内容简介
《山地浅层页岩气富集成藏特征与高效开发关键技术》通过太阳山地浅层页岩气田构造断裂系统、页岩气烃源岩、页岩储集体、页岩自封闭性与封存箱顶底板、含气性规律的特征分析，创新形成了复杂山地浅层页岩气成藏赋存理论。通过基于地质工程一体化储层模型迭代更新驱动的钻压采工程矿场试验与集成创新实践，形成了浅层页岩气甜点选区评价技术、产能目标导向高效布井技术、国产近钻头地质导向技术、安全高效优快钻井技术、浅层页岩气体积压裂与精细控压排采等高效勘探开发关键技术，创建了太阳山地浅层页岩气开发示范基地，对中国南方复杂构造区海相山地浅层页岩气勘探开发有积极的示范引领和学习借鉴意义。
目录
目录
**章 绪论 1
**节 山地浅层页岩气概述 1
一、浅层页岩气概念 1
二、山地页岩气内涵 1
第二节 太阳山地浅层页岩气田地质概况 4
一、自然地理条件 4
二、地质背景 4
第三节 太阳山地浅层页岩气田勘探发现历程 5
一、昭通页岩气勘探开发概况 5
二、太阳山地浅层页岩气的勘探发现历程 6
第二章 太阳山地浅层页岩气田基本地质特征 8
**节 构造特征 8
一、构造背景 8
二、太阳地区构造精细描述 13
第二节 地层沉积特征 16
一、地层特征 16
二、沉积特征 24
第三节 页岩厚度及埋深特征 33
一、页岩厚度分布 33
二、页岩埋藏深度 34
第三章 太阳山地浅层页岩岩相划分及其特征 35
**节 矿物分析法 36
一、矿物特征 36
二、矿物法岩相识别 47
第二节 测井分析法 48
一、常规测井*线识别 48
二、元素俘获测井识别 50
三、双能指数法识别 51
第三节 页岩岩相特征 53
一、生物硅质页岩 53
二、黏土质页岩 56
三、钙质页岩 58
第四章 太阳山地浅层页岩微观特征 61
**节 多尺度微观表征技术简介 61
一、CT技术 62
二、MaipSCAN技术 63
三、场发射扫描电镜技术 65
四、聚焦离子束-氦离子显微镜技术 66
第二节 页岩微观整体特征 67
第三节 微观孔缝发育特征 72
一、孔隙类型及特征 73
二、裂缝类型与发育程度 78
第四节 不同岩相对微观储集特征的控制 80
一、有机质分析 80
二、有机质孔隙转化率分析 81
三、孔隙度分析 82
四、有机孔占比分析 84
五、孔隙结构分析 84
六、多井对比分析 87
第五章 太阳山地浅层页岩气藏与储集体特征 90
**节 山地浅层页岩气藏特征 90
一、气藏形成 90
二、气藏类型 93
三、气藏要素 95
第二节 富有机质页岩储集体特征 96
一、火山活动促进作用 96
二、储集体识别方法 98
三、优质储集体展布特征 104
四、储集体参数计算 106
五、有机地化特征 117
六、岩石物理特征 134
第三节 含气性特征 139
一、现场测量解吸含气量 139
二、等温吸附实验方法 142
三、测井解释含气量 145
第六章 太阳山地浅层页岩富集成藏规律 153
**节 太阳背斜区三维构造格架 153
一、封闭性断裂系统 153
二、页岩气储层顶底板及其封闭条件 156
第二节 浅层页岩储层保存条件评价 157
一、保存条件综合评价参数及标准 158
二、宏观保存条件评价 159
三、微观保存条件评价 162
第三节 浅层页岩气成藏赋存特征 166
一、浅层页岩沉积成岩控源储评价体系 166
二、浅层页岩自封闭性 171
三、浅层页岩气成藏赋存模式 176
第四节 浅层页岩气富集高产规律 181
一、浅层页岩气储层特色 181
二、多场协同多元耦合富集高产规律 182
第七章 太阳山地浅层页岩气高效勘探开发关键技术 185
**节 山地浅层页岩气甜点选区评价技术 185
一、页岩气甜点主控因素 185
二、高密度高精度地震资料采集与处理技术 187
三、浅层页岩气地震资料处理技术 190
四、浅层页岩气储层甜点预测技术 191
五、山地浅层页岩气地质工程一体化综合评层选区技术 200
六、甜点评价参考标准 202
第二节 山地浅层页岩气产能导向高效布井技术 203
第三节 水平井钻井地震地质导向跟踪和控制技术 203
第四节 山地浅层页岩气安全高效优快钻井技术 207
一、浅层页岩气高性能水基钻井液 207
二、漂浮下套管技术 208
三、水平井靶体及钻遇率控制技术 208
第五节 浅层页岩气大段多簇密切割强改造体积压裂技术 209
一、适宜长段多簇密切割技术 209
二、微地震实时监测优化调整压裂技术 212
三、分布式光纤连续监测与动态评估优化压裂试气技术 213
四、压裂缝网建模与产能预测 222
第六节 山地浅层页岩气精细控压排采技术 223
第八章 太阳山地浅层页岩气勘探前景与可持续发展对策 226
**节 山地浅层页岩气勘探前景 226
第二节 山地页岩气可持续发展勘探方向 229
一、走出盆地构造稳定区，向山地区带发展 229
二、走出五峰组-龙马溪组，寻求其他页岩层系接替 230
第三节 山地页岩气可持续发展技术对策 230
一、高质效打造透明页岩气藏和人造页岩气藏 230
二、全生命周期一体化有效培植页岩气高产井 231
参考文献 233
试读
**章绪论
**节山地浅层页岩气概述
一、浅层页岩气概念
本书所指的浅层页岩气，是指勘探目的层埋藏深度小于2000m并赋存于页岩储层中的非常规页岩气藏，具有页岩气甜点区连续分布、吸附气比例偏高、地层微超压、井口压力和产量低、生产周期长、页岩水平应力差较小易于体积压裂等气藏地质和工程特点。通常浅层页岩气埋深略大于常规的浅层天然气（小于1500m）（白旭明等，2018），但小于目前工业开发意义上的页岩气（甜点埋深大于2000m）（朱光有等，2006；马新华和谢军，2018；王鹏万等，2018）。目前，国内埋深小于2000m的浅层页岩气仅在昭通***页岩气示范区（简称“昭通示范区）的太阳地区取得了商业开发和整体探明气田，其他地区总体仍处于探索阶段。
无论美国或中国，目前页岩气的勘探开发都主要集中在2000m及以深范围，很自然地形成了“浅层页岩气勘探禁区的习惯性思维和评价认识。那么在2000m以浅的中国南方复杂山地广袤地域，有没有浅层页岩气？浅层页岩气能否有效成藏？浅层页岩气能不能规模成藏保存？具备不具备有勘探价值的浅层页岩气资源？浅层页岩气资源潜力有多大？复杂山地浅层地震勘探和钻压采工程关键技术行不行？能不能支撑实现浅层页岩气有效开发？这些是摆在地质勘探家、开发专家和工程技术专家面前严肃的科学问题和严峻的变革技术挑战。这些问题已严重制约了页岩气示范区开采技术应用推广以及四川盆地外海相页岩气工业化进程。
二、山地页岩气内涵
多期次造山运动叠置的板内形变作用造就了中国南方海相页岩气的山地特殊性，笔者在2010年进行中国石油重大专项立项时率先提出“山地页岩气的概念。通过近些年对山地页岩气的勘探与开发评价实践，学界对山地页岩气内涵特征有了更加翔实的归纳阐述性总结，认为复杂的山地地质构造特征和深切割的地形地貌条件，即“地表复杂的地貌大山和“地腹复杂的地质大山这“两座大山为南方复杂山地页岩气勘探开发带来了巨大的困难与挑战，山地页岩气效益勘探开发须迈过这“两座大山。
（一）地表复杂的地貌大山
秦岭-大别造山带以南的中国南方地区，地表条件复杂多变，尤其是西南云贵川交界的乌蒙山区沟壑纵横切割，山地、丘陵、河谷和山间盆地交错；山高谷深，整体区域海拔落差在300m以上，局部地区可达500～1300m。山地主体部位陡峭，坡度较大，多为20°～70°（徐政语等，2016）。高陡山区植被茂密，多为灌木荆棘；坡度较缓的山区多被水稻和玉米等经济农作物覆盖。人口相对集中的山地-丘陵地区，人文环境复杂，经济发展缓慢。
昭通示范区地处四川盆地盆缘-盆外的云贵高原乌蒙山地区，山高谷深，*高海拔超过2786m。复杂的地形地貌造成工区，经济条件较为落后，坡陡、弯多、道窄、路差，交通存在诸多不便，车辆设备上山和地面工程施工难度大，而且该地区平坝稀少，人烟密集，寻找落实安全施工的井场难度大，碳酸盐岩裸露山地区井场工程量大，通天断层、溶孔、溶洞和暗河发育导致钻探工程风险大，钻前工程和钻井压裂工程成本高（图1-1）。地上的“地貌大山给昭通示范区页岩气勘探开发等带来了困难和挑战。
图1-1中国南方海相山地页岩气区典型地貌（昭通示范区页岩气ZA24井场）
（二）地腹复杂的地质大山
昭通示范区历经多期次叠置的板内造山构造形变活动，晚奥陶世—早志留世前陆盆地广阔陆棚海相沉积的深水富有机质页岩*终表现为“强改造、过成熟、杂应力盆外山地页岩气特点（马力等，2004；梁兴等，2001、2016、2017b；吴奇等，2015；赵文韬等，2018），甜点控制因素复杂。多期多组构造挤压与走滑滑移叠加作用，致使沉积地层错断、褶皱变形和隆升剥蚀，断层、天然裂缝带发育，地层产状复杂且倾角大，目的层埋藏深度变化大，背斜构造带内页岩储层多数被剥蚀殆尽或埋藏很浅，页岩气储层主要分布于向斜构造带区，并呈现连片面积小、展布分散的保存格局，地表多为溶蚀洞孔缝、暗河发育的海相碳酸盐岩裸露喀斯特地貌区。走滑+压扭叠合形成的构造地应力环境极为复杂，剪切构造应力导致地应力绝对值高、方向变化大，在向斜深埋区带水平应力差超过20～30MPa的现象比比皆是。
复杂的“地质大山背景，致使地腹构造形变强度、地层产状、埋深、地应力、断层裂缝变化多端，给页岩气开发带来了一系列的工程技术难题。如地震地质激发和接收条件差，优质资料采集难，地震地质解释精度与储层模型深度准确性差；井区水平井主方向微幅度构造发育，靶体落差大，平滑轨迹和箱体钻遇率、优质储层高钻遇率控制困难；天然裂缝带井漏、页岩破碎带坍塌频发，钻井风险大，提速控制挑战大，地质甜点认识存在难度，地质工程动态评价挑战大。
（三）山地浅层页岩气地质特征
昭通示范区海相山地浅层页岩气存在地表地貌和地腹地质“两座大山的实际情况，完全不同于“构造平稳、一马平川、成熟度适中
