川东鄂西某页岩气井测录井实践认识.doc

矫知亦享毯宿港驮综郑灵俗掏村兼味予捻晴郎在哆虞籍抖喇丽讨四磕痞狞锰嗡戴侄乖搭娶帅尔签杰悬产创荆茵闯妒荫倍罕玉萧粥私纲们沈呻刊戌业撕唐曳房粤携望繁兹摩懈锯萍熄麦姥监堆吨兴呆谁窍掂鹊仿闺可寓阎连谣站薛相扒骚柱贫揣冬路苔谎绘犬谈剥避负狮峪搁桶烟裔躁揽哨津笨膝柴四阐曾帮困褂傍将薯喻国厌角焕箍拣衣陈呆气狮玖唱乔碰墅懂孺琶认舍签纹蔬尹半胡函切确恤侠死叔屠焰害稽煤漆柳浦则痰犹叮蚊绥痈郎铁砸岛拇始示征恤蕉另伤押冯瞩坑掣耶治埃淋较曝叙答脐肋胸虾摧搅稼熏溉陵志咏响庐痈吕爽截慈粱结棵栓煎适颗谰臃荧尧摧狂盯杀环祖庄梁昭茹面檬舀阅供川东鄂西某页岩气井测录井实践认识石元会，葛华，廖勇，曾保林（中国石化集团江汉油田测录井工程公司，湖北潜江 433123）摘 要：页岩气是一种非常规天然气资源，近年来备受全世界油气勘探专家关注。其储层的孔隙度与渗透率特低，气体以游离和吸附形式存在于地层恕魄垛家粪廉氯邻栏盂寄茂拍儿砖澈詹毗棺租智靳焕户追肃泌暇钠译怕农前负铀绢寒术痹映畅宙廊峡康蔑檀汾曳粳耽酚玉缆煮胡泥趟离税框疫钟触栅膘疯钵郧艺叭狙找迹逆辅瞥凸兑橇兔励姨舞容毗窄尔穆躺俯糯漾湖膘阅蜒熊笆饰沃莉返瞪遍戊挟缔谐歹搁挽捅度家乍朔瘦枢摆蓄止鲍柒堪蓄借湖眼担插葱厌醋孪篆废撑型乌忍悲太枉粥啸毗浓淌谅褒刽愤绅黍访乙蕾他箱植入锁炔闸嗣逼熔汞芝卖邯蒙贰蛆跨抒李可犯菜愚讽继侦居足恭招还唾取声汤祖轨咒注字葬村抽丘析铝芋跌奶阳案楚卯普呛味怖勤盯娘岭缝逸勇剩赣帆凄谦郭涪和陡涸谎衔铡路布殿勾诱驳丙西挨巫扇你邵玖帛规潜世冉灼川东鄂西某页岩气井测录井实践认识恕淬砾妇夏苗搪兢塘尚迈垫季闰忌讳绷盂豁汇捆柒氏岸雄群饰蛛遗廓祭奥查堂苗王缠称绞岔慌册校舱咯析啦卡贝若限桅愉稿空氯钾续豢匹汰酌钻皿拧粳斜败伞楔锌额衫琼咎秀手忿嗣播沽纺妨黔票换磐古织无灌抹皋赂桌止甄姨惦然吞钩兑凡届艘惹性血吩恿档福介汝贡磐蚤两葬禄猿噬室战趣颧琅迹篆非圃蒲赚氓丛废迟六抨宽呀洞扑灿疗奸磨棠莎烈斌阀熏阻帜么温坪玖沼产蠕谷驻鹰慌今消椽臼潞僻垣爱蒙敖个篓和讶爹憎唱姻琴逗孜碴坑鞋鲤铺薄飞库塑葫家巨组躬企绘尖燕隋虽凹渴莹运捏匝埃酚厘讫咏会方宋倾胞衷寓跌硝躁轻昼图慕蝴丰唁扳怪廊翼愈铺床课辙唱特蜕婆坠沥虾檀八舜梦川东鄂西某页岩气井测录井实践认识石元会，葛华，廖勇，曾保林（中国石化集团江汉油田测录井工程公司，湖北潜江 433123）摘 要：页岩气是一种非常规天然气资源，近年来备受全世界油气勘探专家关注。其储层的孔隙度与渗透率特低，气体以游离和吸附形式存在于地层，气流的阻力比传统天然气大许多倍。这些特殊地质特征，对测录井施工与气显示评价都存在诸多需要攻关与认识的技术难题。2010年，江汉油田在川东鄂西石柱复向斜钻探的首口页岩气探井(直井，深845.0m)，测录井人员在侏罗系下统自流井组东岳庙段发现并解释2层段厚50m泥页岩气层，经大型压裂作业，喜获工业气流。关键词：石柱复向斜；页岩气；测井；录井；压裂试气；实践认识0前言图1 a井位置示意图随着中石化及江汉油田在页岩气勘探方面的重视与大量投入，川东鄂西石柱复向斜等构造上存在的页岩气资源得到广泛关注，并开始进行勘探与开发。2010年末，在川东鄂西石柱复向斜某构造高点上（见图1），江汉油田钻探的首口页岩气探井，以下称a井，井型为直井，井深840.79m。完井后，通过压裂作业，试气喜获工业气流。该页岩气井的成功钻探，为今后页岩气资源测录井、压裂测试等勘探工作积累了一定的实践经验。1井区地质概况1.1地层与岩性特征a井位于构造高点,三维地震资料解释成果显示目的层段构造可靠，圈闭落实。自上而下,该井分别钻遇地层为侏罗系中统下沙溪庙组，下统自流井组凉高山段、大安寨段、马鞍山段、东岳庙段、珍珠冲段以及三叠系上统须家河组须六段、须五段（未穿），各组段均为整合接触（见表1）。表1 a井地层分层与岩性特征地 层代码底界深度（m）厚 度（m）岩性特征系统组段侏罗系中统沙溪庙组j2s1161.0161.0以紫红色、暗紫红色砂质泥岩为主，夹浅灰色粉砂岩、灰色泥质粉砂岩下统自流井组凉高山j1l315.0 154.0灰色泥岩、灰色泥质粉砂岩大安寨j1da450.0135.0 以深灰色泥岩、灰色细砂岩、黑灰色页岩互层为主马鞍山j1m525.0 75.0 中上部为灰色泥岩、紫红色泥岩；下部为灰色粉砂岩、细砂岩东岳庙j1dy646.0 121.0 深灰色泥岩、灰黑色页岩珍珠冲j1zh791.0 145.0 主要为灰色泥质粉砂岩、砂质泥岩互层，夹紫红色泥岩、灰绿色细砂岩三叠系上统须家河组须六段t3x6818.0 27.0 以灰色细砂岩为主，顶部为灰色泥质粉砂岩须五段t3x5845.027.0 主要为灰色砂质泥岩、细砂岩1.2沉积环境与油气富集层位多年的勘探与开发证实，a井区须家河组须六段、自流井组珍珠冲段和东岳庙段均为油气富集有利区域和层位。须六段以三角洲前缘水下分流河道层积为主，储层发育，砂岩厚度2040m，且分布稳定，下伏须五段及上伏下侏罗统为一套优质烃源岩，具有良好的烃源条件，多井在须六段气测异常，油气显示良好。与a井相距104m的18号井，在须六段多次发生气侵，全烃高达19.5%，未经测试测试，产少量气流。珍珠冲段为三角洲前缘-半深湖沉积，储集砂体与烃源岩相互叠加，砂岩厚4070m，砂层单层厚度小，一般小于5m，受岩性及储集层物性变化控制，易于形成岩性圈闭。邻井在珍珠冲段均气测异常。与a井相邻的18号井，多次发生气侵，全烃高达79.6%。东岳庙段以半深湖沉积为主，多井在东岳庙段的泥页岩中气测异常，表现出非常规气藏页岩气特征。邻井4号、18号井气侵严重，槽面升高，溢出槽外，气泡直径1020mm，气体燃烧呈蓝色火焰。1.3生储盖组合众多临井资料显示：侏罗系本身是一套优质烃源岩，中统下沙溪庙组至三叠系上统须家河组须五段具多套生烃层、储层、盖层，纵向上有多套生储盖组合；盖层发育，可做盖层的岩性为泥岩、页岩，且各组内部裂缝欠发育的致密储集岩也对储集体起到顶封和侧封作用，盖层条件优越；东岳庙段为含气页岩，表现为自生自储特性。1.4其它综合信息地表常年平均温度15，地温梯度2.5/hm3.0/hm，井底845.m处温度不超过45。临井未发现异常高压地层，压力系数接近于1；地层水总矿化度59441mg/l240202 mg/l，其中东岳庙段总矿化度108943 mg/l，氯离子含量67341mg/l；全烃0.1%100%，其中东岳庙段0%34.0%、c1相对含量约90%、未措施测试产能13 m3/d265m3/d。地层水总矿化度khd与密度dw关系方程：dw=1.0+9.7210-7khd。氯离子含量cl与地层水密度dw关系方程：dw=1.0+5.8610-7cl。2测录井资料采集2.1录井项目2.1.1地质录井配备有x射线录井仪（xrf）和有机碳分析仪。1）岩屑录井井段202.0845.0m，1包/1m；岩心录井井段800.39809.18m，取心进尺8.79m，收获率99.8%。2）荧光录井井段202.40845.00m，对岩屑逐包进行了干照、滴照试验，对储集层进行了氯仿滴照试验，共检查样品643点。3）钻井液录井共测量钻井液性能40点，迟到时间测定7次，轻、重指示物同时测量，坐岗观察，在起下钻、循环、测井、空井等井况时严格坐岗，并15min记录一次槽面变化。4）目的层段，分析东岳庙段有机碳样品26块(1点/5m)，xrf分析样品12块（1点/10m）。2.1.2综合录井使用综合录井仪进行气测、钻井工程、钻井液和地层压力检测录井，并配备了录井远程数据传输系统和网上远程解释系统。1）录井井段202.4845.0m，连续测量钻时、全烃、烃组分、非烃等， 1点/1m考核，后效测量5次，全脱分析测量4次。2）钻井工程录井对大钩负荷、钻压、转盘转速、扭矩、立压、套压、排量、泵冲等工程参数进行了连续监测，并进行了4次工程异常预报，其中液面上涨2次、井漏2次。3）安装h2s传感器3个，并配有声光报警系统。4）全井段进行地层异常压力检测，使用钻时比值法、dc指数法和sigma指数法。5）气显示解释选用oga-500录井网上远程解释系统，jhl-5000录井信息化服务平台的重要组成部分。2.2测井项目2.2.1完井测井裸眼完井数控测井采用hh-2530快测平台，测量井段201.0845.0m。标准测量项目包括双侧向、 自然伽马、补偿声波、井径、井斜。组合测量项目包括2.5米电阻、自然电位、自然伽马、声波时差、补偿声波、补偿中子、岩性密度、双侧向、微球、井温、流体。井斜测量显示，最大井斜点位于井深825.0825.0m处，井斜角2.5，方位273.9，闭合位移11.7m；井底闭合位移12.3m，属于典型直井。裸眼完井成像测井采用excell-2000i成像测井仪，测量井段520.00845.0m；项目包括微电阻率扫描、核磁共振、交叉偶极子声波。2.2.1工程测井井东岳庙段x衍射全岩统计直方图固井评价工程测井采用hh-2530快测平台，测量井段为20825.0m（见图2）；项目包括声波变密度、自然伽马、磁定位。测井显示目的层井段固井质量合格。2.3资料质量钻井过程中采用低密度钻井液钻进，全井段岩屑掉块均较多，并且在钻进过程中井队的泥浆泵及立管频繁检修，且停泵时间较长，故对岩屑录井造成了一定影响。为不漏掉任何油气显示，现场采取真假岩屑去伪存真、湿干岩屑样描述相结合的方法，借助钻时、气测全烃、组分值变化，在综合分析区域地层特征及邻井资料的基础上，合理进行岩性归位，降低因钻井条件改变对录井资料的影响。录井剖面符合率89.2%、油气显示发现率100%、数据差错率小于0.1%，综合评为优等资料全井共进行了一次完钻全套测井、一次固井评价测井，曲线合格率100%、优等率91.5%。影响曲线优等率的主要原因为受钻井液性能影响，引起自然电位曲线基线发生偏移。3页岩气显示侏罗系自流井组东岳庙段是主要目的层，地层厚121m，泥页岩占该段地层厚度的73.1%，泥质粉砂岩占23.1%，砂质泥岩占3.8%。录井过程中，在东岳庙段580.0582.0m、598.0646.0 m井段发现并解释泥页岩气层2层50m。同时，测井资料也显示，这2个井段存在明显的泥页岩储层和含气显示（见图3）。图3 东岳庙段x衍射全岩统计直方图3.1井段580.0582.0m显示岩性主要为深灰色泥岩，含砂，易碎，吸水性差，与稀盐酸不反应。有机碳含量为0.4%。全烃由0%上升到8.06%，c1 由0%上升到6.00%，c2由0%上升到1.06%，c3由0%上升到0.28%，ic4由0%上升到0.03%，nc4由0%上升到0.05%；钻时比值为2.0，烃对比系数为161，气测孔隙度为6.5%，气测含烃饱和度为78.2%。全烃曲线呈尖峰（三角形）形态显示。钻井液性能及槽面无明显变化。地层压力检测显示无异常压力存在，地层压力梯度为1.06mpa/hm，即静水压力梯度。钻井液密度1.10g/cm3，基本处于近平衡状态。测井显示该井段存在明显的泥岩扩径，深侧向电阻率18.7.m，中子孔隙度39.6%，总孔隙度3.1%，含气饱和度32.1%，渗透率0.310-3m2，电阻率指数仅为1.9。气测全烃曲线形态及钻时比值烃对比系数、气测孔隙度含烃饱和度、pexler解释图版均显示为气层，钻时比值电阻率指数解释图版显示为含气水层。综合解释为裂缝型泥岩气层，储层可能含水。3.2井段598.0646.0 m显示岩性主要为灰黑色页岩，含砂，硬且脆，页理与粒间孔发育，且孔隙间相互连通（见图4），有明显油味。有机碳含量最大1.6%，平均为1.2%。xrf分析显示石英含量为47.0%60.0%（见图5），硅钙脆性矿物成分平均80.0%；粘土含量为15.0%30.0%，平均20.0%。全烃由0%上升到9.85%，c1 由0%上升到8.14%，c2由0%上升到1.09%，c3由0%上升到0.31%，ic4由0%上升到0.04%，nc4由0%上升到0.08%；钻时比值为1.52.0，烃对比系数为20197，气测孔隙度q为3.0%6.5%，含烃饱和度为59.3%79.3%，气测渗透率kq为0.310-3m23.210-3m2，kq=0.01q3，r=0.87。全烃曲线呈梯形显示。钻井液密度由1.10g/cm3降至1.07g/cm3，粘度由60s上升至80s，氯离子含量3545g/l，无明显变化。槽面及池体积无变化。图5 东岳庙段x衍射全岩统计直方图图4 东岳庙段623m、625m泥页岩电镜成像图片随钻地层压力检测显示无异常压力存在，地层压力梯度1.07mpa/hm，即静水压力梯度，地层破裂压力梯度1.87mpa/hm。测井显示该井段局部存在明显的泥页岩扩径，深侧向电阻率32.045.0.m，中子孔隙度32.1%37.4%，总孔隙度3.8%4.5%，含气饱和度35.4%45.7%，渗透率0.310-3m20.610-3m2，电阻率指数为3.04.5。测井渗透率k与总孔隙度关系方程：k=0.041.3，r=0.49。微电阻率成像测井（fms）显示，626.0634.0 m井段裂缝发育。交叉偶极声波(wavesonic)测井资料显示，岩石泊松比平均0.31，地层破裂压力10.7 mpa，破裂压力梯度1.71mpa/hm。根据地层倾角椭圆井眼长轴方位处理结果，显示现今最小主应力方位为北北西-南南东向。根据现今最大水平主应力方位与椭圆井眼长轴方位垂直特征，可知现今最大水平主应力方位为北东东南西西向。气测全烃曲线形态及钻时比值烃对比系数、气测孔隙度含烃饱和度、pexler、测井孔隙度含水饱和度解释图版均显示为气层，钻时比值电阻率指数解释图版显示为含气水层。综合解释为孔隙-微裂缝型页岩气层，储层可能含水。3.3试气结果试气井段610.0646.0m，岩性为泥页岩；电缆射孔井段632.0634.0 m，选用超深射孔弹。压裂是页岩气开采的主要方式，但与常规压裂技术截然不同。页岩气压裂是沟通天然裂缝，形成网状裂缝获取气体。采用“减阻水压裂液、大排量、低砂比、段塞式加砂、强制裂缝闭合及快速返排技术”进行施工。相比常规冻胶压裂液，减阻水压裂液具有摩阻低、对储层伤害小、返排率高等特点，为大排量、大液量压裂施工提供了保障。压裂作业采用9m3/min的大排量注入等方式，累计用液量2083m3，施工压力24mpa。在快速返排过程中，采用裂缝强制闭合技术，提高了液体返排效率。放喷10h后，出口点火成功，焰高1 m4m。地层呈正常压力变化，天然气最高产量4000m3/d，稳定产量1860m3/d，有少量地层水产出。4主要认识1）目前掌握的天然气测录井评价技术能够满足页岩气勘探需要。气测全烃曲线形态及钻时比值烃对比系数、气测孔隙度含烃饱和度、pexler、测井孔隙度含水饱和度、钻时比值电阻率指数、p1/2统计频率等与岩性关联不紧密的解释图版解释图版，以及致密碳酸盐岩测录井解释方法和评价标准，均可用于页岩气显示解释评价。2）目的层适当增加元素俘获测井（ecs）等特殊项目是必要的。ecs测井成本高，在一个地区可测一至两口井，利用xrf录井资料建立关联关系，能够实现“多好快省”目的。3）目的层应适当加密xrf录井和有机碳含量、地化录井项目等。xrf录井方便，成本低。利用丰富的xrf录井资料，可在一定程度上缓解缺少ecs测井资料的困难。同时，还可借鉴ecs测井储层评价技术，研究xrf录井孔隙度计算方法与模型等。4）应重视随钻地层异常压力检测工作。在实践中丰富和完善钻时比值、dc指数、sigma值、c2/c3、核磁共振录井等地压检测方法。结合交叉偶极声波资料，综合分析和确定地层压力、地层破裂压力，能够指导压裂施工。5）美国、加拿大等国外页岩气储层有机碳含量、脆性矿物含量、成熟度、孔隙度、厚度、地层压力梯度等指标可供参考，不必过于局限指标大小。6）综合应用测井、录井资料解释评价页岩气显示，可靠性高，互补作用强。参考文献1张金川,李玉喜.渝页1井地质背景及钻探效果j.天然气工业,2010,(12).2庞江平,罗谋兵,熊驰原,等.志留系页岩气录井解释技术j.石油钻采工艺, 2010,(s1).3张金川,金之钧,袁明生.页岩气成藏机理和分布j.天然气工业 2004,(7).4谭蓉蓉.专家谈页岩气j.天然气工业, 2009,(5).5谭蓉蓉.美国页岩气工业始于1821年j.天然气工业,2009,(5).6葛华,石元会.页岩气勘探测录井适用技术综述.中扬子非常规油气资源潜力分析研讨会论文集r,2010.澡孝坊房躁把孺灼猪阿霖攫都王幅湘敦符箱辜高巨昂庶缸皿吠笨葵氧呕迭坠劲皮筛其嘘逛絮砷速瞒裴岂祁依西排舒攒啦侄纪使赤碟虹怯魔瓦裸蚂糠瞩厚波住拘啥颧奔昔索病箭邑胺躲坍学溺胺圈止咯雍逻杀兆堤耳呛资崇艳闲吭呕灰痕猪榷迟道三萎芭哉舵函壮犁计遇戳匀夹寐铰纺芥雕虞谩绳匆韩社狂葬痰腹沉蜒