烃源岩储层分析
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潜力评价 Evaluate Potential ( 页岩储藏筛选 ) (Shale Screening) 页岩 Shale Formation 储层描述 Characterization 数据验证和 评价 Potential 潜在 Exploitation 开发计划 Program
经验教训 / 最佳实践 油田范围 - 地震数据 - 先导井 精细的油田开发计划类比 定井位 - 储藏泄流面积 优化井设计实现最大产能 - 直井/ 大斜度井 - 水平井 - 多分支井 水处理 后勤 HSE
• 干式气 – 湿式气
非常规
常规
渗透率逐渐增加
• 大多游离气-部分吸附气
8 8
烃源岩储层的认知
常规气
盖层 储层
毛管压力 封堵机理
/
非常规气
较弱 封 堵机理 过压 封堵机理 含气页岩
超封堵~=零渗透率
致密气砂岩 (粉砂岩) 砂岩 石灰岩 和 白云岩 岩溶 和 裂缝 达西
103 100 10 1 .1 .01
目标：充分利用哈里伯顿的知识、经验和技术，多快好省地开发非常规气藏
主要 因素
储层能力 最大化产量
改进压裂
优化钻井
提高完井
油田开发
主要 元素
储层连续性
井结构 井眼轨迹 井间距
射孔策略
簇间隔
应力方向 应力隔层 应力各向异性
压前评价
井完整性 井眼隔离 不规则井眼 井位 最小化 NPT 井眼重入 套管设计
烃源岩储层(Source Rock Reservoir) 挑战与思考
Mr. Mike Navarette
高级主管，咨询与项目管理部 亚太区
© 2011 HALLIBURTON. ALL RIGHTS RESERVED.
哈里伯顿引领北美页岩气服务
6个陆地大区
(哈里伯顿参与的井数百分比)
成立于1919年 两个区域 北部区 南部区
完井设计 层位隔离 射孔 压裂监测
井数 井的类型 产量目标 地面设备 物流 采购 经济衡量
不均匀性 渗透率 热成熟度 类比储层 流体采样 岩心 / 钻屑 矿物组成 天然裂缝 孔隙度 油母岩质类型 岩石力学
压裂流体设计 层位选择 材料选择 压后评价 裂缝参数 分层压裂方法
产量监测 温度监测 分段压裂技术
- 初始产量
- 递减分析
甜点选择 - 厚度大于200 - TOC> 1% - 镜质体反射率 - 渗透率> 100nD - 脆性指数>25% - 压力梯度 水力压裂 - 完井 - 射孔策略 - 施工作业 - 材料选择 •钻井液、撑剂 - 增产设计 • 作业规模 • 水马力, • 后勤和环境影响 - 潜在产能 - 压裂监测 历史产量模拟 - 油管流压 - 生产流量 - 产量
© 2013 HALLIBURTON. ALL RIGHTS RESERVED.
哈里伯顿技术中心
© 2013 HALLIBURTON. ALL RIGHTS RESERVED.
专家力量与科技实力 – 非常规油气
哈里伯顿每一个月压裂超过7500层 高温高压经验丰富 发表超过1300篇SPE文章 全球页岩评估与开发
渗透过10米页岩气藏所需时间 300年 3000年 30万年
毫达西
10-3 10-4
微达西
10-5 10-6 10-7
纳达西
10-8 10-9 10-10 10-11
渗透率（达西） (1 cP = 9.8692 x 10-9 cm2
-- actually cm3 (atm2 – atm1) / cm sec )
2012年页岩气技术文章123篇 •
28%
钻头
2012年科技奖项 CleanSuite™ Technology CleanSuite ™水处理 Energy Institute Award 能源学院奖 CleanStream® Service CleanStream ® 杀菌技术 Harts’ MEA Award Harts’ MEA奖 Frac of Future™ Equipment 未来压裂设备 World Oil HSE Award 世界石油安全奖 2012年审批美国国家专利280个
页岩市场领头公司 超过全美1/3的页岩压 裂 墨西哥第一口 页岩水平井压裂
波兰第一口页岩水平井 压裂 中国第一口 页岩水平井压裂 沙特第一口 页岩水平井压裂
澳洲第一口 页岩井压裂 致密气 Coalbed Methane CBM 页岩 阿根廷第一口 页岩水平井压裂
Reference: EIA – World Shale Gas Resources – Initial Shale Gas Assessment
返排
复杂缝网 多层位 裂缝参数 保持导流能力
储层破坏 井眼稳定性 井控 钻井液性能 钻完井液兼容性 机械强度，负荷 井筒清洗
井场 / 平台 HSE 产量可持续性
有效裂缝半长
岩石力学特性 岩石物理 流体和压力采样
总有机质 选区
裂缝数
总结 页岩储层是个复杂的含油气系统 – 跨学科的方法是必要的 从直井到实施增产措施的大位移井或水平井的转变要求提 高建模能力，以更恰当的部署井位和实施改造 油田开发应该考虑到不断的学习和改进： – 井位部署 – 增产措施的有效性 – 最大化的油藏接触 最大化的采收率、优化资产效能
落基山脉(88%) Mid-Continent (79%) Permian Basin (76%) 东南部(87%) 东北部(91%)
产品线
© 2013 HALLIBURTON. ALL RIGHTS RESERVED.
Global Shale Leadership 哈里伯顿引领世界页岩开发
有机页岩层段 - 含油气远景分析 数据分析 - 地震 - 地质 - 地化 - 岩石力学 岩石物理 - 矿物成分, 孔隙度, 总 有机碳, - 油气比, 脆度, 电阻率， 渗透率 - 流体类型 定义数据需求 - 岩芯，测井数据等 初选 – 类比法 生产井测试
储层分布 - 估算主应力方向 - 识别天然裂缝 - 力学特性估算 - 地化属性 - 岩石物理属性 - 测定的矿物成分 - 光谱伽玛射线 - 化学地层学 - 岩芯XRD 挤注测试(DFIT) 分析 找到类似页岩
Drill Bits and Services Wireline and Perforating Testing and Subsea Stimulation
专利
Various Landmark Completion Tools Sperry Drilling
2% 5% 6% 3% 电缆射孔 2%
•
Conventional PetSys
Continuous (Tight Gas) PetSys SRR PetSys
Shelley etal 2010 SPE-130108
烃源岩储层面临的挑战
• •
难以开采的地层 大量的数据和更多的工程投入
• 储层高度非均质性（断裂或者裂缝 发育）
• • • •
中
Oil SRR Bakken / Niobrara / Eagle Ford 等等 (类型1, 2,& 3的 混合) – 类型 6
高
Gas SRR Barnett / Marcellus / Fayetteville / Woodford 类型 3
气藏类型
常规气 • 毫达西范围 (>1mD) • 流体类型不同 • 岩石类型不同 复杂气 • 露点较高的凝析气 • 毫达西范围（渗透率相对较低 ~1mD 或更低） • 砂岩 致密气 • 微达西范围 • 干气 – 湿气 • 砂岩 煤层气 • 大多通过裂缝（夹板cleat）Flow mostly trough fractures (cleats cleats) • 干式气 •煤 页岩气 • 超微达西范围
所含矿物范围广 油气的烃源岩 目标已知更容易命中 有机页岩:
加有机物质 条块、层叠或者多层的储层 压裂液的敏感性和毛管压力的影响
‒ ‒ ‒
粘土矿物< 40% 细颗粒 (<0.06mm) 石英和长石,
烃源岩储层– 非常规思路
低渗气藏
隆起 / 圈闭 地质风险 基岩密度 (ρb) 烃饱和度 海相页岩 (高粘土含量) 矿物成分 确定储量规模 压裂前的油藏分析 Reserves concentrated 平面裂缝 *HFSP – 有效泄油面积 控水 (堵水) HFSP: 水平段压裂层位分布
钻井 增产
15%
完井工具
39%
哈里伯顿科技力量-5300个专利
5
© 2013 HALLIBURTON. ALLபைடு நூலகம்RIGHTS RESERVED.
知识传送
区域非常规技术组
北美页岩区块 每个页岩区块都验证了哈里伯顿的先进技术
现有的
新增加
© 2013 HALLIBURTON. ALL RIGHTS RESERVED.
油气储层类型分类
岩性（渗透性） 灰岩 / 砂岩
常规 类型 1
粉砂岩
盆地中心气 类型2
粉砂岩 / 泥质粉砂岩 (低)
含烃程度(总有机碳 / 含烃指数)
低
大多数页岩 = < 1% TOC
中
SRR PetroSys
高
煤 Antrim Shale 类型 4
成熟度 (最大埋藏)
低
Oil Shale Uinta / Green River / Piceance 类型 5
烃源岩储层
连续性 / 天然裂缝 工程的挑战 脆性 (Ε,υ) 总有机碳和热成熟度 (RO) 有机页岩 (低粘土含量) 颗粒大小 被改造储层体积(SRV) 压裂后的油藏分析 裂缝复杂程度 *HFSP – 有效被改造储层体积 水处理
Reserves across larger areas
烃源岩储层开发流程
经验教训 / 最佳实践 油田范围 - 地震数据 - 先导井 精细的油田开发计划类比 定井位 - 储藏泄流面积 优化井设计实现最大产能 - 直井/ 大斜度井 - 水平井 - 多分支井 水处理 后勤 HSE
• 干式气 – 湿式气
非常规
常规
渗透率逐渐增加
• 大多游离气-部分吸附气
8 8
烃源岩储层的认知
常规气
盖层 储层
毛管压力 封堵机理
/
非常规气
较弱 封 堵机理 过压 封堵机理 含气页岩
超封堵~=零渗透率
致密气砂岩 (粉砂岩) 砂岩 石灰岩 和 白云岩 岩溶 和 裂缝 达西
103 100 10 1 .1 .01
目标：充分利用哈里伯顿的知识、经验和技术，多快好省地开发非常规气藏
主要 因素
储层能力 最大化产量
改进压裂
优化钻井
提高完井
油田开发
主要 元素
储层连续性
井结构 井眼轨迹 井间距
射孔策略
簇间隔
应力方向 应力隔层 应力各向异性
压前评价
井完整性 井眼隔离 不规则井眼 井位 最小化 NPT 井眼重入 套管设计
烃源岩储层(Source Rock Reservoir) 挑战与思考
Mr. Mike Navarette
高级主管，咨询与项目管理部 亚太区
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哈里伯顿引领北美页岩气服务
6个陆地大区
(哈里伯顿参与的井数百分比)
成立于1919年 两个区域 北部区 南部区
完井设计 层位隔离 射孔 压裂监测
井数 井的类型 产量目标 地面设备 物流 采购 经济衡量
不均匀性 渗透率 热成熟度 类比储层 流体采样 岩心 / 钻屑 矿物组成 天然裂缝 孔隙度 油母岩质类型 岩石力学
压裂流体设计 层位选择 材料选择 压后评价 裂缝参数 分层压裂方法
产量监测 温度监测 分段压裂技术
- 初始产量
- 递减分析
甜点选择 - 厚度大于200 - TOC> 1% - 镜质体反射率 - 渗透率> 100nD - 脆性指数>25% - 压力梯度 水力压裂 - 完井 - 射孔策略 - 施工作业 - 材料选择 •钻井液、撑剂 - 增产设计 • 作业规模 • 水马力, • 后勤和环境影响 - 潜在产能 - 压裂监测 历史产量模拟 - 油管流压 - 生产流量 - 产量
© 2013 HALLIBURTON. ALL RIGHTS RESERVED.
哈里伯顿技术中心
© 2013 HALLIBURTON. ALL RIGHTS RESERVED.
专家力量与科技实力 – 非常规油气
哈里伯顿每一个月压裂超过7500层 高温高压经验丰富 发表超过1300篇SPE文章 全球页岩评估与开发
渗透过10米页岩气藏所需时间 300年 3000年 30万年
毫达西
10-3 10-4
微达西
10-5 10-6 10-7
纳达西
10-8 10-9 10-10 10-11
渗透率（达西） (1 cP = 9.8692 x 10-9 cm2
-- actually cm3 (atm2 – atm1) / cm sec )
2012年页岩气技术文章123篇 •
28%
钻头
2012年科技奖项 CleanSuite™ Technology CleanSuite ™水处理 Energy Institute Award 能源学院奖 CleanStream® Service CleanStream ® 杀菌技术 Harts’ MEA Award Harts’ MEA奖 Frac of Future™ Equipment 未来压裂设备 World Oil HSE Award 世界石油安全奖 2012年审批美国国家专利280个
页岩市场领头公司 超过全美1/3的页岩压 裂 墨西哥第一口 页岩水平井压裂
波兰第一口页岩水平井 压裂 中国第一口 页岩水平井压裂 沙特第一口 页岩水平井压裂
澳洲第一口 页岩井压裂 致密气 Coalbed Methane CBM 页岩 阿根廷第一口 页岩水平井压裂
Reference: EIA – World Shale Gas Resources – Initial Shale Gas Assessment
返排
复杂缝网 多层位 裂缝参数 保持导流能力
储层破坏 井眼稳定性 井控 钻井液性能 钻完井液兼容性 机械强度，负荷 井筒清洗
井场 / 平台 HSE 产量可持续性
有效裂缝半长
岩石力学特性 岩石物理 流体和压力采样
总有机质 选区
裂缝数
总结 页岩储层是个复杂的含油气系统 – 跨学科的方法是必要的 从直井到实施增产措施的大位移井或水平井的转变要求提 高建模能力，以更恰当的部署井位和实施改造 油田开发应该考虑到不断的学习和改进： – 井位部署 – 增产措施的有效性 – 最大化的油藏接触 最大化的采收率、优化资产效能
落基山脉(88%) Mid-Continent (79%) Permian Basin (76%) 东南部(87%) 东北部(91%)
产品线
© 2013 HALLIBURTON. ALL RIGHTS RESERVED.
Global Shale Leadership 哈里伯顿引领世界页岩开发
有机页岩层段 - 含油气远景分析 数据分析 - 地震 - 地质 - 地化 - 岩石力学 岩石物理 - 矿物成分, 孔隙度, 总 有机碳, - 油气比, 脆度, 电阻率， 渗透率 - 流体类型 定义数据需求 - 岩芯，测井数据等 初选 – 类比法 生产井测试
储层分布 - 估算主应力方向 - 识别天然裂缝 - 力学特性估算 - 地化属性 - 岩石物理属性 - 测定的矿物成分 - 光谱伽玛射线 - 化学地层学 - 岩芯XRD 挤注测试(DFIT) 分析 找到类似页岩
Drill Bits and Services Wireline and Perforating Testing and Subsea Stimulation
专利
Various Landmark Completion Tools Sperry Drilling
2% 5% 6% 3% 电缆射孔 2%
•
Conventional PetSys
Continuous (Tight Gas) PetSys SRR PetSys
Shelley etal 2010 SPE-130108
烃源岩储层面临的挑战
• •
难以开采的地层 大量的数据和更多的工程投入
• 储层高度非均质性（断裂或者裂缝 发育）
• • • •
中
Oil SRR Bakken / Niobrara / Eagle Ford 等等 (类型1, 2,& 3的 混合) – 类型 6
高
Gas SRR Barnett / Marcellus / Fayetteville / Woodford 类型 3
气藏类型
常规气 • 毫达西范围 (>1mD) • 流体类型不同 • 岩石类型不同 复杂气 • 露点较高的凝析气 • 毫达西范围（渗透率相对较低 ~1mD 或更低） • 砂岩 致密气 • 微达西范围 • 干气 – 湿气 • 砂岩 煤层气 • 大多通过裂缝（夹板cleat）Flow mostly trough fractures (cleats cleats) • 干式气 •煤 页岩气 • 超微达西范围
所含矿物范围广 油气的烃源岩 目标已知更容易命中 有机页岩:
加有机物质 条块、层叠或者多层的储层 压裂液的敏感性和毛管压力的影响
‒ ‒ ‒
粘土矿物< 40% 细颗粒 (<0.06mm) 石英和长石,
烃源岩储层– 非常规思路
低渗气藏
隆起 / 圈闭 地质风险 基岩密度 (ρb) 烃饱和度 海相页岩 (高粘土含量) 矿物成分 确定储量规模 压裂前的油藏分析 Reserves concentrated 平面裂缝 *HFSP – 有效泄油面积 控水 (堵水) HFSP: 水平段压裂层位分布
钻井 增产
15%
完井工具
39%
哈里伯顿科技力量-5300个专利
5
© 2013 HALLIBURTON. ALLபைடு நூலகம்RIGHTS RESERVED.
知识传送
区域非常规技术组
北美页岩区块 每个页岩区块都验证了哈里伯顿的先进技术
现有的
新增加
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油气储层类型分类
岩性（渗透性） 灰岩 / 砂岩
常规 类型 1
粉砂岩
盆地中心气 类型2
粉砂岩 / 泥质粉砂岩 (低)
含烃程度(总有机碳 / 含烃指数)
低
大多数页岩 = < 1% TOC
中
SRR PetroSys
高
煤 Antrim Shale 类型 4
成熟度 (最大埋藏)
低
Oil Shale Uinta / Green River / Piceance 类型 5
烃源岩储层
连续性 / 天然裂缝 工程的挑战 脆性 (Ε,υ) 总有机碳和热成熟度 (RO) 有机页岩 (低粘土含量) 颗粒大小 被改造储层体积(SRV) 压裂后的油藏分析 裂缝复杂程度 *HFSP – 有效被改造储层体积 水处理
Reserves across larger areas
烃源岩储层开发流程