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Received：11 July 2022，
Revised：2022-08-20，
Published：01 October 2022
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地质-工程一体化理念和做法已广泛应用于非常规油气藏勘探开发，贯穿井位地质设计、钻井、完井、压裂投产全过程，但不同阶段和不同地质条件下侧重点有所差异。在涪陵页岩气田开发成功引进并完善了北美非常规地质-工程一体化压裂技术，但这一技术在新区探井压裂中的推广存在局限性。由于四川盆地沉积和构造类型具多样性和复杂性，盆地内非常规气探井的压裂测试无法获得工业气流现象突出，相邻或同一区块探井或评价井压裂产量差异大，主要原因是甜点的裂缝和地应力等地质-工程关键参数三维定量表征及建模精度不够，针对性的分段分簇、压裂优化设计及布缝控缝定量模拟技术手段欠缺。系统总结了地质-工程一体化团队在四川盆地复杂致密气和页岩气探井及评价井压裂方面的实践经验，通过开展地质、测井、地震、工程等多专业联合研究，定量表征非常规储层空间展布、物性、含气性、岩石力学及矿物含量、地层压力、应力场、天然裂缝等关键参数，建立了区域气藏三维地质-工程模型，利用模型进行压裂裂缝空间扩展模拟，优化射孔、暂堵、压裂液、支撑剂、排量等工艺参数，及时跟踪分析和调整必要的现场施工参数，从而增加有效改造体积、提高单井产能，探索并形成了地质-工程一体化压裂技术体系及方法流程，在普光千佛崖组致密气和林滩场页岩气等探区应用效果显著，为类似油气藏地质-工程一体化勘探与开发提供借鉴。
The concept of engineering integrated with geology originated and prevailing in North America has also been accepted and put into practice during the exploration and development of unconventional oil and gas in the rest of the world. It runs through the whole process that starts with well design， drilling and completion， and ends with fracturing and production， only with focus shifting along the way in adaptation to different geological conditions and exploration or development stages. The introduction of the integrated geology-reservoir engineering approach to fracturing in the Fuling shale gas field in Sichuan Basin has been quite fruitful except for some restrictions frequently felt during exploration activities in some frontier blocks. Due to the diversity and complexity of sedimentary and tectonics in the Sichuan Basin， exploratory/appraisal wells after fracturing are tested with greatly varying results （mostly with low gas flow） even if they are located in the same block or arranged closely to one another. This might be explained by an insufficient accuracy of 3D quantitative characterization and models for key geological engineering parameters such as fractures and in-situ stress in sweet spots， and a lack of adaptive quantitative simulation technologies such as optimal fracturing stage/cluster division， fracture geometry optimization and fracturing process control. This paper systematically summarizes the experiences of an integrated geological-reservoir engineering team gained during fracturing practice in exploratory and appraisal wells for tight gas and shale gas in the Sichuan basin. Their work includes a 3D geo-engineering model of regional unconventional gas reservoirs built with key parameters of geology and engineering such as spatial reservoir distribution， physical properties， gas content， rock mechanics， in-situ stress field， initial formation pressure， mineral contents and natural fractures based on multi-discipline collaboration of geology， well-logging， seismic survey and engineering. Furthermore， the team carried out a fracture propagation simulation based on the model and formed a specific integrative technology series and workflow that could enhance SRV and single well production through tracing and optimization of perforation and diversion parameters， fracturing fluid and proppant volume as well as pumping rate. The implementation of the approach in developing tight gas from the Qianfoya Formation， Puguang Gas field and shale gas from Lintanchang Block in the basin has been proven successful， thus providing a reference for the development of similar unconventional reservoirs.
Gupta J K ， ZIelonka M G ， Albert R A ， et al ． Integrated methodology for optimizing development of unconventional gas resources ［C］//SPE. SPE hydraulic fracturing technology conference . Texas ： SPE ， 2012 .
吴奇 ， 梁兴 ， 鲜成钢 ， 等 . 地质-工程一体化高效开发中国南方海相页岩气 ［J］. 中国石油勘探 ， 2015 ， 20 （ 4 ）： 1 - 23 .
Wu Qi ， Liang Xing ， Xian Chenggang ， et al . Geoscience‑to⁃production integration ensures effective and efficient South China marine shale gas development ［J］. China Petroleum Exploration ， 2014 ， 19 （ 6 ）： 14 - 23 .
孙焕泉 ， 周德华 ， 蔡勋育 ， 等 . 中国石化页岩气发展现状与趋势 ［J］. 中国石油勘探 ， 2020 ， 25 （ 2 ）： 14 - 26 ．
Sun Huanquan ， Zhou Dehua ， Cai Xunyu ， et al . Progress and prospect of shale gas development of Sinopec ［J］. China Petroleum Exploration ， 2020 ， 25 （ 2 ）： 14 - 26 .
谢建勇 ， 崔新疆 ， 李文波 ， 等 . 准噶尔盆地吉木萨尔凹陷页岩油效益开发探索与实践 ［J］. 中国石油勘探 ， 2022 ， 27 （ 1 ）： 99 - 110 .
Xie Jianyong ， Cui Xinjiang ， Li Wenbo ， et al ． Exploration and practice of benefit development of shale oil in Jimsar Sag，Junggar Basin ［J］. China Petroleum Exploration ， 2022 ， 27 （ 1 ）： 99 - 110 .
唐磊 ， 王建峰 ， 曹敬华 ， 等 ． 塔里木盆地顺北地区超深断溶体油藏地质工程一体化模式探索 ［J］． 油气藏评价与开发 ， 2021 ， 11 （ 3 ）： 329 - 339 ．
Tang Lei ， Wang Jianfeng ， Cao Jinghua ， et al . Geology‑engineering integration mode of ultra‑deep fault‑karst reservoir in Shunbei area，Tarim Basin ［J］. Petroleum Reservoir Evaluation and Development ， 2021 ， 11 （ 3 ）： 329 - 339 .
刘乃震 ， 何凯 ， 叶成林 ． 地质工程一体化在苏里格致密气藏开发中的应用 ［J］． 中国石油勘探 ， 2017 ， 22 （ 1 ）： 53 - 60 ．
Liu Naizhen ， He Kai ， Ye Chenglin . Application of geology engineering integration in the development of tight gas reservoir in Sulige Gasfield ［J］. China Petroleum Exploration ， 2017 ， 22 （ 1 ）： 53 - 60 .
鲜成钢 . 页岩气地质工程一体化建模及数值模拟：现状、挑战和机遇 ［J］. 石油科技论坛 ， 2018 ， 37 （ 5 ）： 24 - 34 ．
Xian Chenggang . Shale gas geological engineering integrated modeling and numerical simulation： Present conditions，challenges and opportunities ［J］. Petroleum Science and Technology Forum ， 2018 ， 37 （ 5 ）： 24 - 34 .
梁兴 ， 单长安 ， 蒋佩 ， 等 . 浅层页岩气井全生命周期地质工程一体化应用 ［J］. 西南石油大学学报：自然科学版 ， 2021 ， 43 （ 5 ）： 1 - 18 ．
Liang Xing ， Shan Changan ， Jiang Pei ， et al . Geology and engineering integration application in the whole life cycle of shallow shale gas wells ［J］. Journal of Southwest Petroleum University （Science & Technology Edition） ， 2021 ， 43 （ 5 ）： 1 - 18 .
吴奇 ， 胡文瑞 ， 李峋 ． 地质工程一体化在复杂油气藏效益勘探开发中存在的“异化”现象及思考建议 ［J］. 中国石油勘探 ， 2018 ， 23 （ 2 ）： 1 - 5 ．
Wu Qi ， Hu Wenrui ， Li Xun . The phenomenon of alienation of geology‑engineering integration in exploration and development of complicated oil and gas reservoirs，and related thoughts and suggestions ［J］. China Petroleum Exploration ， 2018 ， 23 （ 2 ）： 1 - 5 .
戴金星 ， 倪云燕 ， 刘全有 ， 等 . 四川超级气盆地 ［J］. 石油勘探与开发 ， 2021 ， 48 （ 6 ）： 1081 - 1088 ．
Dai Jinxing ， Ni Yunyan ， Liu Quanyou ， et al . Sichuan super gas basin in southwest China ［J］. Petroleum Exploration and Development ， 2021 ， 48 （ 6 ）： 1081 - 1088 ．
张道伟 ． 四川盆地未来十年天然气工业发展展望 ［J］. 天然气工业 ， 2021 ， 41 （ 8 ）： 34 - 45 ．
Zhang Daowei . Development prospect of natural gas industry in the Sichuan Basin in the next decade ［J］. Natural Gas Industry ， 2021 ， 41 （ 8 ）： 34 - 45 .
郭旭升 ． 南方海相页岩气“二元富集”规律—四川盆地及周缘龙马溪组页岩气勘探实践认识 ［J］. 地质学报 ， 2014 ， 88 （ 7 ）： 1209 - 1218 .
Guo Xusheng . Rules of two‑factor enrichment for marine shale gas in Southern China：Understanding from the Longmaxi formation shale gas in Sichuan Basin and its surrounding area ［J］. Acta Geologica Sinica ， 2014 ， 88 （ 7 ）： 1209 - 1218 .
胡东风 ， 王良军 ， 黄仁春 ， 等 . 四川盆地东部地区中二叠统茅口组白云岩储层特征及其主控因素 ［J］. 天然气工业 ， 2019 ， 39 （ 6 ）： 13 - 21 ．
Hu Dongfeng ， Wang Liangjun ， Huang Renchun ， et al ． Characteristics and main controlling factors of the Middle Permian Maokou dolomite reservoirs in the eastern Sichuan Basin ［J］. Natural Gas Industry ， 2019 ， 39 （ 6 ）： 13 - 21 .
王濡岳 ， 胡宗全 ， 龙胜祥 ， 等 . 四川盆地上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组页岩储层特征与演化机制 ［J］. 石油与天然气地质 ， 2022 ， 43 （ 2 ）： 353 - 364 ．
Wang Ruyue ， Hu Zongquan ， Long Shengxiang ， et al . Reservoir characteristics and evolution mechanisms of the Upper Ordovician Wufeng‑Lower Silurian Longmaxi shale，Sichuan Basin ［J］. Oil & Gas Geology ， 2022 ， 43 （ 2 ）： 353 - 364 ．
杨克明 ， 朱宏权 ， 叶军 . 川西致密砂岩气藏地质特征 ［M］. 科学出版社 ， 2012 ．
Yang Keming ， Zhu Hongquan ， Ye Jun . Geological characteristics of tight sandstone gas reservoirs in western Sichuan ［M］. Science Press ， 2012 ．
郑志红 ， 李登华 ， 白森舒 ， 等 . 四川盆地天然气资源潜力 ［J］． 中国石油勘探 ， 2017 ， 22 （ 3 ）： 12 - 20 ．
Zheng Zhihong ， Li Denghua ， Bai Senshu ， et al . Resource potential of natural gas in the Sichuan Basin ［J］. China Petroleum Exploration ， 2017 ， 22 （ 3 ） ： 12 - 20 ．
张道伟 ， 杨雨 . 四川盆地陆相致密砂岩气勘探潜力与发展方向 ［J］. 天然气工业 ， 2022 ， 42 （ 1 ）： 1 - 11 ．
Zhang Daowei ， Yang Yu . Exploration potential and development direction of continental tight sandstone gas in the Sichuan Basin ［J］. Natural Gas Industry ， 2022 ， 42 （ 1 ）： 1 - 11 ．
胡文瑞 . 地质工程一体化是实现复杂油气藏效益勘探开发的必由之路 ［J］. 中国石油勘探 ， 2017 ， 22 （ 1 ）： 1 - 5 ．
Hu Wenrui . Geology‑engineering integration‑a necessary way to realize profitable exploration and development of complex reservoirs ［J］. China Petroleum Exploration ， 2017 ， 22 （ 1 ）： 1 - 5 .
谢军 ， 张浩淼 ， 余朝毅 ， 等 . 地质工程一体化在长宁国家级页岩气示范区中的实践 ［J］. 中国石油勘探 ， 2017 ， 22 （ 1 ）： 8 ．
Xie Jun ， Zhang Haomiao ， She Chaoyi ， et al . Practice of geology⁃engineering integration in Changning state shale gas demonstration area ［J］. China Petroleum Exploration ， 2017 ， 22 （ 1 ）： 21 - 28 .
南泽宇 ， 李军 ， 刘志远 ， 等 . 基于数值模拟的双感应测井裂缝参数定量评价方法 ［J］. 地球物理学进展 ， 2017 ， 32 （ 2 ）： 696 - 701 ．
Nan Zeyu ， Li Jun ， Liu Zhiyuan ， et al . Fracture evaluation method of dual induction log based on numerical simulation ［J］. Progress in Geophysics（in Chinese） ， 2017 ， 32 （ 2 ）： 696 - 701 ．
Nan Zeyu ， Tan Maojin ， Li Jun ， et al ， Numerical simulation，response analysis，and physical experiment of induction logging in an inclined fractured formation ［J］. IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing ， 2022 ， 60 ： 1 - 11 ．
Li Jun ， Wu Qingzhao ， Jin Wujun ， et al . Logging evaluation of free‑gas saturation and volume content in Wufeng‑Longmaxi organic‑rich shales in the Upper Yangtze Platform，China ［J］. Marine and Petroleum Geology ， 2019 ， 100 ： 530 - 539 ．
李军 ， 路菁 ， 李争 ， 等 . 页岩气储层“四孔隙”模型建立及测井定量表征方法 ［J］. 石油与天然气地质 ， 2014 ， 35 （ 2 ）： 266 - 271 ．
Li Jun ， Lu Jing ， Li Zheng ， et al . Four‑pore modeling and its quantitative logging description of shale gas reservoir ［J］. Oil & Gas Geology ， 2014 ， 35 （ 2 ）： 266 - 271 .
李军 ， 武清钊 ， 金武军 ， 路菁 ， 页岩气储层总孔隙度与有效孔隙度测量及测井评价-以四川盆地龙马溪组页岩气储层为例 ［J］． 石油与天然气地质 ， 2017 ， 38 （ 3 ）： 602 - 609 ．
Li Jun ， Wu Qingzhao ， Lu Jing ， et al . Measurement and logging evaluation of total porosity and effective porosity of shale gas reservoirs：A case from the Silurian Longmaxi Formation shale in the Sichuan Basin ［J］. Oil & Gas Geology ， 2017 ， 38 （ 3 ）： 602 - 609 .
Rickman R ， Mullen M J ， Petre J E ， Grieser W V . A practical use of shale petrophysics for stimulation design optimization： All shale plays are not clones of the Barnett Shale ［C］//SPE. SPE Annual Technical Conference and Exhibition . Denver，Colorado ： SPE ， 2008 ．
Du B ， Zhang G ， Zhang J ， et al . The application of tight gas reservoir stress prediction through pre‑stack azimuthal AVO inversion ［C］//SEG. SEG Nanjing 2020 International Geophysical Conference . Nanjing ： SEG ， 2020 ．
商晓飞 ， 李蒙 ， 刘君龙 ， 等 . 基于源-汇系统的砂体分布预测与三维地质建模——以四川盆地川西坳陷新场构造带须二段为例 ［J］． 天然气工业 ， 2022 ， 42 （ 1 ）： 62 - 72 .
Shang Xiaofei ， Li Meng ， Liu Junlong ， et al . Source‑sink system based sand body distribution prediction and 3D geological modeling： A case study of the 2nd Member of Xujiahe Formation in Xinchang structural belt of Western Sichuan Depression，Sichuan Basin ［J］. Natural Gas Industry ， 2022 ， 42 （ 1 ）： 62 - 72 .
商晓飞 ， 龙胜祥 ， 段太忠 . 页岩气藏裂缝表征与建模技术应用现状及发展趋势 ［J］. 天然气地球科学 ， 2021 ， 32 （ 2 ）： 18 ．
Shang Xiaofei ， Long Shengxiang ， Duan Taizhong . Current situation and development trend of fracture characterization and modeling techniques in shale gas reservoirs ［J］. Natural Gas Geoscience ， 2021 ， 32 （ 2 ）： 215 - 232 ．
李蒙 ， 商晓飞 ， 赵华伟 ， 等 . 基于likelihood地震属性的致密气藏断裂预测——以四川盆地川西坳陷新场地区须二段为例 ［J］． 石油与天然气地质 ， 2020 ， 41 （ 6 ）： 1299 - 130 ．
Li Meng ， Shang Xiaofei ， Zhao Huawei ， et al . Prediction of fractures in tight gas reservoirs based on likelihood attribute—A case study of the 2nd member of Xujiahe Formation in Xinchang area，Western Sichuan Depression，Sichuan Basin ［J］. Oil & Gas Geology ， 2020 ， 41 （ 6 ）： 1299 - 1309 ．
金衍 ， 程万 ， 陈勉 . 页岩气储层压裂数值模拟技术研究进展 ［J］. 力学与实践 ， 2016 ， 38 （ 1 ）： 1 - 9 ．
Jin Yan ， Cheng Wan ， Chen Mian . A review of numerical simulation of hydro‑fracking in shale gas reservoir ［J］. Mechanics in Engineering ， 2016 ， 38 （ 1 ）： 1 - 9 ．
赵金洲 ， 任岚 ， 沈骋 ， 等 ． 页岩气储层缝网压裂理论与技术研究新进展 ［J］. 天然气工业 ， 2018 ， 38 （ 3 ）： 1 - 14 ．
Zhao Jinzhou ， Ren Lan ， Shen Cheng ， et al . Latest research progresses in network fracturing theories and technologies for shale gas reservoirs ［J］. Natural Gas Industry ， 2018 ， 38 （ 3 ）： 1 - 14 ．
周彤 ， 王海波 ， 李凤霞 ， 等 . 层理发育的页岩气储集层压裂裂缝扩展模拟 ［J］. 石油勘探与开发 ， 2020 ， 47 （ 5 ）： 1039 - 1051 ．
Zhou Tong ， Wang Haibo ， Li Fengxia ， et al . Numerical simulation of hydraulic fracture propagation in laminated shale reservoirs ［J］. Petroleum Exploration and Development ， 2020 ， 47 （ 5 ）： 1039 - 1051 ．
Zou Y ， Ma X ， Zhou T ， et al . Hydraulic fracture growth in a layered formation based on fracturing experiments and discrete element modeling ［J］. Rock Mechanics and Rock Engineering ， 2017 ， 50 ： 2381 - 2395 .
周彤 ， 陈铭 ， 张士诚 ， 等 . 非均匀应力场影响下的裂缝扩展模拟及投球暂堵优化 ［J］. 天然气工业 ， 2020 ， 40 （ 3 ）： 82 - 88 ．
Zhou Tong ， Chen Ming ， Zhang Shicheng ， et al . Simulation of fracture propagation and optimization of ball‑sealer in‑stage diversion under the effect of heterogeneous stress field in a horizontal well ［J］. Natural Gas Industry ， 2020 ， 40 （ 3 ）： 82 - 91 .
周彤 ， 张士诚 ， 陈铭 ， 等 . 水平井多簇压裂裂缝的竞争扩展与控制 ［J］. 中国科学（技术科学） ， 2019 ， 49 （ 4 ）： 469 - 478 ．
Zhou Tong ， Zhang Shicheng ， Chen Ming ， et al . Competitive propagation of multi‑fractures and their control on multi‑clustered fracturing of horizontal wells ［J］. Scientia Sinica Technologica ， 2019 ， 49 （ 4 ）： 469 - 478 ．
周彤 ， 苏建政 ， 李凤霞 ， 等 . 基于停泵压力降落曲线分析的压后裂缝参数反演 ［J］. 天然气地球科学 ， 2019 ， 30 （ 11 ）： 1646 - 1654 ．
Zhou Tong ， Su Jianzheng ， Li Fengxia ， et al . An approach to estimate hydraulic fracture parameters with the pressure fall off data of main treatment ［J］. Natural Gas Geoscience ， 2019 ， 30 （ 11 ）： 1646 - 1654 .
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