具有整体埋藏较浅、面积较大、背斜宽缓、向斜狭窄的隔槽式构造特征,气藏整装连续、规模大,页岩气规模建产稳产资源潜力较大;②不同于中深层页岩气藏,太阳气藏受燕山、喜马拉雅期构造抬升作用的影响,保存条件顶差翼好,页岩气储层天然裂缝发育、水平应力差较小,压力系数低,为常压—微超压气藏;③同一小层背斜顶部伴有常规气聚散特征,即游离气含量相对较高、孔隙度较高、含气饱和度较高;④浅层页岩气具有初始压力低、初始产能低、产量递减率低的生产动态特征。进而以山地浅层页岩气效益开发理念为核心,按照埋深划分出A、B、C三种类型井的设计思路,提出了气藏工程、钻采工程、投资成本控制等经济技术有效开发对策。

摘要：太阳—大寨地区在钻井过程中常见泥浆漏失、压裂施工压力高等现象,鉴于叠后三维地震资料几何属性定量预测裂缝的可靠性和精度存在尺度及破碎程度的量化分级问题,提出了基于地震几何属性的裂缝地震相识别和裂缝确定性提取及建模方法。综合应用地震倾角属性、曲率属性和非连续性等多属性,以贝叶斯概率模型为基础,通过无监督聚类分析获得最佳的聚类效果和聚类数;垂向采用逐个时间切片扫描法建立裂缝的空间体系,并对追踪得到的所有线状结构进行清理去噪,简化复杂几何结构,对清理后的裂缝进行网格化重构,计算了裂缝的几何(拓扑)参数,建立了高精度离散裂缝模型。结果表明,应用该方法在太阳—大寨地区浅层页岩气区块准确预测了水平井钻进过程中的断裂和裂缝发育位置,断层和裂缝预测准确率达到92%,有效规避了钻井泥浆漏失,并对压裂设计提供了有力支撑。裂缝地震相识别与离散裂缝网络模型的建立为有效解决该区页岩气藏钻井工程、压裂工程等复杂施工问题提供了依据。

摘要：为满足页岩气勘探开发的需求,根据地震资料横向分辨率高、所含信息丰富的优势,探索其在"甜点"预测及综合评价、水平井位设计及优化、钻井跟踪、钻后分析(包括压裂方案设计)等阶段中应用,充分发挥地震资料的优势,落实"甜点"区,部署、优化井位,提高井筒完整性及优质储层钻遇率,进而为提高单井产量奠定基础。

摘要：基于分形理论多次信息叠加算法设计了三维天然裂缝生成方法,人工裂缝模型与天然裂缝模型耦合可表征页岩压后复杂多尺度裂缝系统。采用马尔科夫链-蒙特卡洛智能化历史拟合算法,结合嵌入式离散裂缝技术耦合数值模拟器预测页岩气井产能,形成了一体化页岩气井产能评价模型。研究表明:三维天然裂缝生成方法可利用分形参数控制裂缝网络的整体分布,与人工裂缝耦合可表征页岩压后复杂的跨尺度裂缝系统;嵌入式离散裂缝模型具有裂缝网格数量少、运算耗时短的优点,能够灵活表征天然裂缝及人工裂缝属性,在有效降低计算量的同时能够精确地模拟流体在基质-裂缝中的交换过程;嵌入式离散裂缝模型与智能化历史拟合算法相结合能够降低裂缝、储集层等未知参数计算的不确定性,实现储集层、裂缝关键参数的有效反演,并实现气井产能量化预测。经实际应用验证一体化井产能评价模型预测结果具有较高的可信度。图13表7参26。

摘要：为了研究不同类型液体水化作用对页岩内部裂缝形态、岩石抗拉强度和巴西劈裂张性破坏模式的影响,选取昭通国家级页岩气示范区下志留统龙马溪组页岩气储层岩心,采用清水及滑溜水分别进行了水化预处理,通过CT扫描对比了页岩中裂缝结构的变化;然后开展巴西劈裂试验,研究了水化预处理后页岩试件抗拉强度及张性破坏模式;在此基础上,选取研究区内的两口水平井,在其压裂施工现场开展了水化预处理先导性试验。研究结果表明:①相同时间内,自发渗吸过程清水水化作用对海相页岩裂缝复杂程度的提升效果优于滑溜水;②清水表面张力更大且黏度更低,清水水化作用不仅能够促使原始裂缝延伸,还能诱发新的微细裂缝或分支缝,而滑溜水水化则以促使原始裂缝扩展为主;③水化作用使海相页岩发生损伤,其抗拉强度降低,经过清水、滑溜水水化预处理后的页岩试件抗拉强度相对未水化试件分别降低了35.6%和18.1%;④根据主裂缝延伸形态将页岩水化后巴西劈裂张性破坏模式分为阶梯形、折线形、分支形和弧形4种或是其相互组合,而未水化页岩张性破坏模式仅为直线形;⑤水化作用能有效提升海相页岩压裂裂缝复杂程度,建议在施工条件允许的情况下,射孔后在限压范围内高排量注入一定量清水并关井直至主压裂施工开始,为了降低主压裂施工难度,可以通过"低砂浓度、长段塞"泵注的策略来满足设计加砂量。

摘要：中国南方海相强改造区山地页岩气储层具有极强的力学各向异性,导致储层水力压裂裂缝扩展模拟和真实工况差异大,显著限制了其对水力压裂工程实施的指导作用。为此,以该区一个山地页岩气区块下志留统龙马溪组为研究对象,在全面分析已有的岩心分析成果的基础上,围绕着深化页岩气各向异性的评价,设计了全新的岩心实验方案并开展了相关实验,分析了龙马溪组储层各小层的各向异性特征及不同力学参数之间的相关关系;基于岩心分析成果,综合测井数据开展单井各向异性地质力学建模,全面评价该区块地质力学特征。研究结果表明:(1)借助于全直径岩心的CT扫描来优选试样柱塞位置,可以提升岩样的代表性及岩样柱塞的质量;(2)超声波的动态测试和多级三轴压缩实验均显示龙马溪组地层具有明显的应力敏感性;(3)通过综合超声波动态测试、三轴压缩实验静态测试及声波测井能够比较可靠地建立动静态转换关系,能够利用电缆及随钻测井声波数据确定静态弹性模量;(4)YS130井区龙一13小层为优质储层中最低刚度及最低应力的小层,是水平井着陆的优选层位。结论认为,该项研究成果可以为水平井着陆位置优选、压裂设计优化及钻井优化提供指导。

摘要：地层压力系数是页岩气储层评价的重要指标之一,目前该系数均由试井获得。由于页岩气储层具有低孔隙度、特低渗透率的特征,因而通过试井准确获取页岩气地层压力系数的难度较大。为此,提出了"扁盒子"模型构想,即利用气体状态方程来预测页岩气地层压力,并在昭通国家级页岩气示范区黄金坝区块YS108井区进行了现场校核。研究结果表明:(1)基于"扁盒子"模型构想,根据地层压力系数计算流程求得的地层压力系数与试井解释结果相吻合,证实该方法简便实用、准确可靠;(2)在钻井取心过程中岩心含气量会有损失,虽然可以通过解吸速率进行损失气量校核,但仍然存在着一定的偏差,要获取准确的含气量数据就必须采取密闭取心的方式;(3)可以通过含气量测定来预测地层压力,进而寻找高储层压力"甜点区"、提高布井成功率;(4)通过预测的地层压力可以对测井资料解释的含气量进行标定;(5)通过建立区域内目的层孔隙压力剖面图和分布图,可以指导页岩气有利富集区的圈定,优化页岩气水平井轨迹箱体设计;(6)通过地层压力预测,可以较准确地预测页岩气单井产量。结论认为,采用该方法可以达到快速预测页岩气地层压力的目的,有助于加快页岩气勘探评价。

摘要：为了兼顾工程与地质要求,实现最大箱体钻遇率,在昭通山地页岩气水平井地质导向技术研究实践中,明确了地质导向跟踪建模技术、小层精准识别技术、地震工程预警技术、地震地质导向技术等四项关键技术与设计优化一体化、随钻跟踪一体化、钻后评价一体化共三个一体化的工作流程,水平井箱体钻遇率得到不断提升。

摘要：南方复杂山地海相页岩气水平井钻井完井过程中存在井壁稳定性、井筒完整性和储层可压性等工程地质力学问题与挑战,套管变形已经成为制约页岩气资源高效开发的生产技术难点。综述了地质力学一体化建模、岩石力学各向异性测试和胶结结构基础性研究进展,建立了龙马溪组优质页岩构造模型和地质力学参数模型,以龙11亚段页岩为例,分析了矿物组分、胶结结构和剪切摩擦特性对裂缝稳态-非稳态扩展的影响,揭示了页岩颗粒矿物支撑结构的非稳态破坏和黏土胶结结构的稳态破坏机理。研究结果表明,强化地质工程一体化技术研究,依据水平井眼穿越不同小层的矿物组分、胶结结构和地质力学特征进行分段分簇压裂方案设计,可以实现我国页岩气的高效开发。

摘要：井底积液是页岩气井生产面临的普遍性问题之一,需要采用相应的排水采气工艺来维持生产。在泡沫排水采气过程中,气井加起泡剂后需在井口加消泡剂消掉泡沫,否则就会影响压缩机等设备的寿命,近而给下游脱水、增压生产等带来不利的影响。现行的工艺是派人驻扎井口,定期取样测量泡沫浓度。为了解决人工监测井口泡沫浓度的问题、节约人力成本、实现在线自动监测,研发了一种泡沫排水采气井口泡沫云端监测系统。该系统主要由边缘监测终端和云平台组成,设计了基于红外线检测原理的泡沫含量检测机械装置及集成电路,建立了泡沫含量与检测电压映射模型,开发了基于LoRa无线技术的监测参数无线传输系统。研究结果表明:(1)监测硬件模块密封性及抗压性能最高达32 MPa,可以满足现场工况的需求;(2)原始数据采集性能平稳,电压波动小于0.21 V;(3)电压与浓度转换关系模式精度可靠,与手动测量的泡沫浓度相比精度达93.5%。结论认为,该系统已经能够满足现场功能需求,下一步工作将集成监测系统到现场,开展现场试验与调试,以实现井口泡沫监测的自动化、网络化和云端化。