重点实验室参与了国家科技重大专项课题“页岩气勘查评价技术实验与应用推广”。该研究发表科技论文19篇,其中,SCI 2篇,EI 1篇,申请专利13项,其中发明专利10项。获得专利授权6项,其中,发明专利4项。成果应用示范点 2个。主要进展如下:
(1)总结了试验区及邻区页岩气富集模式
与北美地区相比,中上扬子地区具有富有机质页岩发育、热演化程度较高,后期改造作用较强的特点。富有机质页岩具有有机质丰度高、热演化程度高、脆性矿物含量高、物性低等特点,基本页岩气地质条件较好。勘探证实,试验区及邻区包括断背斜、紧闭背斜、宽缓背斜、箱状背斜、宽缓向斜、向斜侧翼封堵、古隆起、晚期隆起型等多种页岩气富集模式,为丰富和完善南方海相页岩气富集理论奠定了基础。
(2)优选多个页岩气有利区,初步形成页岩气示范区
在系统总结页岩气地质条件基础上,优选了贵州岑巩、湖北鹤峰、黔北正安、鄂西宜昌、贵州盘县等页岩气有利区5个,实现了贵州正安、湖北宜昌工业气流的发现,初步形成黔北正安、鄂西宜昌页岩气勘查示范区,推动了黔北正安页岩气勘探和宜昌产能建设步伐。
(3)基本形成了页岩气地质甜点预测方法
根据试验区实际地质特点,选取优质相带、优质页岩厚度、有机质丰度、镜质体反射率、孔隙度、脆性矿物、埋深、构造样式、断裂、压力系数等关键参数,通过系统分析参数的相互影响及平面展布行成数字矢量化图件,结合多元线性回归分析、多层次模糊识别及神经网络分析数学方法进行数学计算分析,并最终形成页岩气地质甜点神经网络预测方法。
(4)初步形成常压储层压裂改造工艺技术
针对盆外牛蹄塘组储层“常压、低温、致密、高钙、应力差异大”等储层特征以及井段深、大斜度等特点,创新提出了“密分段、大排量、高砂比、大砂量、裂缝转向、液氮伴注”的压裂改造工艺对策,尝试应用了膜制氮气举和电潜泵排采返排试气工艺,经过现场应用,获得了良好的改造效果。全程配合微地震监测,取得了很好的压裂效果,开创国内页岩气压裂段数最多、单段加砂量最大、平均砂液比最高等多项“最”技久、形成多项裂缝转向技术、探索使用前置液氮技术、全程采用微地震监测技术及低压储层压后膜制氮气举和电潜泵排采相结合的手段,提高压后返排效率,形成压后稳定产能,为常压储层勘探开发提供了技术借鉴。
(5)形成低勘探程度条件下的随钻测井、录井、地震一体化的地质导向技术
在地层倾角变化大、无三维地震、缺少钻井和二维地震资料的情况下,综合利用随钻测井、录井及地震等数据,紧密结合,确保了优质储层钻遇率,总结出了宜昌地区寒武系牛蹄塘组地质特征以及各个地层的地质参数特征,形成低勘探程度条件下的随钻测井、录井、地震一体化的地质导向技术,为类似地区钻井施工打下了坚实基础。
(6)初步形成了基于页岩固有频率的储层渗透率改善技术
通过测试页岩固有频率,并对地层深部的页岩加以激励,使其振动频率与固有频率达到共振状态,以增加页岩内部更多的微裂缝隙,提高其渗透性,从而提高常压页岩层单井产出气量。已完成页岩及煤岩在固有频率共振状态下物性改善的机理研究、建立固有频率测试以及振动实验系统,开展页岩固有频率检测以此来研究固有频率共振对页岩的结构破坏作用及对物性改善作用,并开展井下目的层页岩固有频率检测试验工作,确定了井下激励装置工作方法,验证了研究的可行性,取得了很好的试验数据。
(7)初步确定了海陆交互相页岩气开发层段优选参数和原则
基于实验参数,开展煤系地层有机地化、岩矿组合、储层物性、力学性质、含气性等储层非均质性研究,探索储层非均质性主控因素。根据三气储层非均质性强、平面厚度分布变化大且总体厚度为薄至中厚,常规压裂方式难以突破多个煤层而严重影响产能的特点,初步确定了单压裂段内至少包含1个主要有利煤层(顶/底)、单压裂段跨度控制在30m之内、避开煤体结构破碎的构造煤、压裂段附近固井质量满足压裂施工要求及主要有利煤层段孔径扩大率低海陆交互相页岩气开发层段优选参数和原则,创新提出了“小层射孔、分层投球、组段压裂”施工工艺技术。
(8)完成了页岩气含气量计算方法与含气量计算设备的研发
通过测试手段,分析岩样从取心到提升至地面期间损失气量,而非简单的数学推断,最终试制出含气性分析仪器的样机应用于实践,并获得国家发明专利。此项技术可提高含气量数据准确性,缩短测试时间,降低测试费用,满足国家对页岩气勘探高效、快捷、低成本的客观要求。