序言

郭彤楼

2024, 46(6): 0-0.

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川南下寒武统筇竹寺组新类型页岩气勘探发现及启示

郭彤楼, 熊亮, 何建华, 魏力民, 闫亮

2024, 46(6): 1-14. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2024.11.20.29

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四川盆地龙马溪组页岩气累计探明储量3$\times$10$^{12}$ m$^3$，年产量超过250$\times$10$^{8}$ m$^3$，而筇竹寺组才取得商业勘探发现，目前正展开勘探评价。基于川南寒武系筇竹寺组页岩沉积、储层、地化、可压性和含气性等特征的综合研究，大量的基础实验数据，以及与龙马溪组页岩气形成条件的对比分析，结果表明，筇竹寺组页岩气在沉积环境、生烃能力、储集空间、含气性、矿物组成及可压性等方面与龙马溪组页岩气存在显著差异，代表了一种新类型。新类型页岩气主要发育于槽台沉积体系，热液活动较强，成烃生物类型多，生烃能力强；储集空间以无机孔为主，有机孔是有利补充；长英质含量高，整体表现出良好的可压性。综合预测认为绵阳—长宁凹槽是筇竹寺组页岩气有利区带。资阳、井研、威远地区已有多口井获得高产工业气流，证实了从深水到浅水、从高TOC到低TOC页岩，都能富集成藏，是新类型页岩气勘探开发的重点区域。研究成果不仅丰富了页岩气勘探开发的理论基础，还形成了一系列配套的勘探技术，对不同层系、不同地区页岩气勘探开发具有重要示范意义。

川南下寒武统筇竹寺组沉积格局及沉积体系

熊亮, 钟怡江, 董翼昕, 彭明鸿

2024, 46(6): 15-31. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2024.11.16.15

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川南下寒武统筇竹寺组页岩气勘探连续重大突破，揭示该套层系成为继五峰组—龙马溪组页岩气重要接替层系的可能。该套页岩层系具有展布不均匀、沉积相特征差异明显且变化大的特点，制约了下一步勘探开发进展。为了解决这一问题，结合国内外细粒沉积学最新理论研究进展，以新近钻井、录井和地震沉积学分析为基础，剖析细粒沉积物质岩石学、地球化学和沉积组构综合特征，明确沉积格局、沉积环境和沉积体系发育特征。结果表明：1) 受同沉积断裂活动影响，中上扬子克拉通发育南北贯穿的川中凹槽和鄂西—渝东裂陷槽，形成了“三台夹两槽”的沉积格局。2) 建立了川南地区受绵阳—长宁凹槽构造-沉积分异控制下的滨岸—海槽—陆棚沉积体系，且将海槽体系分为浅水缓坡、深水缓坡、槽盆和陡坡4个亚相，井研地区和资阳地区分别发育于浅水缓坡和深水缓坡。3) 建立了川南地区来自西部物源区的细粒沉积物质在缓坡带内受到风暴流、浊流和底流的交互作用改造形成浅水缓坡浊积体和底流丘以及深水缓坡内浊积体和底流席的沉积模式。4) 以细粒沉积学为指导建立的沉积格局控制的沉积微相发育模式对筇竹寺组新类型页岩气勘探有着重要的指导作用。

川南下寒武统筇竹寺组层序地层及其对储层的控制

唐建明, 王同, 周桦, 罗思聪, 周静

2024, 46(6): 32-44. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2024.11.18.53

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目前四川盆地筇竹寺组两种类型勘探目标(富有机质页岩、含有机质页岩)均已取得突破，展现出良好的勘探潜力。为了明确其层序发育模式及其对储层的控制作用，综合应用露头剖面、测录井资料、地震剖面等资料，在川南地区筇竹寺组页岩地层中识别出5个三级层序界面，划分了4个三级层序。SQ1对应筇一段底部沉积，仅分布于绵阳—长宁凹槽核部；SQ2、SQ3对应筇一段上部及筇二段沉积，分布于凹槽西侧及内部；SQ4对应筇三段沉积，广泛分布于整个凹槽。层序充填序列反映出凹槽逐步填平补齐的过程。海侵体系域(TST)发育高总有机碳含量、高脆性、较高孔隙度的黑色页岩，凹槽内沉积厚度明显大于两侧。海退体系域(RST)发育含有机质页岩，非均质性较强，仅凹槽西侧SQ3—RST具有高孔隙度、高脆性矿物含量、高含气量特征。该研究对于在层序格架内寻找有利勘探目标具有重要的指导意义。

四川盆地中西部筇竹寺组凹槽相区页岩沉积环境及发育模式

魏力民, 冯少柯, 顾战宇

2024, 46(6): 45-60. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2024.11.18.03

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四川盆地凹槽相区筇竹寺组贫、富有机质两类页岩气勘探获得重大突破，但其有机质富集程度、页岩气储层特征及形成条件等与龙马溪组表现出极大差异。通过对筇竹寺组凹槽相区的岩性、粒度、矿物组成、有机碳含量、成烃生物和微痕量元素等特征的综合分析，明确了早寒武世筇竹寺期四川盆地中西部“两台夹一槽”的构造格局以及独特的拉张构造背景为筇竹寺组页岩构建了相对稳定的半开放—半封闭沉积环境，高可容纳空间与丰沛的陆源碎屑输入为筇竹寺组粉砂质页岩广泛发育奠定了物质基础，井研地区和资阳地区筇竹寺期沉积水体及沉积微相的变化是导致贫、富有机质两类页岩交替发育的主要原因，建立了四川盆地中西部凹槽相区筇竹寺组浅水亚相—深水亚相页岩发育模式。该模式可以指导此类型的页岩气勘探，为优质页岩分布预测、甜点层段优选提供科学依据。

基于神经网络聚类分析的深层页岩储层岩相识别——以川南筇竹寺组为例

董晓霞, 冯少柯

2024, 46(6): 61-73. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2024.10.31.01

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随着中国石化西南油气分公司下寒武统筇竹寺组页岩气勘探的重大突破，四川海相页岩气勘探热点逐渐从龙马溪组向筇竹寺组进行转变。因此，如何对页岩岩相进行准确识别是现阶段勘探工作中尚待解决的难题。为了解决这一问题，根据岩芯样品的有机质含量和X射线衍射实验结果，将筇竹寺组深层页岩储层划分为5种岩相(富有机质的粉砂质页岩和含钙粉砂质页岩、贫有机质的粉砂质页岩、含钙粉砂质页岩和黏土质页岩)。在三角图岩相划分和岩相特征分析的基础上，基于神经网络聚类分析理论建立了深层页岩气储层岩相识别工作流和模型，测试、验证和训练数据集的混淆矩阵结果均大于88%，识别准确性高。利用其模型对Z2井岩相进行了识别，比传统的岩相方法更加准确、高效，有助于研究区深层页岩气储层的高效开发，也为深层—超深层页岩气储层岩相识别研究提供了新思路。

川南筇竹寺组页岩储层孔隙连通及油气充注特征

史洪亮, 邓明全, 周桦, 何建华, 徐浩

2024, 46(6): 74-90. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2024.09.13.01

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川南筇竹寺组页岩气资源丰富，勘探潜力巨大，但储层孔隙连通性及油气充注特征尚不清晰。基于高压压汞、低温N$_2$吸附和FIB-SEM实验表征研究区筇竹寺组页岩孔隙结构及连通性特征，并结合生烃动力学模拟分析资阳—井研地区的油气充注能力。研究表明：1) 井研地区筇竹寺组富有机质页岩层孔隙连通性较差，孔隙连通率为32.8%，但具有较大的生烃压力，达48.50 MPa，而粉砂质页岩层孔隙连通性好，孔隙连通率为55.7%，生烃压力为31.60 MPa；2) 资阳地区筇竹寺组页岩生烃压力为井研的1.3$\sim$1.9倍，最高达62.80 MPa，流体包裹体测试表现出60.00 MPa的成藏压力，与之相符合；3) 通过油气充注动力学模拟得出，生烃前中期槽内(资阳地区)油气增压明显，最高达56.50 MPa，向斜坡区(井研地区)发生运移；生烃后期页岩埋深增大，储层致密化，充注阻力增加，充注动力无法突破阻力，井研地区为原地有机质裂解供烃。

川南下寒武统筇竹寺组页岩孔隙结构特征及其主控因素

罗思聪, 张南希, 王保保, 周桦, 王同

2024, 46(6): 91-106. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2024.12.05.04

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为评价川南筇竹寺组两类页岩储层特征及差异，基于钻井系统取芯资料，综合运用X衍射、氩离子抛光扫描电镜、高压压汞、低温N$_2$和CO$_2$吸附等实验方法，对两类页岩储层TOC含量、矿物组成、微观孔隙类型、孔隙结构特征及其影响因素开展了研究。研究表明，两类页岩储层均发育多种类型微观孔隙，整体以无机孔为主，富有机质页岩有机孔占比高于含有机质页岩；含有机质页岩(TOC含量 < 1%)孔隙度为4.78%$\sim$6.02%(平均5.22%)，储层孔径以20$\sim$100 nm为主，宏孔为主要储集空间(平均70.10%)；富有机质页岩(TOC含量$\geqslant$1%)孔隙度为3.88%$\sim$7.06%(平均5.53%)，储层孔径分布以1$\sim$50 nm为主，介孔为主要储集空间(平均81.81%)。含有机质页岩微孔比表面积和体积与TOC含量成正相关关系，而富有机质页岩微孔、介孔比表面积和体积均与TOC含量成正相关关系；两类页岩储层与矿物组成关系复杂，石英和长石构建的支撑结构奠定了原始无机孔基础，TOC、黏土矿物及后期成岩矿物等充填于粒间孔改变了孔隙结构，TOC含量的增多在一定程度上提高了有机孔占比。

页岩储层压裂组合支撑剂导流能力预测模型及应用研究

郭建春, 马健, 曾凡辉, 穆轲帆, 赵志红

2024, 46(6): 107-114. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2024.11.12.02

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页岩储层通过水力压裂形成长期高导流能力裂缝是低渗透致密油气藏资源有效开发的核心。基于线弹性力学理论，通过改进Kozeny-Carman方程建立了支撑裂缝动态导流预测能力模型，避免了以往模型没有全面考虑支撑剂粒度组成、弹塑性变形、嵌入和蠕变的不足。结果表明，当有效闭合应力为60 MPa时，第1 000天的裂缝导流能力较第100天的裂缝导流能力下降大约54%；在低有效闭合应力下，大粒径支撑剂含量越高，支撑裂缝导流能力越大；当有效闭合应力增大时，加入小粒径支撑剂可以减小裂缝导流能力的下降幅度；支撑剂或裂缝壁面弹性模量越大，支撑剂的变形、嵌入量越小，支撑裂缝导流能力越大；支撑裂缝初始缝宽越大，支撑裂缝中支撑剂铺置层数越多，会减少因嵌入带来的不利影响，裂缝导流能力增加；随着时间、有效闭合应力的增加，支撑裂缝缝宽、导流能力会因支撑裂缝蠕变的影响而逐渐减小。

超深层页岩气多域裂缝压裂实践

林永茂, 缪尉杰, 王兴文, 慈建发, 邓艺平, 刘林, 邱玲

2024, 46(6): 115-128. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2024.11.26.01

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下寒武统筇竹寺组页岩气是继志留系龙马溪组页岩气后第二个具备大规模开发的页岩储层，资阳地区筇竹寺组普遍埋深大于4 500 m，部分超5 000 m，属于典型超深层页岩气储层。与龙马溪组深层页岩气压裂不同，筇竹寺组页岩气应力梯度高，大尺度裂缝欠发育，压裂面临超高压，低复杂裂缝的难点。针对以上难点攻关提出多域裂缝压裂提产技术，采用多手段精细刻画与微观岩性裂缝识别实现甜点中找蜜点，运用地震地质工程一体化软件开展全三维追踪裂缝扩展数值模拟，提出变密度分段分簇及依靠22 m$^3$/min排量沟通大尺度裂缝，基于物模复杂性实验，提出多重暂堵+停泵暂堵促进岩性微裂缝扩展，配套全域高强度裂缝构建的体积栅格柱塞工艺，突破超深层多类型多域裂缝沟通关与支撑关。该技术在ZY2井的成功运用实现超深层页岩气压裂的突破，压后获无阻流量306.42$\times$10$^4$ m$^3$/d，刷新深层、超深层页岩气产能纪录，有力保障了资阳地区筇竹寺组的勘探突破，为该区域超深层页岩气压裂工艺提供新思路。

基于自吸实验的页岩有效渗透率确定方法

曾凡辉, 蒋静, 马健, 郭建春, 穆轲帆

2024, 46(6): 129-136. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2024.11.12.03

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有效渗透率是表征页岩储层特征的关键参数之一。针对致密页岩储层通过常规流动实验获取有效渗透率受到极大限制这一难题，开展了基于自吸实验预测岩石有效渗透率方法的研究。研究中首先通过开展页岩自吸实验获取自吸能力系数，综合考虑页岩渗透压、迂曲度、动态毛管力等因素，建立基于自吸能力系数的储层有效渗透率预测方法。结果表明，建立的有效渗透率预测方法考虑因素全面、需要参数较少、计算过程清晰，更符合地层真实情况；渗透压、迂曲度对有效渗透率有明显影响，忽略渗透压将导致有效渗透率结果偏大，不考虑迂曲度导致有效渗透率预测结果偏小，为有效、快速评价页岩储层有效渗透率提供一种新途径。

页岩水平井分段多簇缝口暂堵参数优化——以川南下寒武统筇竹寺组页岩为例

李永明, 马健, 栗铁峰, 孙鹏

2024, 46(6): 137-145. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2024.12.12.01

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水平井分段多簇压裂是页岩气储层勘探开发的关键技术，为保障多簇裂缝均匀扩展，工程上采用暂堵球封堵优势裂缝缝口的工艺，但目前主要依靠经验，封堵效果差异较大。为提高缝口封堵效率，基于可视化井筒暂堵实验装置模拟分析暂堵球在水平井中的运移坐封过程，认识提高缝口封堵效率的影响规律；在此基础上，考虑携砂液对孔眼动态磨蚀扩大孔径，基于范宁方程、流动摩阻和压裂过程，建立了携砂液磨蚀后孔眼直径模型，优化了缝口动态封堵参数。结果表明，当暂堵球直径为磨蚀后孔眼直径的1.03倍、暂堵球数量是孔眼开启数量的1.1~1.3倍时，磨蚀后孔眼坐封效率最高。在筇竹寺页岩JY3井应用封堵效率显著提高，暂堵后各段压力均有明显涨幅，为类似页岩油气水平井分段多簇缝口暂堵工艺优化提供了理论方法。

川南下寒武统筇竹寺组井研—犍为地区页岩气安全优快钻井技术及应用

罗成波, 周兴付, 欧彪, 刘伟, 张生军, 张玉胜, 王治国

2024, 46(6): 146-154. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2024.11.18.02

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井研—犍为地区发育拉伸、挤压、走滑等多种构造，整体裂缝发育，西南部多方向断层交错，断缝复杂。前期部署的探井钻井过程主要面临漏层漏点多、直井段防斜打快难度大、井眼轨迹控制难度大、机械钻速慢等问题。为了安全高效勘探开发该区块页岩气，研发形成了以差异化三开制井身结构优化、地质工程一体化轨道设计避断溶体、控压降密度技术控溢漏复杂及多级高效堵漏技术为核心的安全钻井技术，以防塌钻井液体系、钻头钻具钻进参数一体化及四位一体地质导向为关键的优快钻井技术。技术集成应用9口井，优质储层平均钻遇率100%，平均钻速由1.9 m/h上升到8.6 m/h，钻井周期由233 d缩短到72 d。实践表明，形成的安全优快钻井技术不仅为安全高效勘探开发提供了技术支撑，而且为增储保矿，持续上产稳产提供了技术保障。

川南下寒武统筇竹寺组井研—犍为地区瘦身井优化评价研究

何龙, 何新星, 张玉胜, 严焱诚, 刘伟, 朱礼平

2024, 46(6): 155-164. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2024.12.16.02

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川南下寒武统筇竹寺组井研—犍为地区上部地层存在压力体系复杂、井壁失稳、部分地层可钻性差等问题，钻井周期长，建井成本高。针对上述问题，通过统计分析，应用已钻井资料建立了井研—犍为区域的三压力与复杂地层剖面，优化一二开必封点，形成常规井身结构方案。提出了采用$\phi$190.5 mm井眼完钻的瘦身方案，通过水力学与管柱力学分析开展了瘦身井身结构的适应性评价，单井实施瘦身结构井一二开采用$\phi$127.0 mm钻杆，三开采用$\phi$127.0 mm+$\phi$114.3 mm钻杆，平台井工厂实施瘦身结构井一二开采用$\phi$139.7 mm钻杆，三开采用$\phi$127.0 mm+$\phi$114.3 mm钻杆，井斜角不超过90°时能够实施水平段长3 000 m的钻井。应用常规井身结构方案，实际钻井周期相比前期缩短21.68%，若采用瘦身井身结构，单井预期可降低成本180万元。研究技术成果可为筇竹寺组页岩气下步钻井工程设计提供重要优化方向，有望从源头上降低建井成本，促进井研—犍为筇竹寺组页岩气资源的高效开发与规模建产。

井研—犍为筇竹寺页岩气井套变机理及预防措施

张国东, 夏彪, 李友培, 李曙光, 穆轲帆, 王治国, 卢丽

2024, 46(6): 165-176. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2024.12.05.05

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井研—犍为地区筇竹寺组粉砂质页岩气资源量巨大，该区目的层埋深较大、地质构造复杂、储层内水平地应力值较高，部分井在压裂过程中出现严重的套管变形，导致丢段，从而严重影响单井产量。基于套管变形失效特征及变形井段共性工程、地质影响因素分析，建立了地层-套管-水泥环压裂数值模拟模型，明确了套管变形机理。基于临界注入压力、地层应力状态及其对应的压裂裂缝状态建立一套套变风险的评估方法，对套变风险进行分级，形成“精细优化+实时预警+三控模式”的均衡压裂防套变技术体系，精细分段，利用微地震监测实时预警，风险段控制规模，排量、运行节奏，应用结果表明，该技术体系能够有效降低套变的发生，为该区效益规模开发提供了技术支撑。

川南下寒武统筇竹寺组页岩气井防漏堵漏技术

严焱诚, 唐涛, 张生军, 王治国, 何苗, 何新星

2024, 46(6): 177-186. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2024.12.19.01

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川南寒武系筇竹寺组页岩气资源量2 206$\times$10$^8$ m$^3$，是四川盆地天然气增储上产的重要领域。区块地质结构复杂，上部地层存在溶洞、大裂缝，中部地层发育溶蚀缝洞，下部地层发育断缝、褶缝及溶蚀缝，导致川南页岩气井地表至目的层均有不同类型不同漏速的井漏发生，且漏失量大、处理时间长。针对上述难题，开展了井漏特征分析，以避、防、堵相结合的地质工程一体化的防漏堵漏为指导思路，精细分析各地层漏失特征，通过技术思路调整、关键材料研选、室内体系优化实验及现场应用迭代升级，形成了基于缝洞预测的地质工程一体化轨道设计与随钻提高地层承压能力防漏技术、非失返性井漏广谱桥浆堵漏技术、失返性井漏复合堵漏技术与储层温控固结堵漏技术，构建了筇竹寺组页岩气井分层分类防治一体化防漏堵漏技术体系。应用结果表明，井漏治理时长降低65%，为筇竹寺组页岩气高效开发提供了技术支持。

总目次

2024, 46(6): 187-192.

摘要 ( 50 )

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