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利用测井技术分析影响页岩气水平井产能的主要因素

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地质 储层 沉积 地化 层序地层
资源描述:
利用测井技术分析影响页岩气水平井产能的主要因素,中国石油集团测井有限公司辽河分公司 二○二〇年 十一月,汇报提纲,一、研究背景 二、页岩气储层特征参数的测井评价 三、页岩气水平井产量主要影响因素分析 四、页岩气水平井产能预测 五、结论,一、研究背景,同一区块、同一层位的页岩气水平井之间的产能相差较大,页岩气藏的开发效果受控因素远多于常规油气藏,利用测井技术从页岩气储层识别与解释评价入手,分别从地质资源潜力、压裂改造潜力两个方面研究分析影响页岩气水平井产能的主要地质因素及完井工程因素,评估这些因素对水平井产能的影响程度,确定影响页岩气水平井产能的主要因素,这对提高页岩气藏开发效果是十分必要的,对今后提高页岩气藏开发效果具有重要的意义。,页岩气储层评价内容主要包括储层含气性、气藏的可开采性等方面。 主要包含:矿物组分评价;地球化学参数评价(有机碳含量TOC和有机质成熟度参数的计算);物性参数评价(页岩储层的孔隙度、渗透率以及饱和度);含气量评价(游离气量和吸附气量的计算);可压裂性评价(岩石力学参数评价、地应力评价、脆性评价和裂缝识别及评价),二、页岩气储层参数测井评价,二、页岩气储层参数测井评价,1)利用岩心有机碳含量多项式回归计算TOC,多矿物最优化反演计算矿物成分Vsh、Vsnd、Vlim、Vdol、Vpyr、φ等, ,兰格缪尔公式吸附气含量ADGS ; 2)利用TOC法计算页岩含气饱和度Sg; 3)利用矿物组分计算页岩基质渗透率PERM; 4)结合φ、Sg计算游离气含量FreGas及总含气量TGAS; 5)利用脆性矿物石英占储层矿物总含量的百分比来指示页岩的脆性BR_lth; 6)计算水平应力差系数DKh;,W地区水平井页岩气储层分类:,基于储层有机质含量、物性、含气性及岩石可压性特征等四个方面建立页岩气储层分类评价标准: 1)Ⅰ类页岩气层(优质页岩气储层) 2)Ⅱ类页岩气层 3)Ⅲ类页岩气层(干层),二、页岩气储层参数测井评价,三、页岩气水平井产量主要影响因素分析,三、页岩气水平井产量主要影响因素分析,影响页岩气水平井产能的主控因素的研究主要涉及以下几个方面: 1)储层的有机质丰度(总有机碳含量TOC )评价 2)储层类型及储层物性参数计算 3)储层含气量评价 4)储层的易改造性评价 W地区页岩气水平井产能(平均日产量Q)与储层参数的相关性分析:,在储层评价方面,页岩气水平井产能与储层的总有机碳含量TOC、硅质矿物含量V硅质、含气饱和度Sg、渗透率PERM、总含气量正相关;与储层中灰质、白云质含量以及粘土矿物的含量呈负相关。 在完井工程评价方面,页岩气水平井产能与生产井段,特别是所钻遇的Ⅰ类页岩气储层(优质页岩气储层)密切相关;与储层的矿物脆性也紧密相关,这些因素决定了储层的易压裂改造性以及改造后储层的泄流面积;此外储层的温度、压力、水平方向的应力差以及杨氏模量、泊松比等岩石力学特性对产能也有不同程度的影响。,储层因素,生气能力与储渗能力是决定页岩气开发井产能的主要内在因素:TOC是衡量储层页岩气富集的一个关键性因素,决定着页岩的含气量,与井的产气能力密切正相关;优质页岩气储层厚度决定了单井的总产气量;储层的孔隙度、含气饱和度是评价其地质储量,特别是含气量及生产能力的重要指标;储层的渗透率与井的产量密切相关。,三、页岩气水平井产量主要影响因素分析,储层因素,石英是页岩储层中最主要的脆性矿物成分,其含量与井的气产量密切正相关,页岩砂质含量高,储层的的孔、渗物性好,脆性好,更易于压裂改造。W优质页岩气储层的砂质含量在40%以上。 灰质矿物含量高会使页岩储层的孔、渗物性(特别是渗透率)变差,因此灰质矿物含量与井的气产量负相关。 页岩气储层中粘土矿物中的伊利石含量与吸附气含量有一定的关系,但膨胀性粘土矿物(主要是蒙、皂石类)不利于储层的压裂改造造缝。国内外资料表明,泥土矿物含量超过30%的页岩气储层的开发效果很差。,三、页岩气水平井产量主要影响因素分析,完井工程因素,页岩气水平井箱体钻遇的优质页岩气储层的厚度决定了水平井的产气量。W区高产气量的水平井基本上都在优质页岩气储层中穿行,所钻遇的优质页岩气储层都较厚。,产量降低,三、页岩气水平井产量主要影响因素分析,完井工程因素,岩石脆性指数越高页岩气储层越容易压裂改造,气产量随着井钻遇储层的脆性的增加而增加,岩石脆性指数与井的产能正相关。 W地区优质页岩气储层的脆性指数在50%以上。 页岩气水平井产量与压裂改造效果密切相关,压裂效果越好(即压裂入井总砂量或压裂改造体积SVR越大),水平井产能越高。,三、页岩气水平井产量主要影响因素分析,完井工程因素,页岩气水平井压裂效果取决于钻遇的Ⅰ类储层厚度、脆性指数、孔渗物性、粘土及灰质含量以及水平应力差等地质因素 。钻遇的Ⅰ类储层越厚,压裂效果越好;地层脆性指数高、物性好,其可压裂性越好;地层泥质、灰质含量高,会增大压裂改造的难度;井周水平主应力差越小(DKh越小),压裂改造越有利于形成网状裂缝,改造体积SRV越大,井产能也就越高。,三、页岩气水平井产量主要影响因素分析,⑴ 有机碳生气能力HTOC:,⑵ 孔隙储气能力HPSG:,⑶累计总含气量HTGAS:,通过定义如下参数表征页岩气水平井的产能:,⑸渗透率产气能力HK:,⑷脆性指数HBR:,⑹ 压裂总用砂量FSV,Q:平均日产量(万方/日),四、页岩气水平井产能预测,四、页岩气水平井产能预测,(1)统计模型:,误差分析:,定义:,,(R=0.817),(2)神经网络模型: 采用三层BP神经网络,中间隐含层的神经元个数为12,输入层参数为HTOC、HPSG、HTGAS、HBR、HK,输出层为计算的井平均日产量Qlog,2019年新井生产及产能模型计算对比:,五、结论,通过对W地区22口页岩气水平井的分析,得到以下几点认识: 1、页岩气储层的有机碳含量、孔渗物性、含气量、石英脆性矿物含量、储层厚度等地质因素是决定其产气能力的关键因素。优质页岩气储层(Ⅰ类页岩气层)是页岩气井产气的主要来源; 2、页岩气水平井眼位置应选择在低应力区,沿最小水平主应力方向钻进,并通过地质导向技术实时调整,以获得最大的优质页岩气储层钻遇率,为后期压裂改造提供有利条件; 3、利用测井资料,采用统计拟合分析或神经网络技术可以较好地预测页岩气水平井的产能; 4、采集齐全、质量可靠的测井资料对页岩气藏储层的精细评价、工程评价及射孔、压裂分段选层是必不可少的。,请各位专家批评指正,谢谢!,
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