石油与天然气地质 ›› 2024, Vol. 45 ›› Issue (6): 1720-1735.doi: 10.11743/ogg20240617
赵圣贤1,2(), 刘勇3, 李博1,2(), 陈鑫1,2, 刘东晨1,2, 尹美璇1,2, 常莹1,2, 蒋睿1,2
收稿日期:
2024-03-04
修回日期:
2024-09-30
出版日期:
2024-12-30
发布日期:
2024-12-31
通讯作者:
李博
E-mail:zhaoshengxian@petrochina.com.cn;lib_2021@petrochina.com.cn
第一作者简介:
赵圣贤(1987—),男,高级工程师,页岩气勘探与开发。E-mail: zhaoshengxian@petrochina.com.cn。
基金项目:
Shengxian ZHAO1,2(), Yong LIU3, Bo LI1,2(), Xin CHEN1,2, Dongchen LIU1,2, Meixuan YIN1,2, Ying CHANG1,2, Rui JIANG1,2
Received:
2024-03-04
Revised:
2024-09-30
Online:
2024-12-30
Published:
2024-12-31
Contact:
Bo LI
E-mail:zhaoshengxian@petrochina.com.cn;lib_2021@petrochina.com.cn
摘要:
依据传统靶体优选指标优选的页岩甜点仍然存在产量低的情况,诸多学者和工程师认为是孔隙连通性制约了产能。虽然水力压裂能够扩大页岩储层开发的有效面积,但页岩气从基质向水力裂缝中的运移完全取决于页岩孔隙的连通性。揭示四川盆地泸州区块页岩储层的孔隙连通性,建立页岩储层识别评价模式对页岩储层孔隙连通性判断和靶体优选具有重要指导作用。选取典型钻井样品,利用核磁共振(NMR)、压汞法(MIP)、聚焦离子束扫描电镜(FIB-SEM)和大面积图像拼接技术(MAPS)实验测试方法,以连通性孔隙度和连通性孔隙占比为依据,将泸州区块五峰组-龙马溪组页岩储层孔隙连通性划分为3级:A类储层(连通性孔隙体积>0.006 7 cm3/g;连通孔隙度>1.75 %)NMR孔径分布曲线基本呈三峰分布,小孔、中孔和大孔之间的连通性好,发育大量连通性气胀型有机质孔和大量无机矿物孔隙;B类储层(连通性孔隙体积=0.005 7 ~ 0.006 7 cm³/g;连通孔隙度=1.55 % ~ 1.70 %)NMR孔径分布曲线呈近似双峰分布,小孔和中孔之间的连通性较好,但中孔和大孔之间的连通性差,以发育孤立海绵状有机质孔隙为主,同时发育大量无机矿物孔隙;C类储层(连通性孔隙体积<0.005 7 cm³/g;连通孔隙度<1.55 %)NMR孔径分布曲线呈单峰分布,不同孔径孔隙之间的连通性差,有机质多不发育孔隙,无机矿物孔隙也不甚发育。研究结果表明:①不同孔径孔隙之间的合理配置有助于页岩孔隙连通性的改善,大量发育的无机矿物孔隙起到了沟通各局部连通的有机质孔隙的作用,共同构成了页岩的连通性孔隙网络。②为富泥硅质页岩相的孔隙连通性最好。③基于储层孔隙连通性特征与MAPS和FIB-SEM数据建立的页岩储层孔隙连通性定性-定量识别图版及揭示的3类页岩储层孔隙连通性模式,将为今后页岩储层孔隙连通性判断提供依据和为优质页岩储层靶体优选提供支撑。
中图分类号:
图8
泸州区块五峰组-龙马溪组页岩MAPS扫描(有机质孔隙和无机质孔隙)照片a. 泸205井,埋深3 816 ~ 3 887 m,海绵状有机质孔;b. 阳101H10-3井,埋深3 975 ~ 4 040 m,未发育孔隙的有机质团块;c. 泸205井,埋深3 816 ~ 3 887 m,气胀型有机质孔;d. 宜203井,埋深3 730 ~ 3 785 m,石英粒间孔缝;e. 泸205井,埋深3 816 ~ 3 887 m,黏土矿物层间孔缝;f. 阳101H10-3井,埋深3 975 ~ 4 040 m,黄铁矿晶间孔;g. 泸205井,埋深3 816 ~ 3 887 m,白云石粒内溶蚀孔;h. 宜203井,埋深3 730 ~ 3 785 m,方解石粒内溶蚀孔;i. 宜203井,埋深3 730 ~ 3 785 m,微裂缝"
图11
泸州区块五峰组-龙马溪组3类储层NMR-MIP孔径分布曲线对比a1—a9.A类储层(a1.沪205井,2小层; a2.沪205井,4小层;a3.沪205井,5小层;a4.沪205井,6小层;a5.沪205井,7小层;a6.阳101H10-3井,1小层;a7.阳101H10-3井,5小层;a8.阳101H10-3井,6小层;a9.阳101H10-3井,7小层);b1—b5.B类储层(b1.沪205井,8小层;b2.宜203井,2小层;b3.宜203井,5小层;b4. 阳101H10-3井,2小层;b5. 阳101H10-3井,3小层);c1—c4.C类储层(c1.宜203井,8小层;c2.宜203井,4小层;c3.宜203井,6小层;c4.阳101H10-3井,4小层)(NMR曲线以下面积为总孔隙体积,MIP曲线以下面积为连通孔隙体积。)"
图12
泸州区块五峰组-龙马溪组3类储层孔隙结构特征MAPS图像a1—a8.A类储层(a1. 气泡状有机质孔隙;a2. 气泡状有机质孔隙; a3. 长石溶蚀孔;a4. 石英粒间孔;a5. 气泡状有机质孔隙;a6. 气泡状有机质孔隙; a7. 黄铁矿晶间孔;a8. 方解石粒内溶蚀孔);b1—b8.B类储层(b1. 大小不均一的次圆形气泡孔;b2. 大小不均一的次圆形气泡孔; b3. 黄铁矿粒内孔;b4. 石英粒间孔隙;b5. 有机质小孔;b6. 微裂隙; b7. 石英粒内孔隙;b8. 晶间孔、缝);c1—c8.C类储层(c1. 不发育孔隙的条带状有机质;c2. 少量发育的有机质海绵状孔隙;c3. 不发育孔隙的条带状有机质;c4. 少量发育的有机质海绵状孔隙;c5.极少气泡状孔隙;c6. 沿有机质方向延伸的微裂缝;c7. 极少气泡状孔隙;c8. 沿有机质方向延伸的微裂缝)"
1 | 王红岩, 周尚文, 赵群, 等. 川南地区深层页岩气富集特征、勘探开发进展及展望[J]. 石油与天然气地质, 2023, 44(6): 1430-1441. |
WANG Hongyan, ZHOU Shangwen, ZHAO Qun, et al. Enrichment characteristics, exploration and exploitation progress, and prospects of deep shale gas in the southern Sichuan Basin, China[J]. Oil & Gas Geology, 2023, 44(6): 1430-1441. | |
2 | 王志伟, 赵永刚, 阴钰毅, 等. 页岩气 “甜点” 地震预测研究——以鄂尔多斯盆地西缘中上奥陶统为例[J]. 石油地质与工程, 2020, 34(1): 37-41. |
WANG Zhiwei, ZHAO Yonggang, YIN Yuyi, et al. Seismic prediction of “sweet spots” for shale gas[J]. Petroleum Geology and Engineering, 2020, 34(1): 37-41. | |
3 | 叶成林, 刘应忠, 杨家伟. 西加盆地Duvernay页岩气开发对川南页岩气勘探开发的几点启示[J]. 大庆石油地质与开发, 2021, 40(2): 168-174. |
YE Chenglin, LIU Yingzhong, YANG Jiawei. Enlightenments of Duvernay shale gas development in the western Canada basin on the shale gas exploration and development in South Sichuan[J]. Petroleum Geology & Oilfield Development in Daqing, 2021, 40(2): 168-174. | |
4 | 贾连超, 刘鹏飞, 袁丹, 等. 注CO2提高页岩吸附气采收率实验——以鄂尔多斯盆地延长组长7页岩气为例[J]. 大庆石油地质与开发, 2021, 40(2): 153-159. |
JIA Lianchao, LIU Pengfei, YUAN Dan, et al. Experiment of enhancing the recovery of the shale adsorbed gas by CO2 injection: Taking Yanchang-Formation Chang-7 shale gas in Ordos Basin as an example[J]. Petroleum Geology & Oilfield Development in Daqing, 2021, 40(2): 153-159. | |
5 | 国家统计局. 国家数据[EB/OL]. [2023-01-18]. . |
National Bureau of Statistics. National data[EB/OL]. [2023-01-18]. . | |
6 | 中国石油. 石油商报[EB/OL]. [2023-03-16]. . |
Petroleum China. Oil business daily[EB/OL]. [2023-03-16]. . | |
7 | 邹才能, 赵群, 王红岩, 等. 非常规油气勘探开发理论技术助力我国油气增储上产[J]. 石油科技论坛, 2021, 40(3): 72-79. |
ZOU Caineng, ZHAO Qun, WANG Hongyan, et al. Theory and technology of unconventional oil and gas exploration and development helps China increase oil and gas reserves and production[J]. Petroleum Science and Technology Forum, 2021, 40(3): 72-79. | |
8 | 吴建发, 张成林, 赵圣贤, 等. 川南地区典型页岩气藏类型及勘探开发启示[J]. 天然气地球科学, 2023, 34(8): 1385-1400. |
WU Jianfa, ZHANG Chenglin, ZHAO Shengxian, et al. Typical types of shale gas reservoirs in southern Sichuan Basin and enlightenment of exploration and development[J]. Natural Gas Geoscience, 2023, 34(8): 1385-1400. | |
9 | 邹才能, 董大忠, 王玉满, 等. 中国页岩气特征、挑战及前景(二)[J]. 石油勘探与开发, 2016, 43(2): 166-178. |
ZOU Caineng, DONG Dazhong, WANG Yuman, et al. Shale gas in China: characteristics, challenges and prospects (Ⅱ)[J]. Petroleum Exploration and Development, 2016, 43(2): 166-178. | |
10 | 梁博, 刘友南, 封宇博, 等. 页岩气储层评价参数研究概述[J]. 石油化工应用, 2023, 42(9): 1-7. |
LIANG Bo, LIU Younan, FENG Yubo, et al. Overview of the study of shale gas reservoir evaluation parameters[J]. Petrochemical Industry Application, 2023, 42(9): 1-7. | |
11 | 蒋裕强, 董大忠, 漆麟, 等. 页岩气储层的基本特征及其评价[J]. 天然气工业, 2010, 30(10): 7-12. |
JIANG Yuqiang, DONG Dazhong, QI Lin, et al. Basic features and evaluation of shale gas reservoirs[J]. Natural Gas Industry, 2010, 30(10): 7-12. | |
12 | 李玉喜, 乔德武, 姜文利, 等. 页岩气含气量和页岩气地质评价综述[J]. 地质通报, 2011, 30(2/3): 308-317. |
LI Yuxi, QIAO Dewu, JIANG Wenli, et al. Gas content of gas-bearing shale and its geological evaluation summary[J]. Geological Bulletin of China, 2011, 30(2/3): 308-317. | |
13 | 腾格尔, 卢龙飞, 俞凌杰, 等. 页岩有机质孔隙形成、保持及其连通性的控制作用[J]. 石油勘探与开发, 2021, 48(4): 687-699. |
BORJIGIN Tenger, LU Longfei, YU Lingjie, et al. Formation, preservation and connectivity control of organic pores in shale[J]. Petroleum Exploration and Development, 2021, 48(4): 687-699. | |
14 | 赵明珠, 杨威, 王耀华, 等. 陆相页岩储层连通孔隙系统分布与形成机制——以川西坳陷上三叠统须家河组为例[J]. 石油实验地质, 2022, 44(1): 170-179, 198. |
ZHAO Mingzhu, YANG Wei, WANG Yaohua, et al. Distribution and genetic mechanisms of connected pore systems in continental shale reservoirs: A case study of Xujiahe Formation of Upper Triassic, Western Sichuan Depression[J]. Petroleum Geology and Experiment, 2022, 44(1): 170-179, 198. | |
15 | 郝绵柱, 姜振学, 聂舟, 等. 深层页岩储层孔隙连通性发育特征及其控制因素——以川南地区龙马溪组为例[J]. 断块油气田, 2022, 29(6): 761-768. |
HAO Mianzhu, JIANG Zhenxue, NIE Zhou, et al. Development characteristics of pore connectivity in deep shale reservoirs and its controlling factors: A case study of Longmaxi Formation in southern Sichuan Basin[J]. Fault-Block Oil and Gas Field, 2022, 29(6): 761-768. | |
16 | 腾格尔, 卢龙飞, 俞凌杰, 等. 页岩有机质孔隙形成、保持及其连通性的控制作用[J]. 石油勘探与开发, 2021, 48(4): 687-699. |
BORJIGIN Tenger, LU Longfei, YU Lingjie, et al. Formation, preservation and connectivity control of organic pores in shale[J]. Petroleum Exploration and Development, 2021, 48(4): 687-699. | |
17 | 苟启洋, 徐尚, 郝芳, 等. 焦石坝地区页岩孔隙连通性及有效性评价[J]. 沉积学报, 2022, 40(5): 1419-1426. |
GOU Qiyang, XU Shang, HAO Fang, et al. Evaluation of shale pore connectivity and effectiveness in the Jiaoshiba area, Sichuan Basin[J]. Acta Sedimentologica Sinica, 2022, 40(5): 1419-1426. | |
18 | 张海杰, 蒋裕强, 周克明, 等. 页岩气储层孔隙连通性及其对页岩气开发的启示——以四川盆地南部下志留统龙马溪组为例[J]. 天然气工业, 2019, 39(12): 22-31. |
ZHANG Haijie, JIANG Yuqiang, ZHOU Keming, et al. Connectivity of pores in shale reservoirs and its implications for the development of shale gas: A case study of the Lower Silurian Longmaxi Formation in the southern Sichuan Basin[J]. Natural Gas Industry, 2019, 39(12): 22-31. | |
19 | 孙亮, 王晓琦, 金旭, 等. 微纳米孔隙空间三维表征与连通性定量分析[J]. 石油勘探与开发, 2016, 43(3): 490-498. |
SUN Liang, WANG Xiaoqi, JIN Xu, et al. Three dimensional characterization and quantitative connectivity analysis of micro/nano pore space[J]. Petroleum Exploration and Development, 2016, 43(3): 490-498. | |
20 | 宁传祥, 姜振学, 高之业, 等. 用核磁共振和高压压汞定量评价储层孔隙连通性——以沾化凹陷沙三下亚段为例[J]. 中国矿业大学学报, 2017, 46(3): 578-585. |
NING Chuanxiang, JIANG Zhenxue, GAO Zhiye, et al. Quantitative evaluation of pore connectivity with nuclear magnetic resonance and high pressure mercury injection: A case study of the lower section of Es3 in Zhanhua Sag[J]. Journal of China University of Mining & Technology, 2017, 46(3): 578-585. | |
21 | 王晓琦, 金旭, 李建明, 等. 聚焦离子束扫描电镜在石油地质研究中的综合应用[J]. 电子显微学报, 2019, 38(3): 303-319. |
WANG Xiaoqi, JIN Xu, LI Jianming, et al. FIB-SEM applications in petroleum geology research[J]. Journal of Chinese Electron Microscopy Society, 2019, 38(3): 303-319. | |
22 | 宁传祥, 姜振学, 高之业, 等. 用核磁共振和高压压汞定量评价储层孔隙连通性——以沾化凹陷沙三下亚段为例[J]. 中国矿业大学学报, 2017, 46(3): 578-585. |
NING Chuanxiang, JIANG Zhenxue, GAO Zhiye, et al. Quantitative evaluation of pore connectivity with nuclear magnetic resonance and high pressure mercury injection: A case study of the lower section of Es3 in Zhanhua Sag[J]. Journal of China University of Mining & Technology, 2017, 46(3): 578-585. | |
23 | GAO Fenglin, SONG Yan, LI Zhuo, et al. Quantitative characterization of pore connectivity using NMR and MIP: A case study of the Wangyinpu and Guanyintang shales in the Xiuwu basin, Southern China[J]. International Journal of Coal Geology, 2018, 197: 53-65. |
24 | BAHADUR J, RADLINSKI A P, MELNICHENKO Y B, et al. Small-angle and ultrasmall-angle neutron scattering (SANS/USANS) study of New Albany shale: A treatise on microporosity[J]. Energy & Fuels, 2015, 29(2): 567-576. |
25 | SUN Mengdi, ZHANG Linhao, HU Qinhong, et al. Multiscale connectivity characterization of marine shales in southern China by fluid intrusion, small-angle neutron scattering (SANS), and FIB-SEM[J]. Marine and Petroleum Geology, 2020, 112: 104101. |
26 | 黄涵宇, 何登发, 李英强, 等. 四川盆地东南部泸州古隆起的厘定及其成因机制[J]. 地学前缘, 2019, 26(1): 102-120. |
HUANG Hanyu, HE Dengfa, LI Yingqiang, et al. Determination and formation mechanism of the Luzhou paleo-uplift in the southeastern Sichuan Basin[J]. Earth Science Frontiers, 2019, 26(1): 102-120. | |
27 | 朱逸青. 四川盆地及周缘下志留统龙马溪组沉积相及其与页岩气耦合关系研究[D]. 成都: 西南石油大学, 2018. |
ZHU Yiqing. Coupling relationship between sedimentary facies and shale gas related parameters of the lower Silurian Longmaxi Formation in Sichuan Basin[D]. Chengdu: Southwest Petroleum University, 2018. | |
28 | 施振生, 赵圣贤, 周天琪, 等. 海相含气页岩水平层理类型、成因及其页岩气意义——以川南地区古生界五峰组-龙马溪组为例[J]. 石油与天然气地质, 2023, 44(6):1499-1514. |
SHI Zhensheng, ZHAO Shengxian, ZHOU Tianqi, et al. Types and genesis of horizontal bedding of marine gas-bearing shale and its significance for shale gas: A case study of the Wufeng-Longmaxi shale in southern Sichuan Basin, China[J]. Oil & Gas Geology, 2023, 44(6): 1499-1514. | |
29 | 王光付, 李凤霞, 王海波, 等. 四川盆地不同类型页岩气压裂难点和对策[J]. 石油与天然气地质, 2023, 44(6): 1378-1392. |
WANG Guangfu, LI Fengxia, WANG Haibo, et al. Difficulties and countermeasures for fracturing of various shale gas reservoirs in the Sichuan Basin[J]. Oil & Gas Geology, 2023, 44(6): 1378-1392. | |
30 | 杨洪志, 赵圣贤, 夏自强, 等. 四川盆地南部泸州区块深层页岩气立体开发目标优选[J]. 天然气工业, 2022, 42(8): 162-174. |
YANG Hongzhi, ZHAO Shengxian, XIA Ziqiang, et al. Target selection of tridimensional development of deep shale gas in the Luzhou region, South Sichuan Basin[J]. Natural Gas Industry, 2022, 42(8): 162-174. | |
31 | YAO Yanbin, LIU Dameng, CHE Yao, et al. Petrophysical characterization of coals by low-field nuclear magnetic resonance (NMR)[J]. Fuel, 2010, 89(7): 1371-1380. |
32 | VINCENT B, FLEURY M, SANTERRE Y, et al. NMR relaxation of neritic carbonates: An integrated petrophysical and petrographical approach[J]. Journal of Applied Geophysics, 2011, 74(1): 38-58. |
33 | 邵国勇, 沈瑞, 熊伟, 等. 页岩油储层多尺度孔隙结构三维表征及应用[J]. 天然气与石油, 2023, 41(1): 89-97. |
SHAO Guoyong, SHEN Rui, XIONG Wei, et al. Three-dimensional characterization and application of multi-scale pore structure in shale oil reservoir[J]. Natural Gas and Oil, 2023, 41(1): 89-97. |
[1] | 文龙, 明盈, 孙豪飞, 张本健, 陈骁, 陈世达, 李松, 李海琪. 四川盆地二叠系龙潭组深层煤岩气地质特征与勘探潜力[J]. 石油与天然气地质, 2024, 45(6): 1678-1685. |
[2] | 刘景东, 任成刚, 王小娟, 潘珂, 王少华, 庞小婷, 关旭. 川中地区中侏罗统沙溪庙组断层输导有效性定量评价[J]. 石油与天然气地质, 2024, 45(6): 1705-1719. |
[3] | 彭军, 刘芳兰, 张连进, 郑斌嵩, 唐松, 李顺, 梁新玉. 川中龙女寺地区中二叠统茅口组储层特征及其主控因素[J]. 石油与天然气地质, 2024, 45(5): 1337-1354. |
[4] | 王威, 刘珠江, 魏富彬, 李飞. 川东北地区二叠系大隆组页岩储层特征及其主控因素[J]. 石油与天然气地质, 2024, 45(5): 1355-1367. |
[5] | 冯潇飞, 赵晓明, 张喜, 葛家旺, 杨长城, 梁岳立, Bouchakour Massine. 川中地区中侏罗世早期天文驱动下的湖平面波动及沉积物分布规律[J]. 石油与天然气地质, 2024, 45(5): 1368-1382. |
[6] | 张琴, 邱振, 赵群, 董大忠, 刘雯, 孔维亮, 庞正炼, 高万里, 蔡光银, 李永洲, 李星涛, 林文姬. 海-陆过渡相与海相页岩气“甜点段”差异特征与形成机理[J]. 石油与天然气地质, 2024, 45(5): 1400-1416. |
[7] | 李一波, 陈耀旺, 赵金洲, 王志强, 魏兵, Valeriy Kadet. 超临界二氧化碳与页岩相互作用机制[J]. 石油与天然气地质, 2024, 45(4): 1180-1194. |
[8] | 胡宗全, 刘忠宝, 李倩文, 吴舟凡. 基于变尺度岩相组合的陆相页岩源-储耦合机理探讨[J]. 石油与天然气地质, 2024, 45(4): 893-909. |
[9] | 叶玥豪, 陈伟, 汪华, 宋金民, 明盈, 戴鑫, 李智武, 孙豪飞, 马小刚, 刘婷婷, 唐辉, 刘树根. 四川盆地上二叠统大隆组页岩储层特征及其控制因素[J]. 石油与天然气地质, 2024, 45(4): 979-991. |
[10] | 方锐, 蒋裕强, 杨长城, 邓海波, 蒋婵, 洪海涛, 唐松, 谷一凡, 朱讯, 孙莎莎, 蔡光银. 四川盆地侏罗系凉高山组不同岩性组合页岩油赋存状态及可动性[J]. 石油与天然气地质, 2024, 45(3): 752-769. |
[11] | 何骁, 郑马嘉, 刘勇, 赵群, 石学文, 姜振学, 吴伟, 伍亚, 宁诗坦, 唐相路, 刘达东. 四川盆地“槽-隆”控制下的寒武系筇竹寺组页岩储层特征及其差异性成因[J]. 石油与天然气地质, 2024, 45(2): 420-439. |
[12] | 张赫驿, 杨帅, 张玺华, 彭瀚霖, 李乾, 陈聪, 高兆龙, 陈安清. 川东地区中二叠统茅口组沉积微相与环境演变[J]. 石油与天然气地质, 2024, 45(2): 457-470. |
[13] | 潘辉, 蒋裕强, 朱讯, 邓海波, 宋林珂, 王占磊, 李杪, 周亚东, 冯林杰, 袁永亮, 王猛. 河流相致密砂岩气地质甜点评价[J]. 石油与天然气地质, 2024, 45(2): 471-485. |
[14] | 张宝收, 张本健, 汪华, 陈践发, 刘凯旋, 豆霜, 戴鑫, 陈双玲. 四川盆地金秋气田:一个典型以中生界沉积岩为氦源岩的含氦-富氦气田[J]. 石油与天然气地质, 2024, 45(1): 185-199. |
[15] | 张自力, 乔艳萍, 豆霜, 李堃宇, 钟原, 武鲁亚, 张宝收, 戴鑫, 金鑫, 王斌, 宋金民. 四川盆地蓬莱气区震旦系灯影组二段岩溶古地貌与控储模式[J]. 石油与天然气地质, 2024, 45(1): 200-214. |
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