录井大作业--录井报告

1、录井报告 题目类型：浅谈页岩气录井技术 学生姓名： 学号: 2012 系列： 石油资源系专业班级：勘查技术与工程指导老师： 时 间：2015年浅谈页岩气录井技术摘要页岩气的开发最早始于美国,是目前国内非常规气藏的勘探重点和热点。简介了国内外页岩气勘探开发现状,页岩气工业化开采因具有产量低的特点,需要采用相应的钻井新技术,以便缩短钻井周期,降低成本。为了卡准层位、发现储集层、准确预报工程异常和油气显示,录井主要应用了微钻时、岩石可钻性、气测、岩石热解、岩屑显微图像、随钻伽马等技术对页岩气储集层进行评价,取得了较好的效果。关键词页岩气录井技术地质卡层工程预报压力检测储集层1 岩气基本概念和发展历程

2、页岩气(Shale Gas)是指以热成熟作用或连续的生物作用为主以及两者相互作用在富含有机质的页岩中生成并富集在其中的非常规天然气。页岩气一部分以游离态存在于孔隙和裂缝中,一部分吸附于有机质和黏土矿物表面。页岩气主要分布在盆地内厚度较大、分布广的页岩烃源岩地层中。与常规气藏不同,页岩既是天然气生成的源岩,也是聚集和保存天然气的储集层和盖层。因此,有机质含量高的黑色页岩、高炭泥岩等常是最好的页岩气源岩。页岩气具有产量低、开采周期长的特点,低成本的开采技术是页岩气能够规模化生产的必要条件。世界上的页岩气资源研究和勘探开发最早始于美国,目前美国和加拿大是页岩气大规模开发的两家,其开发技术比较成熟。2

3、009年美国天然气产量首次超过了俄罗斯,成为世界第一产气大国,其中常规天然气产量占了一半,页岩气功不可没。在开采技术方面,经过多年攻关,美国探索出了一套先进的、低成本的页岩气开采技术,主要有水平井+多段连续压裂改造技术、清水压裂技术、同步压裂技术等。这些先进实用技术的成功应用,大幅度地提高页岩气单井产量。2 中国页岩气勘探现状随着国民经济的快速发展和融入全球化进程的加快,对以天然气为主的清洁能源的需求量日益增大。预计到2020年,中国天然气缺口量将突破1350亿立方米。因此加大开发常规气藏之外,积极有效地开发非常规天然气资源将是满足天然气需求量的重要途径。页岩气是一个崭新的能源勘探领域。21世

4、纪初,我国引进页岩气引起了泛关注,随之迅速地开展了页岩气资源预测、有利区块评价及其聚集条件等研究。页岩气储集于致密岩层,具有低孔、低渗、气流阻力大等特点,其开采具有相当大的难度。页岩气开发不仅需要先进的勘探钻井技术,如大斜度井、水平井、环形水平井等技术,还需要在页岩储集层压裂方面有重大突破。目前,页岩气先进的开采技术主要集中在国外的壳牌公司、雪佛龙公司、哈利伯顿公司等国际能源企业。美国页岩气开采技术十分保密,甚至连专利都不申请,完全垄断在少数几家公司手中。在国内技术尚未成熟前提下,国内石油企业采取与国外石油企业合作开发的策略,以资源换技术。我国南方地区具有页岩气储存的地质条件,从震旦纪到中三叠

5、世,发育了广泛的海相沉积,分布面积约200104km2。其中,下寒武统、上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组、下二叠统、上二叠统4套地层是南方地区页岩气发育最有利的层位,四川盆地及上扬子地区是平面上分布的有利区。研究表明,仅四川蜀南区块,页岩气远景资源量在10万亿立方米以上,勘探前景非常好。目前,国家规划将川渝黔鄂页岩气资源战略调查先导试验区作为近期重要的建产基地,力争到2015年,页岩气可采储量达1000亿立方米,产能达到3050亿立方米,发展潜力十分广阔,中国页岩气的发展正处于一个快速起步阶段。3 页岩气录井技术要点四川页岩气主要分布在蜀南勘探区块,目前西南油气田分公司和壳牌公司正在该区域进行

6、勘探。针对四川页岩气井,缩短钻井周期是降低成本的主要方法。为此,在固244.5 mm技术套管前,主要用了气体钻井技术。之后至目的层采用常规钻井液+PDC钻头钻井技术。钻井新技术的应用,在地质卡层、储集层发现、工程预报、压力检测方面带来了技术难题,录井将微钻时、岩石可钻性、气体钻井录井、岩石热解、岩屑荧光显微图像等技术配套应用在解决上述问题方面取得了较好的效果2-3。四川地区页岩气地表出露地层为沙溪庙组或嘉陵江组,完钻井深28003600 m。钻井阶段使用了不同的钻井液,威远、长宁构造的井主要使用气体钻井、低度聚合物钻井液钻井。在须一段以前,岩性为砂泥岩,在须一段至震旦系岩性为碳酸盐岩。在钻井工

7、艺上,表层套管固井后,采用气体钻井,直至茅口组顶界,茅口组至井底采用常规钻井液钻井3.1 技术难点页岩气录井技术的难点:一是关键层位的卡准。在气体钻井条件下卡准茅口组顶界和在常规钻井液+PDC钻头钻井技术条件下卡准志留系下统龙马溪组和寒武系的筇竹寺组是技术难题;二是页岩气储集层的发现和评价。评价储集层需要检测页岩有质中的吸附气,吸附气含量的高低可以评价页岩储集层的好坏。因此,如何检测吸附气是录井过程中首先要考虑的问题;三是地层压力和工程异常检测。页岩气钻井使用气体钻井和常规钻井液组合钻井,录井过程中检测地层压力是发现有机碳储集层的重要手段,也是技术难点。在气体钻井阶段,工程参数判断异常的机理发

8、生了变化,异常检测是技术难点。3.2 应用技术3.2.1微钻时技术将现场采集的以时间记录的数据库,通过连续转换处理,形成深度记录步长为0.1m或间距更小的连续的能正确反映储集层特征的技术。志留系石牛栏组和龙马溪组的分层界限仅靠岩屑录井难以区别,往往进入龙马溪组很多米后都不能正确分层。但是,利用微钻时技术,可在1 m内快速判断层位变化,从而分辨出龙马溪组层位。石牛栏组底界微钻时一般为50 min/m左右,而进入龙溪组后,降为25 min/m左右。岩石可钻性指数岩石可钻性指数是机械钻速的校正参数,无量纲。在录井过程中对岩石可钻性指数进行计算,能够准确地判断石牛栏组和龙马溪组的分界。一般情况下,影响

9、钻速的因素分为两类:一类是不可改变的地层岩性、物性等地质因素;另一类是钻头类型、钻井参数和钻井液性能等可调参数及钻头磨损。通过对可调参数的处理,得到反映地层的可钻性的指数。在已钻的5口页岩气井的应用中较好,准确地分出龙马溪组的层位。图1是N201井利用岩石可钻性指数进行分层的成功应用。石牛栏组的岩石可钻性指数为100160,进入龙马溪组后,岩石可钻性指数降为2030,分界十分明显。显微图像、气测、岩石热解技术气体钻井和PDC钻井是页岩气钻井的主要技术,优点是机械钻速快,但是岩屑细小或为粉末状,岩屑识别难,岩性剖面质量不高。应用岩屑显微图像技术,可以观察岩屑细小结构,辅助识别岩性,提高剖面质量,

10、从而能够确卡层。页岩气主要以游离气和吸附气两种形式存在于页岩中。在钻井过程中,游离气随着钻头破碎岩石而进入钻井液,经循环带到地表,利用综合录井气测可以检测地层的含气性。气测含量的高低可以定性地反映页岩储集层中含气的多少,从而能够快速地评价页岩气储集层的好坏,因此气体检测是一个不可缺少的项目。在W 201井14921531 m井段气测显示明显,全烃值由0.1%上升到40%,是龙马溪组页岩储集层中游离气发育的主要井段。岩石热解用于页岩气,主要是测量页岩气储集层的含气量,含气量分析是评价页岩气储集层的一项关键技术。通过岩石热解录井,分析储集层的有机碳含量,并对蒸馏出来的天然气进行测定,建立有机碳和地

11、层含气量的关系图。在录井过程中,分析出页岩储集层有机碳的含量,根据这个关系图判断页岩储集层的含气量。据资料统计,页岩气中游离气和吸附气的存在比例取决于多种因素,主要是页岩中的有机质含量,不含有机质的页岩吸附能力较差。页岩岩屑由于受到取样条件和岩屑中油气散失等不利因素影响,虽不能准确反映页岩吸附气含量,但通过对岩屑(心)热解,可以检测页岩中未完全散发的吸附气。当页岩中含有吸附气时,录井中所测气态峰S0含量(90下检测的单位质量岩石中的吸附烃量)将有一定的增加。通过岩石热解录井获得的有机碳参数,来推测评价地层含气量是否有开采价值。W 201井岩心含气量与有机碳含量关系图,当有机碳含量为2.5%4%

12、时,页岩储集层中天然气的含量为2.53 m3/t,是具有开采价值的良好储集层。现场可以利用图板进行评价3.2.2 压力检测技术录井技术中用于检测地层压力的方法主要有:dc指数法、Sigma法、泥(页)岩密度法、地热梯度法、C2/C3比值法等。页岩气录井主要使用dc指数法、泥(页)岩密度法。从W 201井龙马溪组的dc指数的趋势来看,为正常压实地层,15301545 m是有机碳含量高的井段,dc指数明显偏离趋势线。泥页岩密度在该井段上部趋于正常,而在该井段出现了偏离趋势线的现象,分析认为该井段有机碳含量增加和吸附气增多而导致密度值下降。因此,15301545 m井段既是异常压力段也是页岩储集层。

13、3.23 储集层综合评价由于页岩气储集层的特殊性,录井利用钻时、微钻时、岩屑、气测、岩石热解、自然伽马等对页岩气储集层作出评价。如W 201井龙马溪组,储集层主要分布在14921541 m井段,其中上部层段14921530 m以游离气为主,自然伽马呈中值,下部层段15311541 m以吸附气为主,自然伽马呈高值。整个井段页岩有机碳含量高、地层含气量高、气测高,具有很好的对应关系,是志留系龙马溪组最好的岩储集层002E 。4 借鉴与改进要重视录井人才队伍。录井队的核心技术人员是地质师和仪器工程师,2人带一台综合录井仪到异地作业是未来发展的趋势。加快与国际录井接轨的步伐。国内录井公司应该着手建立国际录井作业标准体系,适应全球化作业趋势。推广随钻伽马技术。随钻伽马是一项成熟技术,录井公司应抓住机遇在直井中推广应用,将地质师从靠单一的岩屑录井建立剖面进行地层对比、分层与卡层中解脱出来,进一步提高剖面的符合率和分层与卡层的准确性。录井管理重点要突出技术,尽量减少与技术无关的工作,安全管理属地化,不要自成体系5结束语目前,页岩气的开发在国内是个热点,也是非常规气藏勘探的重点。从目前的工作来看,已获得了初步的成果,前景较好。录井技术是根据页岩气地质特点和钻井技术的应用而决定的,微钻时、岩石可钻性、气测、岩石热解、气体钻井录井、岩屑显