川南海相页岩气测井综合评价技术及应用研究

论文摘要

页岩气是新兴的能源资源,是近年来在北美地区广泛勘探开发的天然气新目标,已在全球非常规油气勘探开发中异军突起,近期发展最快的非常规天然气资源。页岩气对提高国内油气供给保障能力、增强国家能源安全,具有重要的现实战略意义。页岩气作为重要的非常规气藏,其储层与常规储层、致密砂岩储层等其他类型储层在矿物组分、孔隙类型、孔隙结构、流体赋存状态等存在明显差异,其测井评价不仅包括其他类型储层的岩性、物性和流体性质评价,还需进行储层地化参数、含气量和可压裂性等测井评价研究,因此现有针对常规储层的测井解释技术方法与评价体系基本上不适用于页岩气储层测井评价。本论文在充分调研国内外文献基础上,以油气储层地质学、岩石力学、地球物理测井学及地质数据统计学等理论和方法为指导,在总结挖掘川南地区五峰组-龙马溪组海相页岩气储层的测井响应特征基础上,建立了曲线重叠法及交会图法等有效页岩气储层识别方法;基于岩心刻度测井数据,通过多角度、多方法的探索建立了页岩气储层测井精细解释模型,提出了基于粘土和有机质含量双重影响的非电法页岩含水饱和度计算方法、基于兰格缪尔模型的页岩吸附气含量动态计算方法以及基于电成像测井谱分析技术的页岩储层矿物含量及脆性指数计算方法,并将这些方法技术应用于川南地区五峰组-龙马溪组页岩气储层测井开发评价中。通过研究,论文取得了如下主要成果:（1）建立了川南地区五峰组-龙马溪组页岩气优质储层测井识别方法。在川南地区五峰组-龙马溪组典型页岩气储层解剖基础上,通过对优质页岩气储层测井响应特征分析,充分挖掘常规测井和特殊测井资料信息,优选对页岩气优质储层矿物成分、有机质、含气性响应敏感的测井曲线,建立了自然伽马-补偿密度、双侧向-补偿密度、补偿中子-补偿声波时差、补偿中子-补偿密度、泊松比-体积压缩系数以及自然伽马-无铀伽马曲线重叠法和CNL-AC、DEN-CNL、AC-LogRT及DEN-GR等交会图法页岩气优质储层识别方法。建立了测井曲线重叠法和交会图法等页岩气优质储层识别方法。（2）建立了川南海相页岩气测井解释模型。基于岩心刻度测井和录井数据,采用多角度、多方法建立了川南地区五峰组-龙马溪组页岩气储层的粘土及脆性矿物含量、有机碳含量、储集参数、含气量和脆性参数等测井解释模型。在含水饱和度、吸附气含量和脆性指数测井评价方面取得了技术和方法的创新,较好地解决了页岩气储层测井地质参数评价难题。（3）基于地层孔隙发育特征、润湿性特征以及流体赋存状态等条件考虑,在地层含水饱和度与粘土含量和有机质含量影响因素分析基础上,采用岩心含水饱和度实验分析数据刻度测井方法,建立了适合川南地区五峰组-龙马溪组页岩地层基于粘土含量和有机质含量双重影响的非电法含水饱和度计算模型,储层含水饱和度计算平均绝对误差2.9-3.2%,提高了页岩气含水饱和度测井计算精度,解决了常规电法测井计算含水饱和度受储层导电机理、储层孔隙结构复杂及黄铁矿等低阻矿物影响的技术难题。（4）基于页岩岩心的等温吸附实验,考虑地层温度、地层压力及有机碳（Total Organic Carbon,TOC）含量对兰格缪尔体积（VL）和兰格缪尔压力（PL）的影响,建立了兰格缪尔体积和兰格缪尔压力的多因素动态计算方法,结合川南地区五峰组-龙马溪组地层在纵向上温度、压力以及总有机碳含量动态变化的特征,建立了基于兰格缪尔模型的页岩吸附气含量动态计算新方法,储层吸附气含量计算平均绝对误差0.13-0.23m3/t,准确地评价了川南地区五峰组-龙马溪组页岩气储层吸附气含量。（5）基于高精度成像测井和实验数据,采用正态分布理论建立成像测井矿物谱分析技术,利用岩心矿物含量分析数据刻度成像矿物谱方法,确定了成像矿物谱方解石类、石英长石类和粘土类三类矿物组分谱分布截止值,通过非线性谱解析精确获得矿物含量和脆性指数,建立了成像测井谱分析新技术计算页岩储层矿物含量及脆性指数的新方法,更为精确地反映了层理、薄层、局部岩性变化等对脆性的影响,解决了页岩储层脆性矿物含量及脆性指数精细评价的技术难题。（6）基于川南地区五峰组-龙马溪组页岩气储层的“七性”关系研究,依据产能与储层品质与工程品质参数关系综合分析,优选含气量、孔隙度、TOC以及脆性指数作为储层分类评价参数,建立了页岩气储层分类评价方法和评价标准,测井综合评价结果与单井测试产能具有较好的一致性。论文形成的“川南地区五峰组-龙马溪组页岩气测井综合评价技术”在川南地区五峰组-龙马溪组26井次页岩气解释评价中明确了优质页岩气储层发育分布,提供了准确的储层参数,成功地指导了水平井目的层优选,应用效果显著,有力地支撑了川南地区五峰组-龙马溪组页岩气藏勘探开发实践。本论文形成的技术方法对国内外同类型页岩气气藏测井开发评价及开发部署具有重要的理论指导和借鉴意义。

论文目录

摘要

abstract

第1章绪论

1.1 研究目的及意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 国内研究现状

1.2.2 国外研究现状

1.3 研究主要内容及技术路线

1.3.1 研究内容

1.3.2 技术路线

1.4 取得的创新点

1.4.1 完成的工作量

1.4.2 取得的创新点

第2章川南地区五峰组-龙马溪组地质概况

2.1 地层及沉积特征

2.2 构造特征

2.2.1 W区块构造特征

2.2.2 Y区块构造特征

2.3 地质综合条件

2.3.1 岩性特征

2.3.2 地化特征

2.3.3 储集条件

2.3.4 保存条件

第3章页岩气优质储层识别方法研究

3.1 页岩气优质储层特征

3.1.1 页岩气储层矿物组分特征

3.1.2 页岩气储层地化特征

3.1.3 页岩气储层储集特征

3.1.4 页岩气储层含气性特征

3.2 页岩气优质储层测井响应特征

3.3 页岩气优质储层识别方法

3.3.1 测井曲线重叠法

3.3.2 测井曲线交会图法

第4章页岩气储层参数解释模型研究

4.1 测井资料预处理

4.2 粘土及脆性矿物含量

4.2.1 页岩储层体积模型

4.2.2 粘土矿物含量

4.2.3 脆性矿物含量

4.3 有机碳含量

4.4 储集参数

4.4.1 孔隙度

4.4.2 渗透率

4.4.3 饱和度

4.5 含气量

4.5.1 游离气含量

4.5.2 吸附气含量

4.6 脆性指数

4.6.1 基于矿物组分的脆性指数计算

4.6.2 基于岩石力学的脆性指数计算

4.6.3 基于断裂韧性的综合脆性指数计算

4.6.4 基于成像谱的脆性指数

第5章页岩气储层分类评价研究

5.1 储层“七性”关系研究

5.1.1 七性基本特征

5.1.2 七性关系分析

5.2 储层下限

5.3 页岩气储层分类评价

第6章现场应用

6.1 典型井应用

6.2 应用效果分析

结论

致谢

参考文献

攻读学位期间取得学术成果

文章来源

类型: 博士论文

作者: 颜磊

导师: 周文

关键词: 页岩气储层,测井解释模型,测井综合评价,龙马溪组,川南地区

来源: 成都理工大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 地质学,地质学,石油天然气工业,石油天然气工业

单位: 成都理工大学

基金: 中石化集团公司科技部科技开发课题《川南海相页岩气测井综合评价及应用研究》

分类号: P631.81;P618.13

DOI: 10.26986/d.cnki.gcdlc.2019.000025

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川南海相页岩气测井综合评价技术及应用研究

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