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WY地区页岩气藏测井精细评价

郭洪志  
【摘要】:页岩气藏通常矿物组分复杂、富含有机质、孔隙度小、孔隙结构复杂、渗透率极低,同时也具有很强的非均质性和各向异性(地应力、裂缝和层理成因),一般无自然产能。对页岩气藏的勘探开发,除了要应用地震勘探等一些先进的计算机辅助技术外,还需要系统的工程改造,才能达到工业化生产能力。四川盆地志留系龙马溪组和寒武系筇竹寺组页岩气资源丰富,具有广阔勘探前景。WY地区页岩气勘探开发存在钻完井周期长、建井成本高、压裂改造效果不理想等问题。充分发挥各种测井技术在页岩气勘探开发尤其是精细评价方面的应用,为页岩气水平井钻完井和多段压裂体积改造提供关键技术参数和支撑,是本文研究的重点。主要结论和认识如下:1)针对页岩气藏的特点,采用优选的特殊测井系列,结合WY地区探井岩芯实验数据,建立了矿物组分、总有机碳含量、吸附气量和渗透率当地经验公式,初步形成了适用于WY地区目前阶段的页岩气藏精细评价的解释方法;2)测井精细评价获知,志留系龙马溪组相对有利的页岩气储层均处于该组地层下部,其资源量为3998.23×108m3。有利页岩厚度平均为44.66m;有效孔隙度平均为4.1%;总有机碳含量平均为3%;总气含量平均为3.47 m3/t;非均质严重,Wei204处于甜点区;3)WY地区龙马溪相对有利的页岩气储层内,脆性矿物(石英长石)含量较高,平均43.94%;黏土含量为平均为37.76%;碳酸盐含为平均为11.2%;黄铁矿含量平均为平均3.5%。黏土类型主要为伊利石和绿泥石。可见脆性矿物含量较高,黏土含量少,在加砂压裂中容易产生裂缝;4)由成像测井和声波扫描测井得到WY地区页岩层最大水平主应力方向基本为东西向90°,但局部受构造影响有变化,在Wei201井区,现今最大主应力方向偏转为135°。直井中天然裂缝相对发育一般,但微断层发育,各井高导缝优势走向不同。微地震监测揭示水平井井眼完全沿最小主应力方向不是最佳方向,井周天然裂缝和微断层在压裂过程中会重新开启,形成复杂缝网。由于WY地区构造、应力、裂缝等的复杂性,分段压裂裂缝产状复杂;5)采用改进MANNIE模型处理声波扫描测井数据,得到页岩TIV各向异性岩石力学参数。计算得到的最小水平主应力梯度剖面显示有利页岩上下均有高应力的阻挡层,上部是巨厚泥岩,下部是宝塔组碳酸盐岩,经微地震压裂监测证实,主要的微地震事件均发生在有利页岩层内;6)采用全新的考虑弱面的各向异性井壁稳定性模型,计算了井斜从直井变化到水平井的安全泥浆窗口。40°~75°增斜段安全泥浆密度必须迅速增加以保证井眼稳定,水平井安全泥浆窗口较窄,下限为2.0g/cm3。最大主应力方向将直接影响井周应力分布,沿最小主应力方位钻进井壁失稳风险较高,这与以往对各向同性地层的认识明显不同;7)在两口水平井中取得了产气剖面和各压裂段贡献,结果显示各压裂段产气量不均匀,基本上30%的射孔簇产了 70%的气量。最后建议,非常规页岩气藏测井评价要总体规划、重点控制、分阶段(勘探及评价、开发实验、"工厂化"开发)、分层次(区块、平台、单井)、按不同的关键评价目的进行优化和实施。导眼井要和勘探评价井一样进行精细评价、实现重点控制,水平井要选择性评价。实施工厂化测井,结合工厂化钻井和压裂,最终达到工厂化规模效益。


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