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科研進展

武漢巖土所揭示深部頁巖儲層力學特性

發表日期:2021-11-03來源:武漢巖土力學研究所放大 縮小

  經過近十年的探索實踐,我國中深層頁巖氣資源(埋深小于3500m)已實現規模效益開發。埋深超過3500m的深層頁巖氣占總資源量的65%以上,是我國“十四五”期間頁巖氣增儲上產的主要戰略陣地。深層頁巖氣井埋深更大(3500~5000m)、地層溫壓更高,儲層改造面臨一系列挑戰。為保障深層頁巖氣資源的安全高效開發,深部頁巖儲層力學特性表征是重要的基礎性工作,尚缺乏系統深入的研究。

  為此,依托十三五國家科技重大專項,中國科學院武漢巖土力學研究所油氣中心團隊科研人員與中國石化江漢油田合作,選取四川盆地某一深層頁巖氣先導試驗井,針對整套上奧陶統五峰組-下志留統龍馬溪組含氣頁巖儲層(埋深約3700m,厚度約83m),采集了全部9套地質小層的代表性井下巖心,開展了高應力條件下(圍壓80MPa)的三軸壓縮試驗,系統研究了各小層頁巖的強度及變形破壞特征,定量表征了全應力-應變曲線峰后段的復雜形態(圖1),建立了能夠有效描述圍壓效應的新型脆性評價指標。結果表明,頁巖儲層力學參數在縱向上具有較強的非均質性,隨著圍壓(埋深)的增大,試樣破裂復雜度減弱,脆性下降顯著(圖2),解釋了當前深層頁巖氣產量普遍較低的原因,為深層頁巖水平井鉆井、壓裂施工優化設計提供了重要參考。 

  相關研究成果以“Rock mechanical characteristics of deep marine shale in southern China, a case study in Dingshan block為題,發表于Journal of Petroleum Science and Engineering。 

  論文鏈接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0920410521003594 

    

圖1.峰后曲線分形維數隨圍壓和埋深的變化規律 

    

圖2.儲層頁巖脆性表征 

(文/圖 油氣中心)

    

    

    

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