页岩气测井解释和岩心测试技术_以四川盆地页岩气勘探开发为例
复杂山地页岩气勘探开发技术创新与成效——以昭通国家级页岩气示范区为例
天 然 气 工 业Natural Gas Industry第41卷第４期2021年 ４月· 41 ·复杂山地页岩气勘探开发技术创新与成效——以昭通国家级页岩气示范区为例杜建平 叶 熙 史树有 吴 晨中国石油浙江油田公司摘要：中国海相页岩气主要分布于包括四川盆地、长江流域及其周缘地区在内的扬子地块，是目前国内页岩气勘探开发最为现实的区域之一。
昭通国家级页岩气示范区（以下简称昭通示范区）位于滇黔北坳陷威信凹陷的中西部区域——川南低陡褶皱带南缘带，是典型的中国南方山地地块，受地形复杂、构造变动强烈、断裂发育、热演化程度高等特点的影响，该区页岩气勘探开发颇具难度。
为了实现复杂山地页岩气的规模效益开发，近年来中国石油浙江油田公司持续在滇黔北构造复杂带开展页岩气勘探开发实践，以昭通示范区页岩气产能建设为依托，在复杂山地页岩气基础地质理论研究、低成本工程工艺技术攻关等方面创新突破，建立了复杂山地页岩气“三元控藏”富集赋存理论、页岩储层分类评价标准和目标评价体系，创新形成了地震各向异性处理及甜点预测技术、地震地质工程一体化综合评价技术，研发了环保型高性能水平井水基钻井液，优化了页岩气水平井钻井提速技术，建立了“长段转向+多簇密切割+石英砂”高杂应力页岩复杂缝网压裂技术，初步形成了复杂山地页岩气勘探开发技术策略，实现了复杂山地页岩气勘探多点突破和高效开发。
结论认为，昭通示范区已提交了探明页岩气储量超过1 000×108 m 3，建成了18×108 m 3/a 页岩气产能规模，展现出良好的山地页岩气勘探开发前景。
关键词：海相；页岩气；昭通国家级页岩气示范区；川南低陡褶皱带；复杂山地；地质工程一体化；效益规模开发；低成本DOI: 10.3787/j.issn.1000-0976.2021.04.005Technological innovation and achievements in the exploration and development ofshale gas in complex mountainous areas: A case study of the Zhaotong National Shale Gas Demonstration AreaDU Jianping, YE Xi, SHI Shuyou, WU Chen(PetroChina Zhejiang Oilfield Company , Hangzhou , Zhejiang 310023, China )Natural Gas Industry, Vol.41, No.4, p.41-50, 4/25/2021. (ISSN 1000-0976; In Chinese)Abstract: Marine shale gas in China is mainly distributed in the Yangtze Block, including the Sichuan Basin, the Yangtze River Basin and the surrounding areas, which is one of the most realistic areas of shale gas exploration and development at home. The Zhaotong National Shale Gas Demonstration Area is located in the central-western area of Weixin sag, Dianqianbei depression, i.e., the southern margin zone of the low-steep fold felt in the southern Sichuan Basin, and it is a typical mountainous block of South China. Under the influence of complex topography, strong tectonic event, fault development and high thermal evolution degree, shale gas exploration and development in this area is difficult to some extent. In order to realize the scale benefit development of shale gas in complex mountainous areas, Pet-roChina Zhejiang Oilfield Company has been continuously carrying out practical shale gas exploration and development in the complex zone of Dianqianbei structure in recent years. Based on the productivity construction in the Zhaotong National Shale Gas Demonstration Area, innovation and breakthroughs are made in the basic geological theory study and low-cost engineering technology research of com-plex mountainous shale gas, and the "three-factor control reservoir" accumulation and occurrence theory, shale reservoir classification and evaluation standard and target evaluation system of complex mountainous shale gas are established. The seismic anisotropy process-ing and sweet spot prediction technology and the seismic -geology -engineering integrated evaluation technology are formed. The environ-mentally-friendly high-performance water-based drilling fluid for horizontal wells is developed, and the rate of penetration improvement technology for shale gas horizontal wells is optimized. In addition, the complex net fracturing technology of "long section diversion + multi-cluster close cutting + quartz sand" for shale with high complex stress is established. In this way, the technologies and strategies for the exploration and development of complex mountainous shale gas are preliminarily formed, and multiple exploration breakthroughs and efficient development of complex mountainous shale gas are realized. In conclusion, the Zhaotong National Shale Gas Demonstration Area has submitted the proved shale gas reserves of over 1 000×108 m 3 and has constructed the shale gas benefit development scale of 18×108 m 3/a, presenting a promising prospect of mountainous shale gas exploration and development.Keywords: Marine facies; Shale gas; Zhaotong National Shale Gas Demonstration Area; Low-steep fold belt in the southern Sichuan Ba-sin; Complex mountainous area; Geology -engineering integration; Large-scale benefit development; Low cost基金项目：国家科技重大专项“昭通页岩气勘探开发示范工程”（编号：2017ZX05063）、中国石油天然气集团有限公司重大现场试验项目“深层页岩气有效开采关键技术攻关与试验”（编号：2019F-31）。
四川盆地页岩气勘探开发 现状与实践
李鹭光 中国石油西南油气田公司
2011年9月25日
汇报提纲
一、四川盆地页岩气勘探开发历程简介 二、四川盆地页岩气勘探开发实例分析 三、四川盆地页岩气勘探开发前景展望
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1、四川盆地是人类最早开发利用天然气的地区
“火井”是中国古代先民给天然气井的形象命名，史、志、书、赋，层出不穷。 公元前三世纪，蜀郡太守李冰曾在临邛（今邛崃）凿井汲卤，并利用天然气煮卤熬盐，距
泸州
道真
宜宾 太13
老深1
太15
0 40 80km
付深1
S2h 3054.5－3300m 4个层段， 粉砂岩、生物灰岩，井喷、井
比例尺
雷波
涌，测试产气约10万方/d
筠连
1966年钻探威5井。在筇竹寺组井深2797.4～2797.6m时， 放 空 0.2m ， 强 烈 井 喷 高 15m ～ 22m ， 测 试 日 产 天 然 气 2.46×104m3，气层压力29.17MPa，筇竹寺组41口井68个 层段见气显示。
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5、综合地质研究选定两层三区为页岩气有利层区
（1）基础工作
踏勘实测川、渝、滇、黔4省市24 条剖面，采集样品800多块。
钻 探 地 质 浅 井 11 口 ， 取 心 1509.2m ，麒麟 页浅1井深173 米，气喷高3～6米，持续10s。
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（2）综合研究
四川盆地及邻区龙马溪组厚度图
今一千七百多年前，四川的盐井已遍及临邛、成都、南充等地十多个县，最早实现天然气 综合利用。 卓筒井－人类最早深井钻井的典范。 1835年燊海井钻达1001.42米，当时世界上最深的井。 炕盆-笕，是人类历史上最早的天然气运输系统。
页岩气勘探技术与进展
页岩气勘探技术与进展一．页岩气简介页岩气是从页岩层中开采出来的天然气,主体位于暗色泥页岩或高碳泥页岩中，页岩气是主体上以吸附或游离状态存在于泥岩、高碳泥岩、页岩及粉砂质岩类夹层中的天然气，它可以生成于有机成因的各种阶段天然气主体上以游离相态（大约50％）存在于裂缝、孔隙及其它储集空间，以吸附状态（大约50％）存在于干酪根、粘土颗粒及孔隙表面，极少量以溶解状态储存于干酪根、沥青质及石油中天然气也存在于夹层状的粉砂岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、甚至砂岩地层中为天然气生成之后，在源岩层内的就近聚集表现为典型的原地成藏模式，与油页岩、油砂、地沥青等差别较大。
与常规储层气藏不同，页岩既是天然气生成的源岩，也是聚集和保存天然气的储层和盖层。
因此，有机质含量高的黑色页岩、高碳泥岩等常是最好的页岩气发育条件。
页岩气发育具有广泛的地质意义，存在于几乎所有的盆地中，只是由于埋藏深度、含气饱和度等差别较大分别具有不同的工业价值。
中国传统意义上的泥页岩裂隙气、泥页岩油气藏、泥岩裂缝油气藏、裂缝性油气藏等大致与此相当，但其中没有考虑吸附作用机理也不考虑其中天然气的原生属性，并在主体上理解为聚集于泥页岩裂缝中的游离相油气。
因此属于不完整意义上的页岩气。
因此，中国的泥页岩裂缝性油气藏概念与美国现今的页岩气内涵并不完全相同，分别在烃类的物质内容、储存相态、来源特点及成分组成等方面存在较大差异。
中国主要盆地和地区页岩气资源量约为15万亿-30万亿立方米，与美国28.3万亿立方米大致相当，经济价值巨大。
另一方面，生产周期长也是页岩气的显著特点。
页岩气田开采寿命一般可达30～50年，甚至更长。
美国联邦地质调查局最新数据显示，美国沃思堡盆地Barnett页岩气田开采寿命可达80～100年。
开采寿命长，就意味着可开发利用的价值大，这也决定了它的发展潜力。
分布北美克拉通盆地、前陆盆地侏罗系、泥盆系-密西西比系富集多种成因、多种成熟度页岩气资源。
中国南方海相页岩气成藏差异性比较与意义
中国南方海相页岩气成藏差异性比较与意义赵文智;李建忠;杨涛;王淑芳;黄金亮【摘要】中国南方地区寒武系筇竹寺组和奥陶系五峰组—志留系龙马溪组均发育一套富有机质页岩,但页岩气钻探效果差别极大,开展成藏差异比较研究具有理论和现实意义.研究认为:①四川盆地五峰组—龙马溪组TOC值比筇竹寺组略高,盆地外围地区筇竹寺组TOC存在高值区;②筇竹寺组热演化程度较五峰组—龙马溪组明显偏高;③筇竹寺组有机质孔隙不发育,孔隙度是五峰组—龙马溪组的1/3～1/2;④筇竹寺组含气量低,仅为五峰组—龙马溪组的1/2;⑤筇竹寺组以硅质页岩为主,五峰组—龙马溪组以钙质、钙质硅质页岩为主,硅质成因不同;⑥五峰组—龙马溪组普遍超压,筇竹寺组以常压为主.这种差异形成的原因在于:①沉积环境不同,影响TOC值和页岩厚度;②筇竹寺组热演化程度过高,导致生烃衰竭、有机质炭化、孔隙度降低,含气性变差;③筇竹寺组顶底板封闭条件较差,影响页岩气保存;④构造位置不同,五峰组—龙马溪组处于斜坡和向斜区,具超压,有利于页岩气保存;⑤筇竹寺组放射性铀含量约为五峰组—龙马溪组的2倍,是热演化程度高的重要原因.从而提出南方海相经济性页岩气富集需具备有利的地质条件(富有机质集中段发育,热演化程度适中,有机质孔隙发育,含气量高,顶底板保存条件良好,埋深适中),其中五峰组—龙马溪组页岩气成藏条件有利、资源经济性好,筇竹寺组成藏条件总体较差、有利区范围有限.【期刊名称】《石油勘探与开发》【年(卷),期】2016(043)004【总页数】12页(P499-510)【关键词】中国南方;页岩气;寒武系筇竹寺组;奥陶系五峰组;志留系龙马溪组;页岩气富集;地质条件【作者】赵文智;李建忠;杨涛;王淑芳;黄金亮【作者单位】中国石油勘探开发研究院;中国石油勘探开发研究院;中国石油勘探开发研究院;中国石油勘探开发研究院;中国石油勘探开发研究院【正文语种】中文【中图分类】TE122中国南方（秦岭—大别山一带以南的15个省市区范围）广泛发育古生界海相富有机质页岩，其中上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组和下寒武统筇竹寺组是页岩气最具远景的两套页岩层系，被列为海相页岩气基础地质研究和勘探实践的重点[1-8]。
四川盆地南部地区深层页岩气勘探开发新进展与挑战
四川盆地南部地区深层页岩气勘探开发新进展与挑战何骁;陈更生;吴建发;刘勇;伍帅;张鉴;张小涛【期刊名称】《天然气工业》【年(卷),期】2022(42)8【摘要】四川盆地海相页岩气资源丰富,经过10余年的勘探开发,四川盆地及其周缘地区已经建成了3个国家级页岩气示范区,目前已成功实现中深层(埋深小于3 500 m)页岩气的商业化、规模化开发。
四川盆地南部地区(以下简称川南地区)上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组深层页岩气(埋深3 500~4 500 m)资源量6.6×10m^(3),勘探开发潜力巨大,是“十四五”我国页岩气规模上产的重要领域。
川南地区深层页岩气埋藏深,受温度和压力高、应力与应力差大等复杂地质工程条件影响,要实现高质量发展,面临着诸多挑战。
为此,在系统总结川南地区深层页岩气勘探开发新进展与成效的基础上,深入剖析了其目前面临的问题与挑战,并提出了下一步攻关方向。
研究结果表明:(1)通过前期探索实践与自主创新,形成了以“五好”(选好区、定好井、钻好井、压好井、管好井)为核心的页岩气勘探开发关键技术,建立了高产井培育模式,支撑了川南地区深层页岩气的规模效益开发;(2)通过系统分析认为,深层页岩气勘探开发在基础理论、关键技术和管理模式“三大领域”仍面临着一系列挑战;(3)面对挑战,需深化勘探开发相关基础理论研究、持续完善关键主体技术、坚持创新机制体制与管理模式。
结论认为,通过多年的持续攻关和先导试验,基本形成了与川南地区深层页岩气工况相适应的勘探开发主体技术,提交了首个深层页岩气万亿立方米储量,优选了首个深层页岩气百亿立方米上产区块,取得了深层页岩气勘探开发的重大进展,坚定了向深层页岩气勘探开发的信心和决心,对中国页岩气产业的快速发展具有重要的指导意义。
【总页数】11页(P24-34)【作者】何骁;陈更生;吴建发;刘勇;伍帅;张鉴;张小涛【作者单位】中国石油西南油气田公司;中国石油西南油气田公司页岩气研究院;四川页岩气勘探开发有限责任公司【正文语种】中文【中图分类】P61【相关文献】1.四川盆地五峰-龙马溪组深层页岩气勘探开发进展及建议2.四川盆地涪陵页岩气田江东区块下古生界深层页岩气勘探开发实践与启示3.四川盆地东南部地区复杂构造带深层页岩气勘探进展与突破4.四川盆地南部威荣、永川地区深层页岩气勘探开发进展、挑战与思考5.基于复杂缝网模拟的页岩气水平井立体开发效果评价新方法——以四川盆地南部地区龙马溪组页岩气为例因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
应用测井资料评价四川盆地南部页岩气储层
应用测井资料评价四川盆地南部页岩气储层一、本文概述本文旨在通过详细分析和评价四川盆地南部地区的页岩气储层，探讨测井资料在该地区页岩气勘探和开发中的应用。
四川盆地作为中国重要的能源产区，其南部地区蕴藏着丰富的页岩气资源，具有巨大的开发潜力。
然而，由于页岩气储层的复杂性和非均质性，如何准确评价储层特性，提高页岩气勘探成功率，一直是业界关注的焦点。
本文将首先介绍四川盆地南部地区的地质背景，包括地层结构、岩性特征以及页岩气储层的基本属性。
在此基础上，本文将重点论述测井资料在评价页岩气储层中的关键作用，包括测井方法的选择、数据处理和分析技术，以及如何利用测井资料来评估储层的物性参数（如孔隙度、渗透率）、含气性、岩石力学特性等。
通过深入剖析实际测井资料，本文将展示测井技术在识别页岩气储层、评价储层质量以及预测产能等方面的应用效果。
本文还将探讨当前测井技术在评价页岩气储层中存在的挑战和局限性，以及未来可能的研究方向和技术创新点。
本文将总结测井资料在四川盆地南部页岩气储层评价中的实际应用价值和潜力，为页岩气勘探和开发提供有益的技术支持和参考。
通过本文的研究，期望能够为四川盆地南部乃至更广泛区域的页岩气勘探和开发工作提供有益的指导和借鉴。
二、四川盆地南部页岩气储层地质背景四川盆地南部位于我国西南地区，是我国重要的能源基地之一。
该区域具有复杂的构造背景和丰富的沉积历史，为页岩气的形成和聚集提供了良好的地质条件。
四川盆地南部页岩气储层主要发育于中生代和新生代地层中，以海相沉积为主，夹杂有少量的陆相沉积。
地质上，四川盆地南部经历了多期的构造运动和沉积作用，形成了多套烃源岩和储集层。
其中，下志留统龙马溪组和上奥陶统五峰组是页岩气的主要储集层位。
这两套地层厚度大、分布稳定，且富含有机质，为页岩气的生成提供了充足的烃源。
储层的物性特征是评价页岩气储层的关键参数。
四川盆地南部页岩气储层具有低孔、低渗的特点，储集空间以纳米级孔、缝和微裂缝为主。
深层页岩气井产能的主要影响因素——以四川盆地南部永川区块为例
深层页岩气井产能的主要影响因素——以四川盆地南部永川区块为例曹海涛1,2,3 詹国卫1 余小群1 赵 勇11. 中国石化西南油气分公司勘探开发研究院2. 中国石化西南油气分公司博士后科研工作站3. 西南石油大学博士后科研流动站摘 要 影响深层页岩气井产能的地质和工程因素众多，明确主要的影响因素对于深层页岩气的高效开发具有重要的意义。
为此，以四川盆地南部永川地区8口水平井为样本，采用灰色关联分析法研究地质、钻井、压裂、生产等4个方面的19个参数与气井产能的关联度，明确了主要的影响因素，并建立了无量纲产能评价指标(QI )与无阻流量的关系式，进而针对永川区块南区和北区分别提出了提高页岩气单井产能的建议。
研究结果表明：①裂缝发育程度、Ⅰ类储层钻遇率、水平段长度、埋深、单段液量、加砂强度、压力系数、总有机碳含量和脆性指数等9个因素对气井产能起到了主要的控制作用；②所建立的QI 与气井无阻流量的关系模型，可实现对气井产能的快速评价；③建议在永川区块南区加强钻井的跟踪监测以提高优质储层的钻遇率，在北区则加强对压裂工艺的攻关，提升储层改造的效果以实现气井产能的突破。
结论认为，该研究成果对于研究区的井位部署和压裂参数优化具有一定的指导意义。
关键词 深层页岩气 气井 生产能力 影响因素 灰色关联 关联度 永川区块 四川盆地南部DOI: 10.3787/j.issn.1000-0976.2019.S1.020基金项目：中国石化“十条龙”科技攻关项目“深层页岩气综合评价及开发技术政策”（编号：P18058-1）。
作者简介：曹海涛，1987年生，博士；主要从事页岩气开发方面的研究工作。
地址：（610041）四川省成都市高新区吉泰路688号。
电话：（028）65286384。
E-mail:*****************通信作者：赵勇，1981年生，副研究员；主要从事页岩气开发方面的研究工作。
地址：（610041）四川省成都市高新区吉泰路688号。
四川盆地地区石油储层特征及勘探开发研究
四川盆地地区石油储层特征及勘探开发研究一、引言四川盆地地区是我国经济发展的重要支撑地区之一，也是我国重要的石油区域之一。
本文旨在对四川盆地地区石油储层特征及勘探开发研究进行分析探讨。
二、地质背景四川盆地地区位于中国华西地区，总面积约30万平方千米，包括盆地和周缘山地。
地处四川盆地的嘉绒构造带是石油勘探的主要地区，包括部分沉积盆地和隆起带。
四川盆地大部分由三叠系沉积构成，还包括二叠系、侏罗系和第四系。
嘉绒构造带的成因是由于印度板块和欧亚板块碰撞运动的结果，形成了强烈的构造变形和隆起作用。
三、石油地质概述石油地质是石油勘探和开发的基础。
四川盆地属于陆相盆地，主要沉积时期为三叠系晚期。
在四川盆地嘉绒地区，研究表明主要产烃期为晚三叠世晚期-早侏罗世早期和中晚侏罗世，以及晚侏罗世晚期。
整个地区石油地质条件有利，储层类型多样，包括碳酸盐岩储层、砂岩储层和泥岩储层等。
其中，碳酸盐岩储层是最主要的。
储层较为稳定，但难度较大，需要综合使用地震、测井、钻井等多种技术手段。
四、石油储层特征1. 储层类型多样。
四川盆地的储层包括碳酸盐岩储层、砂岩储层和泥岩储层等。
其中，以碳酸盐岩储层最为主要。
2. 储层厚度和埋深较大。
四川盆地的储层厚度多大于100米，埋深多大于2000米。
如位于嘉绒地区的昭觉油田，储层厚度超过1000米，埋深达到4500米左右。
3. 储层性质较为稳定。
碳酸盐岩储层的孔隙度和渗透率较低，但比较稳定，且可通过酸化等方法提高孔隙度和渗透率。
4. 储层物性较差。
四川盆地地区的储层物性较差，如压实度高、含油饱和度低等。
五、石油勘探开发1. 勘探手段发展。
近年来，随着勘探开发技术的不断更新和完善，包括3D声波、高密度电法等技术手段的使用，四川盆地地区的石油勘探取得了一定的成果。
2. 勘探领域拓展。
除了传统的油田勘探外，四川盆地还涉及页岩气、致密油等非常规油气资源的勘探开发。
3. 环保要求提高。
随着环保要求不断提高，四川盆地的石油勘探和开发也面临着更高的环保要求，需要引入环境保护技术，以确保石油勘探开发与环境保护之间的平衡。
岩性扫描测井技术在浙江油田的应用
岩性扫描测井技术在浙江油田的应用梅珏;邹辰;袁渊;游婷;李君军【摘要】相比于常规砂岩储层,储层的矿物成分对于准确评价页岩气储层品质至关重要,利用常规测井与元素俘获测井评价岩性存在一定局限性.岩性扫描测井是ECS 元素俘获测井的升级版本,改善了原有元素测量精度和准确度并且可以直接测量更多的元素,改善安全性和作业效率,对于页岩气地层岩性与物性的简单评价异常关键.本文根据前人以及本油田实际测井资料等相关资料基础上,结合本工区地质特点,分析本油田探区应用实例并得出初步结论,区块内好的页岩气储层为黏土、碳酸盐岩含量都较低的页岩,储层的物性随黏土、碳酸盐岩含量的增加而急剧变差,为工区内选择页岩气甜点区提供依据.【期刊名称】《内蒙古石油化工》【年(卷),期】2015(000)020【总页数】4页(P98-101)【关键词】岩性扫描测井;矿物元素;页岩气;浙江油田【作者】梅珏;邹辰;袁渊;游婷;李君军【作者单位】中国石油浙江油田分公司地质与工艺研究院,浙江杭州310023;中国石油浙江油田分公司地质与工艺研究院,浙江杭州310023;中国石油浙江油田分公司地质与工艺研究院,浙江杭州310023;中国石油浙江油田分公司地质与工艺研究院,浙江杭州310023;中国石油浙江油田分公司地质与工艺研究院,浙江杭州310023【正文语种】中文【中图分类】TE357现今油气藏复杂性不断增加，要求准确了解地层组分和矿物含量，特别是非常规油气藏，定量测量矿物和有机碳含量对资源评价至关重要。
井下能谱测井仪器在20世纪80年代便被研制出并进行应用。
2012年10月8曰，斯伦贝谢公司在原有的ECS基础上，正式推出了基于14MeV脉冲中子发生器的高分辨率岩性扫描成像测井仪LithoScanner［1］，成为Scanner系列（Scanner Family）的新一员。
2013年该仪器进入中国油田服务市场并且广泛应用于浙江油田的页岩气探区。
页岩气聚集条件及含气量计算——以四川盆地及其周缘下古生界为例
页岩 气 聚 集条 件及 含气 量计 算
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以 川 地 其 缘 古 界 例 四 盆 及 周 下 生 为 聂 宽 ，金 海 ¨张 川
１ ）中 国石 油化 工股 份有 限公 司石 油勘 探 开发研 究 院 ，北京 ，１ ０ ８ ； ０ ０ ３
２ ）中国地质 大 学 （ 京 ） 北 能源 学 院 ， 京 ， ０ ０ ３ 北 １ ０ ８
内容 提 要 ： 了研 究 页 岩气 聚 集 条 件 及 含 气 量 的影 响 因素 、 算 方 法 ， 据 页 岩 气 聚 集 机 理 、 集 特 征 将 页 岩 为 计 根 聚
超 过 我 国常规 天然 气 的年 产 量 （ 张大 伟 ，０ ０ 。 ２ １ ）
虽然 我 国页岩 气研 究 起 步 较 晚 ， 已在 美 国 页岩 气 但 勘 探 开 发 经 验 介 绍 （ 建 渝 等 ，０ ３ 李 新 景 等 ， 陈 ２０ ； ２０ ； ０ ７ 张抗 等 ， ０ ９ 黄 玉珍 等 ， ０ ９ 胡 文 瑞 ， ０ ９ ２０ ； ２０ ； ２０ ； 闫存 章等 ，０ ９ 、 ２ ０ ） 页岩气 勘探 前景 （ 丽芳 等 ， ０ ５ 刘 ２０ ； 张金川 等 ，０ ８ ； 玉 喜 等 ，０ ９ 李 建 忠 等 ， ０ ９ ２０ ｂ 李 ２０ ； ２０ ； 张大伟 ， ０ １ 、 岩 气 聚 集 机 理 （ 金 川 等 ， ０ ４ ２１）页 张 ２０ ，
２１ ； ０ １ 薛会 等 ，０ ６ 邹才 能等 ，０ ０ 、 ２０ ； ２ １ ） 聚集 条件 及 主
控 因素 （ 金 川 等 ， ０ ８ ； 海 宽 等 ， ０ ９ 王 社 教 张 ２０ａ 聂 ２０ ；
四川盆地西南缘山地复杂构造区页岩气富集模式及勘探启示一个页岩气新区
天 然 气 工 业Natural Gas Industry 第41卷第5期2021年5月· 42 ·四川盆地西南缘山地复杂构造区页岩气富集模式及勘探启示：一个页岩气新区杨平1,2 余谦1,2 牟传龙1,2 汪正江1,2 刘伟1,2赵瞻1,2 刘家洪1,2 熊国庆1,2 邓奇1,21.中国地质调查局成都地质调查中心2.自然资源部沉积盆地与油气资源重点实验室摘要：四川盆地南部页岩气是目前中国海相页岩气勘探开发最为成功的地区，为了进一步开拓页岩气的新战场，寻找新的页岩气储量、产量接替区块，需要不断丰富、完善和建立不同构造背景下的页岩气评层选区标准。
前期的勘探实践表明，四川盆地西南缘山地复杂构造区页岩含气性差异大，系统研究分析该区页岩气富集规律对于寻找页岩气勘探新区具有重要的意义。
为此，基于四川盆地西南缘山地复杂构造区5口井的实钻资料，在对龙马溪组页岩露头和岩心、岩屑有机地球化学、物性、含气量、生烃史和孔隙演化史开展系统实验和分析的基础上，探讨了页岩含气性的主要控制因素和页岩富集模式，为一个页岩气新区的诞生奠定了坚实的地质基础。
研究结果表明：①四川盆地西南缘山地复杂构造区龙一段1亚段页岩平均TOC为3.02 %～4.97 %，R o为2.38 %～3.37%，局部富集区平均总含气量可达4.62 m3/t，属于优质页岩；②生烃史研究表明，页岩具有“慢热低熟”特征，生烃时间晚，热演化速率慢，现今成熟低，晚期扩散时间短，为页岩气的富集创造了有利条件；③孔隙演化史揭示页岩孔隙演化可以划分为孔隙锐减、孔隙减少、有机孔形成、孔隙保存、有机孔消亡和岩溶作用等6个演化阶段，有机质孔及有机碳含量是页岩含气量最直接的控制因素；④有利陆棚沉积相带利于形成规模储集空间和有效孔隙，不同构造样式和构造部位保存条件的差异性控制了不同孔隙演化阶段，山地复杂构造区页岩气具有水平分带、差异富集的特点，“慢热低熟”和“构造缓抬”有利于页岩气的长期富集与保存。
页岩气层测井响应特征及其含气量评价
页岩气层测井响应特征及其含气量评价郝孝荣【摘要】本文在大量调研分析的基础上,通过对页岩气的岩性、物性和地球化学特征综合分析,总结归纳了页岩气层测井响应特征;从页岩气评价的特殊性出发,通过四性关系研究,有针对性地选取测井项目,探索对页岩含气量的测井解释模式,对于今后页岩气定性和定量评价工作的开展具有重要的参考意义。
%In this paper,on the basis of plenty survey and study works, through synthetic analysis of petrography character and physical properties and geochemical character of the shale gas, the log responses of shale gas are summarized. It is important that making a pointed choice of the logging project and exploring the log interpretation model of the shale gas content for the quantitative and qualitative evaluation of shale gas,according to the peculiarity of shale gas evaluation, based on the four properties analysis.【期刊名称】《科技资讯》【年(卷),期】2012(000)028【总页数】2页(P84-85)【关键词】页岩气;测井相应;测井解释模型;含气量评价【作者】郝孝荣【作者单位】延长油田股份有限公司,陕西延安717208【正文语种】中文【中图分类】P631.84页岩含气是一种普遍现象,能否具有工业开发价值,主要取决于页岩含气量的高低。
论海相页岩气富集机理——以四川盆地五峰组—龙马溪组为例
论海相页岩气富集机理——以四川盆地五峰组—龙马溪组为例聂海宽;张金川;金之钧;刘全有;李双建;党伟;李沛;边瑞康;孙川翔;张珂;苏海琨【期刊名称】《地质学报》【年(卷),期】2024(98)3【摘要】深入探究页岩气富集机理是保障勘探开发高效推进的基础。
本研究通过对四川盆地五峰组—龙马溪组页岩气勘探开发实践的系统分析,梳理总结前人研究成果,从生成机理、运移机理、赋存机理和保存机理四个方面对海相页岩气富集机理进行了深入分析,并讨论了深层和常压页岩气的勘探开发潜力。
结果表明:在生成机理方面,埋藏史和热演化史控制了页岩生排烃史、生排烃量和现今含气量;页岩气运移机理涉及运移动力、运移相态、运移方式和运移通道四方面内容,页岩气运移主要是烃源岩内的初次运移,同时讨论了初次运移的影响因素;在赋存机理方面,甲烷—页岩间表现出单/多分子层吸附和微孔充填等多种赋存机制,组分润湿性和孔隙有效性是决定甲烷吸附赋存和解吸运移的关键;在保存机理方面,盖层和物性自封闭是主要的保存机理,构造运动引起的裂缝—流体活动是页岩气保存条件遭到破坏的主要原因,流体活动时间和期次研究是页岩气保存条件和含气量定量评价的重要内容。
页岩气富集机理的系统分析和创新认识为页岩气勘探开发评价提供了重要依据,建议加强页岩气演化历史全过程的动态评价。
结合深层和常压页岩气勘探实践,分析了深层和常压页岩气的成因机制及主要特征,指出了下一步攻关内容及勘探方向。
【总页数】17页(P975-991)【作者】聂海宽;张金川;金之钧;刘全有;李双建;党伟;李沛;边瑞康;孙川翔;张珂;苏海琨【作者单位】页岩油气富集机理与高效开发全国重点实验室;中国石化页岩油气勘探开发重点实验室;中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院;中国地质大学(北京)能源学院;北京大学能源研究院;西安石油大学地球科学与工程学院【正文语种】中文【中图分类】P61【相关文献】1.四川盆地及周缘下古生界海相页岩气富集高产主控因素——以焦石坝地区五峰组—龙马溪组为例2.海相和湖相页岩气富集机理分析与思考:以四川盆地龙马溪组和自流井组大安寨段为例3.页岩中黄铁矿类型及其对页岩气富集的影响——以四川盆地及其周缘五峰组—龙马溪组页岩为例4.海相黑色页岩甜点类型、特征及页岩气勘探意义——以四川盆地南部五峰组—龙马溪组为例因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
国外页岩气钻完井、储层改造技术现状及我国适应性分析
下对压裂效果进行监测，记录在水力压裂期间由岩石剪切造成的微地震或声波传播情况。通过处理
微地震数据确定水力压裂产生的裂缝走向、倾向、高度、长度等。
酸化在页岩气增产措施中是一个相对较新的方法。由于页岩中含有一定量的可与酸反应的矿物， 通过酸化可以清除这些矿物，增加新产生的裂缝的表面积，提高页岩气向裂缝网络中的扩散能力。
以美国Ｂａｒｎｅｔｔ页岩和四川盆地龙马溪组和九老洞组页岩为例，从页岩储层的镜质组反射率、 总有机质含量、孔隙度、渗透率等方面进行对比（见表１）。
指 标 表１美国Ｂａｒｎｅｔｔ与四川盆地龙马溪组和九老洞组页岩物性对比 Ｂａｒｎｅｔｔ 龙马溪组 九老洞组
２．２％
镜质组反射率 总有机质含量 硅含量 粘土矿物含量 孔隙度 渗透率
支撑剂尺寸之间不存在对应关系，许多井在无支撑剂或只有少量支撑剂的情况下，也可达到商业采
收率。 目前美国又发展了新的技术，就是在两口或两口以上相邻的水平井（水平井段基本平行）同时
进行水力压裂。既可以解决地面施工环境的局限性，又可以提高水力压裂裂缝网络的密度，从而提
高储层渗透性。 在水力压裂施工中采用微地震监测这一辅助技术，通过倾斜仪和传感器可以远距离在地面或井
管施工。
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ＳｕｒｇｙＦｒａｃ技术是将水力喷射技术与水力压裂技术相结合，通过连续油管将喷射工具下到压裂
位置，先进行水力喷射射孔，然后提高环空压力使裂缝扩展，形成４－６英寸深的孔穴。该技术适用 于裸眼井，可实现分段压裂。 ＣｏｂｒａＭａｘ技术是在水力喷射射孔后，从环空泵入支撑砂暂时堵住孔穴，形成“支撑塞”，然后 上提管柱进行下一层射孔，再泵入支撑砂暂时堵住孔穴。当完成所有层段射孔后，下放管柱将“支 撑塞”挤掉，为气流形成通道。该技术适用于套管井，通过连续油管操作可在水平井段精确控制裂
页岩气测井解释和岩心测试技术_以四川盆地页岩气勘探开发为例
第32卷 第3期2011年5月石油学报A CT A PETROLEI SINICAV o l.32M ayN o.32011基金项目:国家科技重大专项(2008ZX 05018)资助。
第一作者及通讯作者:吴庆红,女,1968年9月生,1991年7月毕业于西南石油学院,现在中国石油煤层气有限责任公司工作,中国地质大学(北京)能源学院在读博士,主要从事非常规油气勘探开发方面的研究工作。
E mail :w qh 69@p 文章编号:0253 2697(2011)03 0484 05页岩气测井解释和岩心测试技术以四川盆地页岩气勘探开发为例吴庆红1,2 李晓波3 刘洪林3 陈 霞4(1 中国地质大学能源学院 北京 100083; 2 中国石油煤层气有限责任公司 北京 100076;3 中国石油勘探开发研究院廊坊分院 河北廊坊 065007;4 中国石油华北油田分公司综合一处 河北廊坊 065007)摘要:利用页岩气专用测井技术对页岩气评价井进行了储层参数和气源参数的研究,并利用岩心测试技术对测井结果进行验证及校正,以更准确地反映储层物性参数。
其中对四川盆地页岩气评价井的页岩有利层段进行了有利储层段划分以及硅质、脆性矿物、黄铁矿、含气量和T OC 的测试。
由于测井结果具有地域性差异,借助页岩岩心资料对上述参数进行了验证并对部分参数进行了校正,为合理开发页岩气提供了研究手段。
关键词:岩心测试;测井技术;储层段;硅质含量;含气量测试中图分类号:P 631 8 文献标识码:ALog interpretations and the application of core testing technology in the shale gas:Taking the exploration and development of the Sichuan Basin as an exampleWU Qinghong 1,2 LI Xiaobo 3 LIU H o ng lin 3 CH EN Xia 4(1.School of Ener gy Resources ,China Univer sity of Geosciences ,B eij ing 100083,China;2.Petr oChina Coalbed Methane Comp any L imited ,B eij ing 100076,China;3.L angf ang Br anch,PetroChina Resear ch I nstitute of Petroleum E x p lor ation &Develop ment,Langf ang 065007,China;4.General Division I ,PetroChina H uabei Oilf ield Comp any ,Langf ang 065007,China )Abstract :T he present paper investig ated so ur ce and r eser vo ir par ameters o f shale gas ev aluatio n wells by using professio nal log ging techniques of the shale g as,and the r esult o f log g ing was ver ified o r calibr ated by core testing techno lo gy so as to mor e accurately re flect physical pro pert y parameters o f reserv oir s.T he paper intro duced the application o f key log ging techniques to appra ising favo ra ble inter vals o f shales from so me shale g as evaluation wells in the Sichuan Basin,w hich included div isio n o f favo rable intervals of a reservo ir ,silica content t esting ,contents of frag ile minerals,pyr ite t esting ,g as co nt ent test ing and T OC t esting.A ll o f the par ameter s mentioned above wer e v erified and so me o f them wer e calibr ated by using co re data of shales because o f the reg ional difference of w ell log g ing r esult s.T he present study prov ided the rat ional develo pment o f the shale g as wit h a r esear ch appro ach.Key words :co re testing;lo gg ing t echnolog y;reservo ir sectio n;silica co nt ent;gas content test ing1 页岩气测井识别技术斯伦贝谢公司于2004年开展了页岩气测井解释,通过北美12个页岩气田比较,建立了页岩气测井系列,包括伽马、中子、密度、电阻率、声波扫描、电阻率成像(FM I)、伽马能谱(H NGS)和元素俘获能谱测井(ECS),其中声波扫描、电阻率成像、元素俘获能谱测井是页岩测井的关键技术[1 2]。
复杂构造区页岩气富集特征——以四川盆地东南部丁山地区下古生界五峰组-龙马溪组为例
巧天然社地仏第42卷第1期OIL&GAS GEOLOGY2021年2月文章编号：0253-9985(2021)01-0086-12doi：10.11743/o gg20210108复杂构造区页岩气富集特征—以四川盆地东南部丁山地区下古生界五峰组-龙马溪组为例—卢志远匕何治亮余丿『片欣2,3,6,李东晖2,3,6,杜伟2,3,6,聂海宽2,3,6[1.中国地质大学(北京)能源学院，北京100083； 2.页岩油气富集机理与有效开发国家重点实验室，北京100083；3.中国石油化工集团公司页岩油气勘探开发重点实验室，北京100083；4.中国石油化工股份有限公司科技部，北京100728；5.重庆地质矿产研究院，重庆400042；6.中国石化石油勘探开发研究院，北京100083]摘要:川东南丁山地区是四川盆地页岩气主要勘探开发区，尽儈已有多口井获得高产页岩气试气产量,但由于递减速率快和估算的最终可采储量(EUR)低，导致该区尚未获得商业开发。
为了明确复杂构造区页岩气成藏富集特征，预测有利目标区，通过岩心观察、笔石带识别与对比以及扫描电镜观察等手段，对川东南丁山地区五峰组-龙马溪组页岩岩石类型、展布特征、储集类型和含气量等进行了分析。
研究结果表明：川东南丁山地区五峰组-龙马溪组页岩岩石类型主要包括硅质页岩、含灰-灰质页岩、粘土质页岩和粉砂质页岩4种，其中优质页岩为WF2—LM4笔石带的硅质页岩，厚度介于6~10m。
储集空间主要包括有机质孔、矿物质孔和微裂缝，靠近盆地边缘无沥青充填的溶蚀孔相对发育，反映了较差的页岩气保存条件。
与涪陵页岩气田的对比分析表明，丁山地区五峰组-龙马溪组WF2-LM4笔石带硅质页岩厚度较薄，在靠近盆缘断裂带的地区埋藏较浅，页岩气藏压力系数低，为浅层常压页岩气藏；向盆内方向压力系数增加，埋深较大，属于深层超压页岩气藏。
建议在川东南地区WF2-LM4笔石带硅质页岩厚度大、埋藏适中和保存条件较好的地区开展页岩气的勘探工作。
四川盆地页岩气储层特征与开发技术研究
四川盆地页岩气储层特征与开发技术研究近年来，四川盆地页岩气资源的探索和开发备受瞩目。
页岩气储层作为一种新型非常规天然气储层，其取代传统天然气的前景备受期待。
因此，研究四川盆地页岩气储层的特征和开发技术，对于我国能源结构调整和经济可持续发展具有重要的意义。
一、四川盆地页岩气储层的特征四川盆地位于华南板块和扬子板块的交界处，是我国主要的页岩气开发区之一。
下面从以下几个方面介绍四川盆地页岩气储层的特征。
1. 储层类型四川盆地页岩气储层属于致密气储层，主要包括下寒武统龙马溪组、二叠系长兴组和上侏罗统龙马溪组等。
其中，下寒武统龙马溪组储集页岩气的条件最为优越，是当前页岩气勘探开发的重点。
其储集物质主要为甲烷，含气量高达7%-11%，较高的含气量为其勘探和开发创造了良好的条件。
2. 物性特征四川盆地页岩气储层具有一定的共性物性特征。
首先，储层孔隙度极低，一般小于1%，常规地质勘探手段难以获取详尽的储层信息；其次，储层渗透性非常低，水平井采用滑套完井技术后产量一般只有几十立方米/天；再次，储层含气量高达7%-11%，是其勘探开发的主要依据。
3. 地质构造特征四川盆地页岩气储层在地质构造上主要分布于长宁-宜宾、涪陵-永川和达州-广元等地区。
在断块构造和古隆起构造的控制下形成了一系列的气藏，其中以长宁-宜宾地区的气藏储量最为丰富。
二、四川盆地页岩气开发技术的研究四川盆地作为我国重要的页岩气资源区之一，其页岩气勘探和开发技术的研究也备受关注。
下面从以下几个方面介绍四川盆地页岩气开发技术的研究。
1. 勘探开发技术四川盆地页岩气勘探开发的核心技术包括：水平井钻探技术、多级压裂技术、CO2增产技术、间隔反吹技术等。
其中，水平井钻探技术是实现高效开采的关键，利用该技术可以大大提高储层的可采储量；多级压裂技术和CO2增产技术则是实现储层增产的主要手段；间隔反吹技术则可以帮助实现不同气藏的开发和集成。
2. 井网布置技术四川盆地页岩气储层的特点是分布范围广、气藏数量多、储层厚度大，因此需要采用合理的井网布置和开采方式。
页岩纹层的测井评价方法研究：以川南五峰组-龙马溪组为例
第42卷 第6期2023年 11月 地质科技通报B u l l e t i n o f G e o l o g i c a l S c i e n c e a n d T e c h n o l o g yV o l .42 N o .6N o v . 2023谭玉涵,张凤生,姚亚彬,等.页岩纹层的测井评价方法研究:以川南五峰组-龙马溪组为例[J ].地质科技通报,2023,42(6):281-296.T a n Y u h a n ,Z h a n g F e n g s h e n g ,Y a o Y a b i n ,e t a l .L o g g i n g e v a l u a t i o n o f s h a l e l a m i n a e :A c a s e s t u d y f r o m t h e W u f e n g -L o n gm a x i f o r m a t i o n s i n t h e s o u t h e r n S i c h u a n B a s i n [J ].B u l l e t i n o f G e o l o g i c a l S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y,2023,42(6):281-296.页岩纹层的测井评价方法研究:基金项目:油气资源与工程全国重点实验室开放课题资助(P R E /o pe n -2303);中石油 昭通-长宁区块页岩储层纵横向甜点测井综合评价 课题(C P L 2021-B 05)作者简介:谭玉涵(1990 ),女,工程师,主要从事页岩气测井资料解释与评价工作㊂E -m a i l :390817824@q q.c o m 通信作者:年 涛(1987 ),男,讲师,主要从事测井资料处理与解释及沉积储层方面的研究工作㊂E -m a i l :n i a n t a o o @163.c o m©E d i t o r i a l O f f i c e o f B u l l e t i n o f G e o l o g i c a l S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y .T h i s i s a n o pe n a c c e s s a r t i c l e u n d e r t h e C C B Y -N C -N D l i c e n s e .以川南五峰组-龙马溪组为例谭玉涵1,张凤生1,姚亚彬1,吴 恒2,年 涛3(1.中国石油集团测井有限公司地质研究院,西安710000;2.河北地质大学河北省战略性关键矿产资源重点实验室,石家庄050031;3.西安石油大学地球科学与工程学院,西安710065)摘 要:纹层制约着页岩储层的品质和压裂效果,而传统纹层研究依靠的是地质资料,充分挖掘测井数据中蕴含的页岩纹层信息可以为钻孔页岩纹层评价提供新的思路和方法㊂依托四川盆地南部五峰组-龙马溪组页岩的取心钻孔,基于岩心㊁全直径岩心C T ㊁大尺寸薄片㊁全岩衍射和有机碳含量厘定的纹层组构特征,通过地质刻度测井,从元素扫描㊁电成像㊁阵列声波㊁常规和核磁共振测井中提取表征页岩纹层不同属性的测井信息,阐述页岩纹层测井评价的方法体系㊂研究指出目的层主要发育了富硅质弱纹层㊁富硅质纹层㊁富钙质纹层和富黏土纹层4种纹层类型㊂元素扫描测井用于确定纹层矿物组分和有机碳含量㊂电成像㊁阵列声波各向异性指数和常规测井用于评价纹层密度或发育程度㊂电成像指示纹层厚度,而核磁共振侧重分析纹层的孔隙结构变化㊂测井分辨率和响应的多解性虽然制约着页岩纹层的测井解释精度,但基于岩石物理属性出发的各类测井方法是页岩纹层以及纹层组评价的有益补充㊂关键词:四川盆地;五峰组-龙马溪组;页岩纹层;地球物理测井;评价方法2022-07-19收稿;2022-09-07修回;2022-09-13接受中图分类号:P 618.13;P 631.81 文章编号:2096-8523(2023)06-0281-16d o i :10.19509/j .c n k i .d z k q.t b 20220385 开放科学(资源服务)标识码(O S I D ):L o g g i n g e v a l u a t i o n o f s h a l e l a m i n a e :A c a s e s t u d y fr o m t h e W u f e n g -L o n gm a x i f o r m a t i o n s i n t h e s o u t h e r n S i c h u a n B a s i n T a n Y u h a n 1,Z h a n g F e n g s h e n g 1,Y a o Y a b i n 1,W u H e n g 2,N i a n T a o 3(1.G e o l o g i c a l R e s e a r c h I n s t i t u t e ,C N P C L o g g i n g C o m p a n y Li m i t e d ,X i 'a n 710000,C h i n a ;2.H e b e i K e y L a b o r a t o r y o f S t r a t e gi c C r i t i c a l M i n e r a l R e s o u r c e s ,H e b e i G E O U n i v e r s i t y ,S h i j i a z h u a n g 050031,C h i n a ;3.S c h o o l o f E a r t h S c i e n c e s a n d E n g i n e e r i n g ,X i 'a n S h i y o u U n i v e r s i t y,X i 'a n 710065,C h i n a )A b s t r a c t :S h a l e l a m i n a e i n f l u e n c e s h a l e r e s e r v o i r q u a l i t y a n d f r a c t u r i n g,w h e r e a s p r e v i o u s s t u d i e s a r e s i m -p l y b a s e d o n g e o l o g i c a l m a t e r i a l s .T a k i n g f u l l a d v a n t a g e o f g e o p h y s i c a l l o g g i n g da t a c o u l d p r o v i d e n o v e l i n -s i g h t s f o r s h a l e l a m i n a e e v a l u a t i o n i n d r i l l e db o r e h o l e s .[M e t h o d s ]C o r e d b o r e h o l e s i n t h e W u f e n g -L o n g-m a x i f o r m a t i o n s i n t h e s o u t h e r n S i c h u a n B a s i n a r e u t i l i z e d i n t h i s s t u d y .S h a l e c o r e s ,C T s c a n n i n g ba s e dh t t p s://d z k j q b.c u g.e d u.c n地质科技通报2023年o n f u l l-d i a m e t e r c o r e s,l a r g e-s i z e d t h i n s e c t i o n s,X-r a y d i f f r a c t i o n,a n d T O C c o n t e n t a r e f i r s t i n t e g r a t e d t o c l a r i f y s h a l e l a m i n a e f a b r i c s.E l e m e n t a l s c a n n i n g,m i c r o r e s i s t i v i t y e l e c t r i c a l i m a g i n g,m u l t i p o l e a r r a y a-c o u s t i c,c o n v e n t i o n a l a n d n u c l e a r m a g n e t i c r e s o n a n c e l o g g i n g t e c h n i q u e s a r e i n t e r p r e t e d t o c h a r a c t e r i z e s h a l e l a m i n a e b y g e o l o g i c a l c a l i b r a t i o n,a n d t h e m e t h o d o l o g y o f l o g g i n g e v a l u a t i o n o n s h a l e l a m i n a e h a s b e e n s e t o u t.[R e s u l t s]I t i s c o n c l u d e d t h a t t h e t a r g e t f o r m a t i o n h a s d e v e l o p e d f o u r t y p e s o f b e d,i n c l u d-i n g t h e s i l i c i c b e d(l a m i n a p o o r l y d e v e l o p e d),s i l i c i c l a m i n a,c a l c a r e o u s l a m i n a,a n d a r g i l l a c e o u s l a m i n a.E l e m e n t a l s c a n n i n g i s i m p l e m e n t e d t o d e t e r m i n e l a m i n a e m i n e r a l s a n d T O C c o n t e n t.E l e c t r i c a l i m a g i n g a n d t h e a n i s o t r o p y i n d e x d e r i v e d f r o m m u l t i p o l e a r r a y a c o u s t i c a n d c o n v e n t i o n a l l o g s a r e u s e d t o e v a l u a t e l a m i n a d e n s i t y o r d e v e l o p m e n t d e g r e e.B e s i d e s,e l e c t r i c a l i m a g i n g i s a b l e t o r e f l e c t t h e l a m i n a t h i c k n e s s. N u c l e a r m a g n e t i c r e s o n a n c e i s p e r f o r m e d t o a n a l y z e t h e v a r i a t i o n i n l a m i n a p o r e s t r u c t u r e.[C o n c l u s i o n]A l-t h o u g h l o g g i n g r e s o l u t i o n a n d r e s p o n s e c o m p l e x i t y c a n s i g n i f i c a n t l y a f f e c t t h e a c c u r a c y o f l o g g i n g i n t e r p r e-t a t i o n o f s h a l e l a m i n a e,l o g g i n g t e c h n i q u e s r o o t e d i n p e t r o p h y s i c a l p r o p e r t i e s a r e v a l u a b l e s u p p l e m e n t s f o r t h e e v a l u a t i o n o f s h a l e l a m i n a e a n d l a m i n a a s s o c i a t i o n s.K e y w o r d s:S i c h u a n B a s i n;W u f e n g-L o n g m a x i f o r m a t i o n s;s h a l e l a m i n a e;g e o p h y s i c a l l o g g i n g;e v a l u a t i o n m e t h o d sR e c e i v e d:2022-07-19;R e v i s e d:2022-09-07;A c c e p t e d:2022-09-13纹层是页岩最薄的沉积单位,高频叠覆的纹层促使页岩表现出特征性的沉积页理属性[1]㊂已有研究表明纹层不仅记录了页岩沉积时的古气候和古水体性质[2-3],其发育同样制约着页岩储层品质[4-5],以及页岩水力压裂的效果[6-9],是继总有机碳含量w(T O C)㊁有效孔隙度㊁脆性矿物和含气量等之后页岩储层的另一个重要的评价指标[10-12]㊂因此,近些年页岩纹层的发育特征得到了较为广泛的关注,相继在三塘湖盆地二叠系芦草沟组[13]㊁准噶尔盆地二叠系芦草沟组[14]㊁渤海湾盆地古近系[15-16]㊁松辽盆地白垩系青山口组[17]㊁鄂尔多斯盆地三叠系延长组[18]等主力页岩地层中开展了页岩纹层的地质特征描述和成因机理解释㊂然而,细观方面前人对页岩纹层的研究仍是沿用岩心和离散的显微薄片对纹层的矿物组分㊁粒度㊁厚度㊁界面形态以及纹层之间的组合类型进行观察,分析纹层发育的控制因素和形成机理㊂岩心能从肉眼可辨的宏观层面显示页岩纹层在不同深度段的发育特征及组成成分,但取心成本高且通过岩心去细数较长井段中页岩纹层的数量既耗时,也不太现实,而页岩属于典型的细粒沉积[19],岩心矿物组分的定量划分及孔隙结构研究多是通过定深度点的岩样全岩衍射和压汞等方法实现的;显微薄片能准确揭示页岩纹层的矿物组分及含量㊁薄片视域范围内纹层的纵向排布,但薄片始终是定深度点采样,较难全面展现全井段连续的纹层分布特征㊂具体到选层五峰组-龙马溪组,前人同样是基于地质显微组构对其纹层进行了研究㊂施振生等[20]通过川东北巫溪2井的岩心㊁显微薄片和X衍射,将龙马溪组页岩纹层划分为富有机质㊁含有机质㊁黏土质和粉砂质4类,且垂向上富有机质纹层逐渐减少,黏土质纹层和粉砂质纹层逐渐增加㊂林长木等[4]基于川南长宁-双河剖面五峰组-龙马溪组开展了显微薄片的纹层观察,划分了富硅质纹层㊁富钙质纹层和富黏土纹层,其中五峰组以钙质纹层和黏土纹层为主,龙马溪组自下而上硅质纹层减少,钙质纹层增加;王超等[5]对川东焦石坝钻井岩心中的纹层也进行了相同类型的划分,并结合薄片统计的纹层密度和最大纹层厚度对纹层发育特征进行了量化评价㊂施振生等[21]进一步利用威201等典型钻井的岩心和长宁-双河剖面将龙马溪组一段划分为泥纹层和粉砂纹层组合,并按照二者的形态㊁接触关系和厚度细分了条带状粉砂纹层㊁砂泥递变纹层和砂泥薄互层3类纹层组合㊂杨博伟等[22]在川东南涪陵地区页岩硅质(石英)纹层㊁钙质(碳酸盐岩)纹层和黏土纹层分类的基础上又增加了黄铁矿纹层和云母纹层㊂华柑霖等[23]同样利用威远地区5口钻井中的显微薄片对龙马溪组的纹层形态和组成进行了描述,并与井壁电成像测井划分的纹层类型进行了匹配,认为龙马溪组宏观上发育中厚纹层组合㊁薄纹层组合和块状无纹层组合结构,且中厚纹层组合在微观上表现为水平等厚纹层和透镜体状纹层结构,薄纹层组合对应水平不等厚纹层和水平-小型波状纹层结构㊂反观海陆相页岩纹层的上述研究现状突显了传统地质资料研究页岩纹层的优点,但也反映了其在纹层研究方面的不足,尤其是较难高效而准确地提取全井段纹层的发育特征㊂地球物理测井可以在深度域上对地层不同岩石物理属性进行连续的表征和数据采集,是揭示井眼地层岩性㊁矿物组分和地层结282第6期 谭玉涵等:页岩纹层的测井评价方法研究:以川南五峰组-龙马溪组为例构信息的重要手段[24]㊂因此,在岩心和薄片纹层观察的基础上,充分挖掘不同尺度的电测井㊁声测井和放射性测井等方法中蕴含的纹层信息应是当下页岩纹层表征的必由之路,而通过建立页岩纹层测井识别划分的方法体系,分析纹层对优质储层的控制作用,也是目前页岩纹层研究的前沿热点问题之一[25]㊂鉴于此,笔者拟聚焦四川盆地南部(以下简称 川南 ),通过典型钻井五峰组-龙马溪组的常规测井㊁地层元素㊁阵列声波㊁电成像和核磁共振资料,对页岩纹层的发育特征进行系统的测井表征,重在阐述如何使用测井资料开展纹层研究,并对不同测井方法纹层研究存在的不足进行探讨,以期为后续的相关研究提供参考㊂1 地质背景及基础数据1.1地质背景四川盆地是扬子板内次级克拉通演化而来的中新生代大型叠合盆地[26-27],现今地理格局西抵龙门山造山带㊁北接米仓山-大巴山造山带㊁东邻湘黔鄂冲断带㊁南至峨眉山-凉山冲断带㊂晚奥陶世,整个华南地块由扬子板块和东南缘的华夏板块组成,并作为一个独立的单元处于冈瓦纳大陆北缘的赤道海域(图1-a)㊂华夏板块在这一时期向北俯冲与扬子板块发生挤压碰撞,使得黔中和雪峰古隆起抬升出水面,并与西南部的康滇古陆相连形成滇黔桂古陆[30];同时,北部的被动大陆边缘也向华北板块俯冲㊁秦岭洋收缩汇聚[31]㊂在上述挤压构造背景下,上扬子海成为被古陆包围和水下低隆阻隔的半封闭局限陆棚海域(图1-b ),盆区由奥陶纪早中期 西浅东深 的被动大陆边缘逐渐转变为 三隆夹一坳 的构造古地理格局[31-32]㊂区内奥陶系分为三统七阶[33],志留系分为四统七阶[34]㊂按照地层的岩电响应特征,志留系龙马溪组一段(简称龙一段)又被进一步划分为龙一1亚段和龙一2亚段,其中,龙一1亚段细分为4个小层(图1-c )㊂地层现今埋深在川南地区变化较大,盆缘浅层深度在1500m 以内,到昭通㊁长宁-威远延伸至3500m ,至沉积中心的泸州地区埋深普遍大于3500m ㊂奥陶纪五峰组沉积期,结束了早中奥陶纪碳酸盐岩浅水台地的沉积环境,在川中古隆起㊁黔中古隆起和江南-雪峰古隆起的围限下,在隆后上扬子海低能缺氧的深水陆棚环境中发育了五峰组中下部的黑色笔石页岩㊂五峰组沉积晚期全球冰盖事件(赫南特冰期)导致海平面大幅度下降[35],在川南地区发育了含赫南特贝的观音桥段薄层灰岩,其出现代表奥陶系的结束和志留系的开始㊂早志留龙马溪组沉积早期(龙一1亚段),赫南特冰盖的快速融化a .早志留世(约440M a )构造古地理格局;b .五峰组-龙马溪组沉积期原型盆地特征;c .地层综合柱状图,笔石带及年代时间图1 川南五峰组-龙马溪组沉积期构造古地理及地层分布特征(改自文献[28-29])F i g .1 T e c t o n o -p a l e o g e o g r a p h y a n d t h e s t r a t i g r a p h i c c o l u m n d u r i n g t h e W u f e n g -L o n g m a x i f o r m a t i o n s d e po s i t i o n a l s t a ge s i n t h e s o u t h e r n S i c h u a n B a s i n 382h t t p s ://d z k j q b .c u g.e d u .c n 地质科技通报2023年使得海平面快速上升[35-37],川南地区再次出现缺氧的深水陆棚沉积环境,沉积了富有机质的硅质和碳质页岩㊂龙马溪组沉积的中晚期(龙一2亚段-龙二段),扬子板块向北的碰撞作用加剧,海平面下降㊁水体变浅,陆源供给增多,沉积环境由深水陆棚向钙质浅水陆棚转化,形成了贫有机质的粉砂质页岩㊁钙质页岩和泥灰岩[28,38-39]㊂川南地区五峰组-龙马溪组沉积期,深水沉积中心具有继承性,整体沿盐津-泸州-漆辽-巫溪一线呈北东-南西长条状展布(图1-b)㊂1.2数据本次研究基于川南海相页岩系统取心井Y a n g104(井位见图1-b ),遵循岩心刻度测井的评价思路,首先在岩心㊁岩心C T ㊁常规和大尺寸显微薄片中厘定五峰组-龙马溪组页岩纹层的宏微观地质特征,然后开展系统的页岩纹层测井方法研究㊂该井在目的层进行了180.2m 的连续取心(1022.8~1203.0m ),并对1148.2~1203.0m 重点层段的岩心进行了全直径C T 扫描,对纹层特征段取样,并在不同深度点共制作69个常规薄片㊁10个大尺寸薄片;与常规薄片同深度位置处还配套测试了69组全岩和黏土X 射线衍射数据(X R D )㊁有机碳含量w (T O C )和含气量测试数据(点位见图2-a )㊂同时,全配套采集了常规测井(自然伽马㊁纵波时差㊁密度和电阻率)㊁元素测井(l i t h o s c a n n e r )㊁阵列声波(s o n i c -s c a n n e r )㊁井壁电成像(F M I),以及核磁共振测井(C M R ),测井数据(954.7~1202.6m )覆盖了整个五峰组-龙马溪组㊂研究还选取与Y a n g104相邻的Y S 147井作为了平行参照井,其数据分布见图2-b, 平行对照 符合科学研究的基本原则㊂图2 Y a n g104(a )及Y S 147(b )测井和分析测试数据F i g .2 L o g g i n g a n d t e s t d a t a i n t h e w e l l s Y a n g104a n d Y S 147 薄片在陕西省油气成藏地质学重点实验室完成,使用徕卡D M 6M 型显微镜进行观察描述㊂全直径岩心双能C T 在中科院地球与地球物理研究所完成,仪器扫描分辨率0.8mm ,可以刻画高于电成像测井(5mm )的纹层细节,用于测井解释标定㊂测井数据处理在斯伦贝谢T e c h l o g 测井解释软件平台中开展㊂其中,元素测井基于元素剥谱结果和对地层可能含有的矿物组分的认识,采用Q u a n t i .E L A N方法,输入元素测井测量得到硅㊁钙㊁铁㊁硫㊁铝㊁镁㊁钾㊁碳等干重曲线,来反演地层的矿物/岩性剖面;阵列声波采用正交偶极测量方法(B C R ),以研究地层的各向异性;井壁电成像经速度校正和均一化处理等[40-41],提供1ʒ2~1ʒ10的动态图像,大比例尺的图像更能直观地显示平缓页岩地层的纹层特征,且基于过井轴图像投影的切片技术可以更加清晰地刻画纹层垂向变化特征;核磁共振T 2截止值使用专482第6期谭玉涵等:页岩纹层的测井评价方法研究:以川南五峰组-龙马溪组为例门针对页岩地层的1,2,4,8,16,32,64m s,其中有效孔隙度和自由流体截止值分别采用3,30m s,各分区T2截止值用来划分不同孔径的孔隙度㊂高品质的测井资料保证了本次研究的测井数据基础㊂2川南页岩纹层地质特征2.1纹层页岩纹层的地质特征划分可以依据有机质含量[20]㊁纹层厚度㊁纹层界面[23]和矿物组分[4-5,18,22]㊂本次研究考虑矿物组分和纹层特征将五峰组-龙马溪组纹层划分为富硅质弱纹层㊁富硅质纹层(长英质纹层)㊁富钙质纹层和富黏土纹层㊂除矿物组分以外,每种类型的纹层在厚度和孔隙结构等方面也存在较大的差异,而与前人对五峰组-龙马溪组纹层描述的侧重点不同,此处通过岩心和薄片着重与测井评价相关的纹层属性㊂(1)富硅质弱纹层富硅质弱纹层集中在五峰组中下部(W F1-W F3;编号见图1-c)和龙马溪组下部(L M1-L M5)的优质页岩气层段,典型特征是纹层界面整体模糊㊁横向连续性差,局部层段近于 均质块状层 (图3-a ~f)㊂微晶石英集合体呈圆形或椭圆形,体积分数在40.0%~75.0%之间,碳酸盐矿物(方解石和白云石)在5.0%~30.0%之间,黏土矿物在10.0%~40.0%之间㊂纹层弱发育的原因与水深及其导致的外部物源供给不足等因素有关,而 富硅质 是由于硅质浮游生物壳体和黏土矿物成岩转化过程中形成了大量的自生石英[42-43]㊂(2)富硅质纹层富硅质纹层主要在龙一2亚段中下部(L M6-L M7),龙一2亚段上部(L M8)局部层段,纹层界面较为清晰,与叠覆互层的富黏土纹层易于识别(图3-g~i)㊂该类纹层主要由粉砂级和黏土级的陆源碎屑组成,石英含量较富硅质弱纹层明显降低,介于33.0%~40.0%之间,但长石(斜长石和钾长石)含量增大,在8.0%~18.0%之间,碳酸盐含量在2.0%~15.0%之间,黏土矿物含量在22.0%~ 47.0%之间㊂单个纹层厚度在0.04~2.5mm之间㊂富硅质纹层发育晶间孔和长石溶蚀孔㊂(3)富钙质纹层富钙质纹层发育在龙一2亚段上部(L M8),纹层界面同样较为清晰,与富黏土纹层叠覆(图3-j~ l)㊂石英㊁长石体积分数分别小于40.0%和5.0%,碳酸盐大于40.0%,黏土矿物在15.0%~35.0%之间㊂单个纹层厚度在0.02~1.0mm之间㊂该类纹层以晶间孔和溶蚀孔为主要的孔隙类型㊂(4)富黏土纹层富黏土纹层在五峰组-龙马溪组较为普遍,且以龙一2亚段(L M6-L M8)最为发育㊂其与上述3a.深黑色页岩,横向稳定延伸的脆性层弱发育,1195.7~1197.3m;b,c.相应深度段的破裂横截面(1196.7m)和纹层显微特征(1192.4 m);d.深黑色页岩,脆性层同样弱发育,但相较图a多,1173.9~1175.8m;e,f.相应深度段的镜下特征,1170.0m;g.深黑色页岩,富硅质纹层和富黏土纹层互层,1166.7~1168.5m;h,i.相应深度段的镜下特征,1153.0m;j.灰黑色页岩,富钙质纹层和富黏土纹层互层, 1123.7~1123.9m;k,l.与图j对应深度段的镜下特征,1123.8m㊂从左到右依次为岩心㊁大尺寸和常规尺寸显微薄片图3五峰组-龙马溪组页岩纹层岩心和薄片特征F i g.3 F e a t u r e s o f t h e c o r e s a n d t h i n s e c t i o n s o f s h a l e l a m e l l a e i n t h e W u f e n g-L o n g m a x i f o r m a t i o n s582h t t p s://d z k j q b.c u g.e d u.c n地质科技通报2023年类纹层互层产出(图3)㊂石英及碳酸盐体积分数都小于30.0%,黏土矿物主要为伊利石,在40%~ 75%之间㊂单个黏土纹层的厚度在0.02~0.2mm 之间㊂页岩中有机质与黏土矿物混合或伴生,因此目的层不同深度段富黏土纹层的有机质质量分数变化较大,富硅质弱纹层段有机质质量分数普遍大于3.0%,最高可达12.0%[10],以有机质孔为主要的孔隙类型;富硅质纹层段有机质质量分数多小于3.0%,而富钙质纹层有机质质量分数较低,小于2.0%㊂2.2纹层组纹层组是由2个或2个以上成因有联系㊁顺次出现并周期性发育的纹层组合而成的㊂五峰组-龙马溪组主要发育富硅质弱纹层-富黏土纹层㊁富硅质纹层-富黏土纹层㊁富钙质纹层-富黏土纹层3类纹层组,各类纹层组在形貌㊁纹层厚度比和累计厚度比等方面存在差异㊂(1)富硅质弱纹层-富黏土纹层2类纹层的接触界面多较模糊,表现为不明显的浅色和暗色纹层㊂由于富黏土纹层同样富含分散的自生石英颗粒,因此从厚度上看这类纹层组合虽然以黏土纹层为主,但对应层段的石英体积分数最高㊂单纹层组合厚度在0.04~0.1mm之间,富硅质弱纹层和富黏土纹层的厚度比在1ʒ1~1ʒ8之间,累计纹层厚度比最大为1ʒ1,多小于1ʒ3㊂(2)富硅质纹层-富黏土纹层2类纹层明暗相间,界线清楚,按照厚度差异可细分为等厚和不等厚2类:等厚型组合中富硅质纹层和富黏土纹层厚度近于一致;而不等厚纹层组合中,受埋藏压实等原因的影响,富硅质纹层往往大于富黏土纹层㊂富硅质纹层是该类纹层组合的主要纹层类型,单纹层组合厚度在0.06~3.0mm之间,富硅质纹层和富黏土纹层的厚度比在1ʒ1~6ʒ1之间,累计纹层厚度在1ʒ1~5ʒ1之间㊂(3)富钙质纹层-富黏土纹层与富硅质纹层-富黏土纹层形貌相一致,这2类纹层也呈明暗相间的特征,且纹层界线更为清楚㊁平行连续㊂富钙质纹层是该类纹层组合的主要纹层类型,单纹层组合厚度在0.03~2.4mm之间,富钙质纹层和富黏土纹层的厚度比在1ʒ1~5ʒ1之间,累计纹层厚度比在1ʒ1~4ʒ1之间㊂3页岩纹层的测井评价在纹层地质描述的基础上进而阐述纹层组分㊁发育程度㊁厚度和孔隙结构等属性的测井评价方法,厘清测井对纹层信息的提取程度㊂3.1纹层矿物组分各纹层类型在垂向上有序分布,伴随矿物组分的有序变化㊂岩心全岩分析显示石英含量自五峰组向上逐渐减少,在富硅质弱纹层段石英体积分数最高,长石(钾长石和斜长石)含量以富硅质纹层段最为发育,碳酸盐(方解石和白云石)在富钙质纹层段最为发育,而黏土矿物从五峰组到龙一2亚段整体呈增加趋势,在富硅质和和富钙质纹层段最为发育(图4)㊂岩心分析结果与川南长宁背斜长芯1井露头浅钻[45-46],以及长宁双河剖面(长宁背斜顶部)[11,47]相一致㊂元素测井解释与岩心全岩分析具有很好的一致性,各矿物组分在垂向上表现出相同的变化特征(图4),且矿物含量也具有可比性㊂在富硅质弱纹层段发育段石英体积分数在27.5%~68.6%之间,均值45.6%,黏土矿物介于13.7%~42.3%之间,均值28.2%㊂富硅质纹层发育段石英在23.3%~ 50.3%之间,均值38.2%,钾长石在0.3%~3.0%之间,均值1.5%,斜长石在0.2%~11.3%之间,均值5.8%,黏土矿物在25.6%~49.9%之间,均值36.6%㊂富钙质纹层发育段方解石在4.6%~ 44.5%之间,均值22.9%,黏土矿物在24.5%~ 46.2%之间,均值35.3%㊂富黏土纹层在富硅质和富钙质纹层段最为发育,黏土矿物体积分数在25.6%~49.9%之间,均值36.8%㊂通过元素测井重建了五峰组-龙马溪组不同纹层段的矿物类型㊁含量和分布㊂3.2纹层发育程度及分布针对页岩纹层的发育程度,利用井壁电成像测井㊁阵列声波和常规测井从不同角度进行评价㊂(1)电成像测井确定纹层在电成像图像上的特征是电成像页岩纹层评价的第一步㊂页岩在动态图像中表现为一系列厚度差异㊁明暗相间的条带或 细线 高频叠覆㊁彼此平行组合;亮色条带主要代表富高阻矿物的纹层,如富硅质纹层和富钙质纹层,暗色条带或 细线 则代表富低阻矿物的纹层,如富黏土矿物纹层或局部发育的富黄铁矿纹层㊂在纹层图像特征明确的基础上通过大比例尺的动态图像计算不同深度段页岩纹层的密度,以定量评价纹层的发育程度㊂密集发育的页岩纹层又使得依靠手动进行纹层的图像解释效率低且极为耗时,如笔者最初对目标井200多米图像的连续解释就耗时数天(勾选了7018个纹层界面)㊂基于霍夫变换进行自动或半自动的图像纹层界面检测可以在确保解释精度的前提下有效提高解释效率㊂以五峰组-龙马溪组为例,首先对地层产状的垂向变化进行快682第6期 谭玉涵等:页岩纹层的测井评价方法研究:以川南五峰组-龙马溪组为例左侧数据来源于全岩X 射线衍射,w (T C C M )代表黏土总质量分数;右侧同深度段数据来源于元素测井,岩心深度归位值0.07m(下移),具体归位方法见文献[44]图4 Y a n g104井五峰组-龙一段矿物垂向变化特征F i g .4 M i n e r a l v e r t i c a l v a r i a t i o n s f r o m t h e W u f e n g F o r m a t i o n t o t h e F i r s t m e m b e r o f L o n g m a x i F o r m a t i o n i n t h e W e l l Y a n g104速浏览,定位产状发生显著变化的深度点以约束下一步倾角自动检测和处理的深度区间,人工选定ȡ2的纹层界面(实际数量根据地层产状的变化确定);其次,基于霍夫变化提取选定层段动态图像中的纹层界面㊂研究表明,五峰组-龙马溪组页岩纹层在不同深度段的发育程度差异较大(图5)㊂整体上,五峰组-龙一1亚段纹层密度弱于龙一2亚段㊂其中,五峰组-龙一1中下部纹层弱发育,龙一12中上部到龙一14中部纹层相对发育,龙一14中部到龙一2底部弱发育,龙一2中下部纹层最为发育,向上纹层发育程度逐渐减弱㊂垂向上,纹层发育程度的宏观变化趋势在其他钻井中也基本一致,仅深度区间及密度的分布范围在各井中存在一定的 浮动 ;各井密度分布范围的这种 浮动 差异主要与电成像测井对线状体的识别精度以及纹层厚度等因素有关㊂不考虑观音桥段,理想情况下五峰组到龙二段水深的变浅,相应纹层密度的变小,但这与统计的页岩纹层密度分布相左(图5-a )㊂分析表明深水背景下陆源长英质组分富集的富硅质纹层等脆性层弱发育,使得五峰到龙马溪组底部表现为富黏土纹层 独自 垂向密集叠置,在后期的压实作用下呈现出块状泥岩的特征,而释压后岩心裂理(页岩沿着纹层界面裂开成薄片的特征)在底部却最为发育㊂(2)阵列声波测井及相关参数页岩作为横观各向同性介质[49],其纹层越发育,在垂直方向的各向异性则越强,据此可通过阵列声波及提取的各向异性参数来评价页岩纹层的发育程度,参数包括快慢横波百分能量差㊁基于时差和时间的各向异性指示以及快慢横波速度差等㊂然而,页岩地层各向异性的原因较多,如应力不均衡㊁井壁裂缝和断层㊁井眼垮塌以及纹层等㊂这些作用机理在快慢弯曲波频散曲线中具有不同的波形特征[50-52],从而通过频散分析可以识别纹层发育导致的固有各向异性㊂同时,声波在传递过程中由沉积界面等导致的声波衰减在一定程度上也能间接指示页岩纹层的发育情况㊂横波处理结果显示选层最大和最小能量差较小,均值为1.5%,慢度或时间各向异性多小于2.5%,而快慢横波之间的差别也较小(图6)㊂用岩心㊁薄片和电成像测井提取的纹层发育对声波解释结果标定,除局部层段存在裂缝和地应力引起的地层各向异性,更多的应与页岩层状结构有关,即纹层段快慢弯曲波近于叠合,快慢横波在进入高频段后形态相对平缓;单井纹层产状在目的层变化很小,因此认为是纹层密度在起主要作用㊂事实上,大量的782。
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第32卷 第3期2011年5月石油学报A CT A PETROLEI SINICAV o l.32M ayN o.32011基金项目:国家科技重大专项(2008ZX 05018)资助。
第一作者及通讯作者:吴庆红,女,1968年9月生,1991年7月毕业于西南石油学院,现在中国石油煤层气有限责任公司工作,中国地质大学(北京)能源学院在读博士,主要从事非常规油气勘探开发方面的研究工作。
E mail :w qh 69@p 文章编号:0253 2697(2011)03 0484 05页岩气测井解释和岩心测试技术以四川盆地页岩气勘探开发为例吴庆红1,2 李晓波3 刘洪林3 陈 霞4(1 中国地质大学能源学院 北京 100083; 2 中国石油煤层气有限责任公司 北京 100076;3 中国石油勘探开发研究院廊坊分院 河北廊坊 065007;4 中国石油华北油田分公司综合一处 河北廊坊 065007)摘要:利用页岩气专用测井技术对页岩气评价井进行了储层参数和气源参数的研究,并利用岩心测试技术对测井结果进行验证及校正,以更准确地反映储层物性参数。
其中对四川盆地页岩气评价井的页岩有利层段进行了有利储层段划分以及硅质、脆性矿物、黄铁矿、含气量和T OC 的测试。
由于测井结果具有地域性差异,借助页岩岩心资料对上述参数进行了验证并对部分参数进行了校正,为合理开发页岩气提供了研究手段。
关键词:岩心测试;测井技术;储层段;硅质含量;含气量测试中图分类号:P 631 8 文献标识码:ALog interpretations and the application of core testing technology in the shale gas:Taking the exploration and development of the Sichuan Basin as an exampleWU Qinghong 1,2 LI Xiaobo 3 LIU H o ng lin 3 CH EN Xia 4(1.School of Ener gy Resources ,China Univer sity of Geosciences ,B eij ing 100083,China;2.Petr oChina Coalbed Methane Comp any L imited ,B eij ing 100076,China;3.L angf ang Br anch,PetroChina Resear ch I nstitute of Petroleum E x p lor ation &Develop ment,Langf ang 065007,China;4.General Division I ,PetroChina H uabei Oilf ield Comp any ,Langf ang 065007,China )Abstract :T he present paper investig ated so ur ce and r eser vo ir par ameters o f shale gas ev aluatio n wells by using professio nal log ging techniques of the shale g as,and the r esult o f log g ing was ver ified o r calibr ated by core testing techno lo gy so as to mor e accurately re flect physical pro pert y parameters o f reserv oir s.T he paper intro duced the application o f key log ging techniques to appra ising favo ra ble inter vals o f shales from so me shale g as evaluation wells in the Sichuan Basin,w hich included div isio n o f favo rable intervals of a reservo ir ,silica content t esting ,contents of frag ile minerals,pyr ite t esting ,g as co nt ent test ing and T OC t esting.A ll o f the par ameter s mentioned above wer e v erified and so me o f them wer e calibr ated by using co re data of shales because o f the reg ional difference of w ell log g ing r esult s.T he present study prov ided the rat ional develo pment o f the shale g as wit h a r esear ch appro ach.Key words :co re testing;lo gg ing t echnolog y;reservo ir sectio n;silica co nt ent;gas content test ing1 页岩气测井识别技术斯伦贝谢公司于2004年开展了页岩气测井解释,通过北美12个页岩气田比较,建立了页岩气测井系列,包括伽马、中子、密度、电阻率、声波扫描、电阻率成像(FM I)、伽马能谱(H NGS)和元素俘获能谱测井(ECS),其中声波扫描、电阻率成像、元素俘获能谱测井是页岩测井的关键技术[1 2]。
2 岩石实验技术在测井技术中应用岩石实验技术的核心工作主要包括: 页岩有利储层段划分; 硅质、脆性矿物、黄铁矿等含量的确定; 含气量和总有机碳(T OC)的测定[3]。
测井所测得的参数属于储层的间接资料,通过解释模型反演可得到储层地质参数。
由于测井技术上的限制、反演中的多解性以及油气藏地质条件的多变性,用测井资料反演储层地质参数时,其解释方法和解释模型经常具有区域性,必须通过岩心资料进行刻度或检验,成像测井技术可直接通过测井获取井筒的部分地质现象,测井获得的信息已不再完全属于间接资料。
但目前测井技术还不能对页岩地层的孔隙度、渗透率、饱和度、T OC 、硅质含量、游离气、吸附气体第3期吴庆红等:页岩气测井解释和岩心测试技术 以四川盆地页岩气勘探开发为例485积等进行直接采集,仍然须借助岩心资料进行验证或校正[4]。
2 1 页岩气有利储层段划分斯伦贝谢公司在四川盆地志留系和寒武系页岩气储层进行了专项测井[5 6]。
从图1可以看出,四川盆地北部志留系龙马溪组页岩气藏特征非常明显,从测井处理成果看,第 道的GR(自然伽马测井)值在100~300API 之间,说明放射性元素含量高,是典型的泥岩特征;第 道是电阻率曲线,电阻率在页岩气层明显升高;第 道是TNPH (热中子孔隙度)和PEX 曲线(指中子、密度、电阻率);第 道是FM I(成像测井)曲线;第 道是铀、钍、钾含量,铀含量增高是海相地层发育的标志;第 道是ECS(元素俘获能谱测井)岩性,包含黄铁矿含量、碳酸盐含量、硅质含量、泥质含量等。
从FM I 成像测井成果可看出,该层段部分裂缝发育,且发育一套页岩气藏,气层段为1503 6~1543 3m,页岩气藏内裂缝不发育,主要以基质孔隙为主。
图1 四川盆地页岩气评价井测井曲线Fig.1 Logging curves of shale gas evaluation well of Sichuan Basin2 2 硅质、脆性矿物含量的测定斯伦贝谢公司测井解释认为,龙马溪组岩性为灰黑色、黑灰色、黑色页岩,硅质含量高达20%~30%,灰岩含量也较高。
硅质含量是页岩气选区重要指标之一,美国选区评价指标中认为岩石脆性好,硅质含量大于35%,页岩的脆性矿物(石英、方解石、白云石)含量、变质程度、敏感性甚至岩层组合都影响页岩的被改造能力,压裂成功与否关系到能否大幅度地提高页岩气单井产量。
硅质含量需要用岩心实验室进行全岩X 衍射分析报告数据校正,同时测定出黏土矿物相对含量[7]。
四川盆地龙马溪组评价井进行了22块样品的X 衍射分析(图2),矿物组成中石英含量最高,平均为36 7%,黏土含量为36 5%,脆性矿物石英和方解石及白云石总量为55 7%。
这表明该套页岩具有很好的脆性岩石组分,易于压裂,也进一步证实测井解释硅质含量高达20%~30%,不需要校正。
486 石 油 学 报2011年 第32卷图2 龙马溪组岩心矿物含量饼状图Fig.2 Distribution of mineral content in cores ofLongmaxi Formation2 3 黄铁矿含量测定斯伦贝谢公司在四川盆地寒武系地层进行评价井进行了核磁共振测井[8 9]。
通过分析比较认为,寒武系地层发育浅海陆棚相沉积,水平层理发育。
从ECS 和FMI 图像来看,黄铁矿(图3中黑色斑点)含量为3%左右。
为了校对黄铁矿含量,对四川盆地寒武系27块岩心样品进行了黄铁矿矿物含量测定。
实验结果表明,黄铁矿含量占总全岩总量的3 06%,验证了斯伦贝谢公司测井解释结果,不需要重新对黄铁矿含量进行校正。
图3 成像测井显示水平层理和黄铁矿Fig.3 The horizontal bedding and pyrite in FM I2 4 含气量和TOC 测定常规页岩裂缝性气藏中的天然气主要以游离状态赋存于页岩裂缝中,页岩气在储层中主要以吸附状态存在。
页岩的吸附能力通常与页岩的总有机碳含量、有机质热演化程度、储层温度、地层压力、页岩原始含水量和天然气组分等因素相关,其中有机碳含量和地层压力是最主要的影响因素。
吸附气量与有机碳含量和地层压力成正比:压力越大,含气量越大,选区条件越优越。
温度也是重要的影响因素:温度越高,游离气越多,吸附气越少。
斯伦贝谢公司吸附气量测井方法是根据地区的等温吸附曲线和测井得到地层温度、压力计算地层的吸附气含量[10 12]。
等温吸附曲线是在特定的温度和压力下得到的,因此确定地层条件下的吸附气含量,须经过一系列的校正[13]。
在精确得到黏土矿物含量及其类型和地层孔隙度的基础上,利用双水模型,采用ELANplus 优化解释程序,得到游离气饱和度[14]。