页岩气岩石物理与测井评价及微观渗流特性研究 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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肖立志，张晓玲，谢庆明 著

图书标签:

• 页岩气
• 岩石物理
• 测井评价
• 微观渗流
• 储层评价
• 地球物理
• 油气勘探
• 非常规油气
• 渗透力
• 孔隙结构

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030438379

版次：1

商品编码：12118756

包装：精装

开本：16开

出版时间：2015-06-01

用纸：胶版纸

页数：200

字数：262000

正文语种：中文

内容简介

　　《页岩气岩石物理与测井评价及微观渗流特性研究》首先系统综述含气页岩的岩心分析技术、纳米岩石物理技术和测井评价技术的国内外研究现状，并与我国页岩气勘探实例相结合，分别讨论常规岩心分析、纳米岩石物理分析及页岩气测井评价储层参数的方法和目前仍然存在的问题；然后，对含气页岩的微观渗流特性进行有针对性的研究，系统总结多种不同尺度下含气页岩气的滑流、扩散、吸附／解吸等的微观机理，并对其影响因素进行分析，最后，采用具有显著优势的格子玻尔兹曼算法，实现含气页岩复杂孔隙结构下的渗流特性模拟及基质渗透率确定。
　　《页岩气岩石物理与测井评价及微观渗流特性研究》主要供从事页岩气勘探开发的地质工作者、地球物理工作者、油藏工程技术人员及其他相关学科的科研人员参考。

内页插图

目录

前言

第1章 绪论
1．1 页岩气开发的背景与意义
1．2 页岩气开采历史与现状
1．3 页岩气藏的基本特征
1．4 综合评价流程
1．4．1 地质评价
1．4．2 岩石物理评价
1．4．3 地层评价
1．4．4 储层建模
1．5 描述参数
1．6 问题提出
1．7 本书框架
参考文献

第2章 含气页岩的常规岩心分析与实例
2．1 方法概述
2．1．1 地球化学参数
2．1．2 物性参数
2．1．3 含气量
2．1．4 岩石类型和矿物组分
2．1．5 力学参数
2．1．6 磁共振特性
2．1 -7岩心分析工作流程
2．2 岩心分析实例
2．2．1 生烃潜力分析
2．2．2 储集和流动性能分析
2．2．3 岩性矿物及脆性分析
2．2．4 弹性性质分析
2．2．5 磁共振特性分析
2．3 小结
参考文献

第3章 含气页岩的纳米岩石物理与实例
3．1 方法概述
3．1．1 微观孔隙结构
3．1．2 岩石成像技术
3．1．3 孔隙介质三维模型构建方法
3．1．4 多尺度模型整合
3．1．5 数值模拟
3．1．6 核磁共振模拟方法
3．1．7 拉曼光谱
3．1．8 工作流程
3．2 纳米数字岩心分析实例
3．2．1 微观结构
3．2．2 纳米CT扫描成像
3．2．3 矿物分析
3．2．4 数值模拟实例
3．3 小结
参考文献

第4章 含气页岩的测井评价与实例
4．1 方法概述
4．1．1 裂缝层理识别——微电阻率扫描成像测井
4．1．2 弹性参数定量计算——声波测井
4．1．3 钻井轨迹定位
4．1．4 矿物组分鉴定和定量评价
4．1．5 TOC定量评价
4．1．6 成熟度指数评价
4．1．7 孔隙度评价
4．1．8 饱和度评价
4．1．9 存在的问题分析
4．2 含气页岩测井评价模型与流程
4．2．1 甜点及其表征参数
4．2．2 含气页岩的测井响应机理及特征
4．2．3 含气页岩的体积模型
4．2．4 测井工作流程
4．3 实例分析
……
第5章 页岩气渗流机理和影响因素
第6章 页岩气在有机纳米孔隙中的输运特性

前言/序言

　　页岩气勘探与开发是当前能源工业的热点，对世界能源格局和经济发展正产生着重大影响。美国过去十年对页岩气的开发取得了巨大成效，其他国家纷纷效仿。中国页岩气的勘探开发已有了良好的开端，四川盆地和塔里木盆地均发育有海相沉积环境的页岩，其厚度、埋深及有机质丰度等均有利于形成具有工业价值的页岩气田，且其前景乐观、潜力巨大。但我国的地质情况比北美更加复杂，页岩气勘探开发的相关研究正在逐步展开，涉及的关键科学、技术及工程问题很多，正在梳理、预研及组织攻关之中。
　　页岩气的勘探开发涉及多个基础科学问题，含气页岩的岩石物理特征和测井响应机理是其中的关键问题之一。微观上，含气页岩的岩石物理特征受富含有机质、纳米孔隙网络、表面吸附效应、黏土矿物的附加导电性等固有特性的影响，机理不甚明了；宏观上，测井方法在含气页岩地层的响应受到其非均质性、岩石致密、分散有机质及黄铁矿等固有特性的影响，机制不甚清楚；应用上，包括现有岩心分析手段和方法的适用性与局限性，现有测井技术及评价方法的适用性与局限性，均需要深入分析和实践检验。抽采机理是另一个最重要的关键问题，宏观层面，要解决用何种抽采方式才能实现页岩气高效开采，如井筒及井网的设计与钻掘、压裂等增产措施的实施等；微观层面，则要解决页岩气在超微孔隙网络中究竟是怎样流动的、受哪些因素影响，如何在不同尺度上表征页岩气的流动特性等。
　　页岩气的含气量、流动性及通过物理场快速探测和准确评价，则可以归结为以下两个问题：①含气页岩的岩石物理特征描述及测井原位评价，含气页岩评价的关键参数优选、岩石物理模型建立、页岩气勘探开发中岩心分析与测井工作流程及解释评价方法；②甲烷气在页岩纳米孔隙中的流动特性。页岩气流动的模拟计算集中了复杂的几何边界、高克努森数、非理想气体等因素而极具挑战性。常规流体力学运动方程对这类问题难于处理，从分子运动学的角度来研究其渗流特性是一个可以尝试的重要方向。
　　本书由以下三个相对独立的部分组成。
　　（1）基于渝东南地区页岩气现场取心，从实验室岩心分析人手，考察页岩的生烃潜力、储集性能、流动特性、脆性和弹性的实验室评价方法，建立页岩实验室测试的工作流程。从纳米岩石物理的角度出发，考察页岩的微观结构、纳米数字岩心成像、微观矿物分析及基于数字岩心的数值模拟和微观尺度评价方法，建立页岩纳米岩石物理工作流程。
　　（2）基于渝东南地区页岩气测井资料，通过对常规测井、元素俘获能谱测井、核磁共振测井、阵列声波测井、电成像测井等响应特征的对比分析，提出定性识别和定量计算方法，考察总有机碳含量、孔隙度、骨架矿物成分、裂缝发育程度、弹性参数、地应力、各向异性等评价结果，建立页岩气测井评价流程，对不同井型的测井系列提出优选方案。
　　（3）含气页岩微观特征决定了渗流机理的特殊性，为了探讨含气页岩的流动特性，基于解析和数值模拟两种方法，梳理页岩气的渗流机理，系统分析页岩气的渗流特征，并基于构建的三维规则模型、不规则模型及真实数字岩心，对其流场进行格子玻尔兹曼模拟，最终对页岩的基质渗透率的求解进行修正，试图为页岩气微观流动研究奠定一定的基础，并给出一定的方向。

深层油气藏高效开发关键技术研究 摘要 随着全球能源需求的持续增长，对非常规油气资源的勘探开发日益受到重视。然而，许多深层油气藏，特别是低渗透、致密裂缝性储层，面临着储层非均质性强、渗透率极低、孔隙结构复杂等一系列开发难题，导致其资源潜力难以得到有效释放。本书聚焦于深层油气藏的高效开发这一核心议题，系统性地梳理了当前在该领域面临的关键技术挑战，并着重探讨了解决这些挑战的最新研究进展与实用技术。本书旨在为石油工程技术人员、地质师、测井工程师以及相关科研学者提供一个全面、深入的技术参考，助力我国深层油气资源的高效、经济开发，为国家能源安全提供有力支撑。 引言 油气勘探开发进入新时期，陆上和海上的常规油气藏已趋于饱和，而深层（通常指埋深大于3500米）油气藏因其巨大的资源潜力，成为未来油气增储上产的重要战略接替领域。然而，深层油气藏往往伴随着高温高压、储层物性差、构造复杂等不利因素，对勘探开发技术提出了更高的要求。特别是近年来，随着页岩油、致密砂岩油气等非常规油气藏的勘探开发技术取得突破，人们的目光也投向了更深、更复杂的层系。 在深层油气藏的开发过程中，储层的高效评价与增产措施是制约开发效果的关键瓶颈。传统的油气藏评价方法在面对深层复杂储层时，往往存在着评价精度不足、识别能力有限等问题。例如，储层的孔隙度、渗透率、含油饱和度等关键参数，在高温高压环境下，其数值会发生显著变化，传统的测井解释模型可能无法准确反映真实情况。此外，深层储层往往发育复杂的微观裂缝网络，这些裂缝对流体的流动起着至关重要的作用，但其形态、连通性以及对流体渗流的影响机制，对于现有技术而言，仍然是理解和评价的难点。 因此，发展一套适用于深层油气藏的高效评价与开发关键技术体系，已成为当前油气勘探开发领域亟待解决的重大课题。本书正是围绕这一目标，从储层评价、渗流机理到增产措施，进行了一系列深入的探讨与研究。 第一章：深层油气藏地质特征与挑战 本章将首先对深层油气藏的地质特征进行详尽的阐述，包括其普遍存在的埋深大、温度高、压力高的特点。在此基础上，深入分析这些地质特征对油气藏形成、分布、物性以及流体性质带来的影响。我们将重点讨论深层储层普遍存在的低孔隙度、低渗透率，以及由于成岩作用、构造运动等因素形成的复杂孔隙结构（如微孔、裂缝等）。 随后，本章将系统梳理深层油气藏开发过程中面临的主要技术挑战。这包括但不限于： 储层评价的难度：高温高压环境下，传统测井参数的变化规律，以及如何准确评价储层的真实孔隙度、渗透率、含油饱和度，特别是对于发育微裂缝的致密储层。 渗流机理的复杂性：低渗透介质中的非线性渗流规律，裂缝与基质的相互作用，以及在高温高压下的流体行为变化。 开发技术的限制：如何针对深层高温高压环境下的储层，设计和实施有效的压裂改造、化学驱、物理驱等增产措施，以提高储层的采收率。 工程技术的制约：高温高压下的钻井、完井、固井等工程技术的可靠性与安全性。 通过对这些地质特征与挑战的深入剖析，为后续章节的技术研究奠定坚实的地质基础。 第二章：深层油气藏测井评价技术新进展 本章将聚焦于深层油气藏的测井评价技术，重点介绍近年来在该领域取得的最新突破与创新。我们将从多个维度展开论述： 高温高压测井仪器的发展：介绍适用于深层高温高压环境的新型测井仪器，包括其耐温耐压能力、信号采集精度以及可靠性。 先进测井方法的应用： 成像测井技术的应用：如电阻率成像、声波成像等，如何通过高分辨率的图像识别储层中的裂缝、层理、构造等细微结构，并定量评价裂缝参数。 核测井技术的深化应用：在高温高压环境下，如何利用中子、密度、伽马等测井响应，结合新的解释模型，更准确地评价储层的孔隙度、岩石骨架成分以及流体性质。 电阻率和感应测井技术的改进：在高矿度地层水和复杂地层条件下，如何通过多频、多深度的探测，更准确地识别油水界面和计算含油饱和度。 声波测井与地震测井的协同应用：如何利用声波测井数据，结合地面地震数据，反演地下的岩石物理参数，并评估储层的物性分布。 新的测井解释模型与方法： 考虑高温高压影响的岩石物理模型：介绍如何根据深层储层的实际温压条件，修正传统的岩石物理关系，提高孔隙度、渗透率等参数的评价精度。 适用于复杂孔隙结构的解释方法：针对微孔、双重孔隙介质等复杂储层，介绍新的测井解释模型，以更全面地刻画储层的孔隙结构特征。 利用人工智能与机器学习辅助测井解释：介绍如何利用大数据和人工智能技术，构建智能化的测井解释系统，提高解释效率和准确性。 储层参数的精细化评价：如何通过多类测井方法的综合应用，实现储层渗透率、含油饱和度、孔隙结构等关键参数的精细化、定量化评价。 本章将通过大量的实例数据分析，展示这些新技术、新方法在深层油气藏评价中的实际应用效果，为勘探开发提供可靠的评价依据。 第三章：深层油气藏渗流机理与数值模拟 本章将深入探讨深层油气藏的渗流机理，并介绍先进的数值模拟技术在该领域的应用。 复杂储层渗流理论 revisited： 低渗透介质中的渗流规律：重点讨论在极低渗透率条件下，流体的流动行为，包括滑脱效应、启动压力梯度等。 裂缝性储层渗流理论：详细阐述裂缝对流体流动的影响，包括单裂缝、多裂缝网络的渗透率贡献，以及裂缝与基质之间的流体交换机制。 多相流在复杂孔隙结构中的行为：在高温高压下，油、气、水等不同相态流体在复杂孔隙结构（如微孔、喉道）中的分布与流动特点。 高温高压流体性质与渗流行为： 原油、天然气、地层水在高温高压下的状态方程与物性变化：介绍如何准确描述高温高压下流体的密度、粘度、溶解度等关键参数。 高温高压对渗透率的影响：探讨温度和压力对岩石骨架变形、孔隙压力变化以及流体渗透性的影响。 数值模拟技术在深层油气藏研究中的应用： 适用于复杂储层的数值模拟器介绍：介绍能够处理复杂孔隙结构（如裂缝、多重孔隙）、高温高压条件以及非牛顿流动的数值模拟软件。 微观数值模拟：通过构建真实的孔隙网络模型或微观裂缝模型，模拟流体在微观尺度上的流动行为，深入理解裂缝与基质的相互作用，以及微观孔隙结构对渗流的影响。 宏观数值模拟：结合测井、岩心等数据，构建储层宏观数值模型，模拟油气藏的动态开发过程，预测产量变化，优化开发方案。 参数敏感性分析与不确定性评价：利用数值模拟技术，对关键储层参数（如渗透率、裂缝密度、驱替效率等）进行敏感性分析，评估不同参数对开发效果的影响，并进行不确定性评价。 本章将通过理论分析和数值模拟算例，展示如何利用先进的渗流理论和模拟技术，深入理解深层油气藏的渗流规律，为开发方案的制定提供科学依据。 第四章：深层油气藏高效开发关键技术 本章将重点介绍针对深层油气藏的高效开发关键技术，这些技术旨在克服低渗透、复杂孔隙结构等挑战，最大化油气采收率。 储层改造技术： 水平井与多分支井技术：介绍深层水平井的钻完井技术，以及如何通过合理的井眼轨迹设计，最大化储层接触面积。 非常规压裂技术： 水力压裂设计与优化：针对深层致密裂缝性储层，详细阐述压裂液体系的选择、支撑剂的性能要求、压裂段的分布与簇数的确定等。 体积压裂技术：介绍大体积水力压裂、多簇压裂等技术，如何在致密储层中形成更大、更有效的改造体积。 可控转向技术与智能压裂：探讨如何通过可控转向技术，实现裂缝的精确导向，避免裂缝沟通，并介绍智能压裂技术在实时监测与优化压裂过程中的应用。 其他储层改造方法：如酸压、化学调剖等在深层油气藏中的应用前景。 驱油技术： 化学驱油技术： 聚合物驱与粘弹聚合物驱：探讨在高温高压下，聚合物体系的稳定性和有效性，以及如何提高波及效率。 表面活性剂驱与泡沫驱：介绍表面活性剂体系在降低界面张力、提高采收率方面的作用，以及泡沫驱在封堵高渗透通道、提高波及体积方面的潜力。 碱-聚合物-表面活性剂（ASP）复合驱：分析ASP复合驱在提高采收率方面的协同效应。 气驱技术： 注气驱：分析CO2驱、N2驱等在提高采收率方面的优势，特别是其与岩石及流体的相互作用。 伴生气回注与利用：介绍如何有效利用伴生气，减少资源浪费，并提高油藏的能量。 热力采油（高温高压下的适用性）：简要探讨在特定高温油藏中，如蒸汽吞吐、蒸汽驱等技术的适用性与挑战。 井筒完井与维护技术： 高温高压下的固井技术：介绍耐高温高压水泥浆体系、固井质量控制等。 防腐蚀与防垢技术：针对深层油气藏的特殊环境，介绍有效的防腐蚀与防垢措施。 堵水与调剖技术：如何有效治理生产过程中的产水问题，提高水油比。 本章将结合实际案例，展示这些高效开发技术的应用效果，为深层油气藏的经济开发提供技术支持。 第五章：案例研究与未来展望 本章将选取具有代表性的深层油气藏作为案例，深入分析其地质特征、评价方法、渗流规律以及开发实践。通过对真实数据的分析，验证本书所介绍的各项技术在本领域的应用效果，并总结成功经验和存在不足。 案例研究：选取不同地质条件下的深层油气藏（例如，深层致密砂岩油藏、深层裂缝性碳酸盐岩油藏等），详细阐述： 地质概况与资源潜力。 测井评价技术的应用与效果。 渗流机理分析与数值模拟结果。 开发方案设计与实施过程。 开发效果评价与经验总结。 存在问题与挑战：在案例分析的基础上，进一步梳理当前深层油气藏高效开发领域仍然存在的技术瓶颈与挑战，例如： 微观渗流机理的认识仍需深化。 储层评价的精度仍需提高。 高效、经济的储层改造技术有待突破。 对极端高温高压条件下的工程技术要求更高。 未来展望：对深层油气藏高效开发技术的发展趋势进行展望，包括： 人工智能、大数据在油藏评价与生产优化中的更广泛应用。 新型测井技术与地球物理技术的融合。 绿色、低碳开发技术的研发与推广。 深层油气勘探开发新领域的拓展。 结论 本书系统性地研究了深层油气藏的高效开发关键技术。通过对深层油气藏地质特征的深入认识，先进测井评价技术的应用，复杂渗流机理的揭示，以及高效开发技术的创新实践，为深层油气藏的勘探开发提供了一套完整的技术解决方案。我们坚信，随着技术的不断进步，深层油气资源必将得到更充分、更经济的开发，为保障国家能源安全做出更大贡献。 关键词：深层油气藏；储层评价；测井技术；渗流机理；数值模拟；压裂改造；化学驱；开发技术

评分☆☆☆☆☆

这本书的书名，首先吸引我的是它精准地聚焦于“页岩气”这一当前能源领域的热点。随之而来的“岩石物理”和“测井评价”则暗示了这本书将提供一套系统性的方法论，用于理解和评估页岩气储层。我设想，在“岩石物理”章节，作者是否会详细介绍页岩的微观结构，如纳米孔隙、有机质孔隙、构造裂缝和构造裂缝等，以及它们对孔隙度、渗透率、流体饱和度等宏观参数的影响？“测井评价”部分，我期待看到的是一套成熟的、针对页岩气藏特点的测井解释流程，它可能涵盖如何利用各种测井曲线（电阻率、声波、密度、中子、自然伽马、成像测井等）来识别储层、评价含气性、预测裂缝发育程度，以及如何进行储量估算。书中是否还会探讨多井联合解释、地质与测井数据融合等高级技术？而“微观渗流特性研究”则将目光聚焦于页岩气藏最根本的流体流动规律，我好奇作者会如何解释页岩内部复杂的渗流机理，比如滑脱效应、表面扩散、吸附解吸过程对流动的影响，以及这些微观特性如何影响页岩气的宏观采收率。这本书，仿佛是一把钥匙，等待着我用它去解锁页岩气藏更深层次的秘密。

评分☆☆☆☆☆

这本书的书名听起来就充满了专业性和技术深度，预示着它可能是一本面向页岩气勘探开发领域专业人士的深度研究报告。我联想到的是那些严谨的科学论文和技术专著，它们往往以扎实的理论基础和详实的数据分析为支撑。这本书是否会深入探讨页岩气储层的岩石物理性质，例如孔隙度、渗透率、饱和度、储层能量等，以及它们如何受到岩石类型、矿物成分、有机质含量、构造应力等多种因素的影响？“测井评价”部分，我猜测会详细介绍针对页岩气藏特点设计的测井系列及其数据处理和解释技术，比如如何识别和评价致密储层中的有效孔隙，如何区分含气和含水，如何预测裂缝发育情况等。而“微观渗流特性研究”则更进一步，可能涉及到对页岩内部复杂流动机理的模拟和分析，包括滑脱效应、达西定律在致密介质中的适用性、多相流体在微小孔缝中的行为等。这本书，或许就是为那些希望在页岩气开发技术上追求精益求精的工程师和科研人员量身打造的，它承载着对复杂地下储层深刻理解的期望。

评分☆☆☆☆☆

光看书名，我就知道这本书极具专业价值，可能是一本深入探讨页岩气藏复杂性的权威著作。我想象中的“岩石物理”部分，会详尽地解析页岩储层独有的物理性质，比如它不同于传统碳酸盐岩或砂岩储层的多孔介质特性，有机质含量高、孔隙结构复杂（介孔、微孔、纳米孔并存），以及裂缝系统（天然裂缝和人工裂缝）对岩石物理参数的影响。我很期待书中能阐述如何通过实验测试（如岩心分析、孔隙度-渗透率测试、饱和度测试等）来获取这些关键的岩石物理参数，并探讨它们与测井响应之间的定量关系。在“测井评价”方面，我猜测书中会系统介绍针对页岩气藏的测井技术及其解释方法，可能会涉及如何利用先进的测井工具，如高分辨率成像测井、电阻率成像测井、核磁共振测井等，来精确评价储层的储层参数、裂缝发育情况、有机质丰度以及流体性质，并且可能包含如何构建页岩气藏的测井评价模型，以实现对储层的精细化描述和产能预测。而“微观渗流特性研究”则更进一步，我认为它会深入到页岩内部流体的流动机制，比如如何在致密基质中模拟流体流动，如何考虑滑脱效应、吸附和解吸对渗流的影响，以及如何将微观渗流模型应用于实际的页岩气藏开发中。这本书，在我看来，是一次对页岩气藏科学研究的全面梳理和深度挖掘。

评分☆☆☆☆☆

仅仅从书名来看，这本书就散发出一种既有挑战性又不失吸引力的学术气息。我好奇的是，它在“岩石物理”部分会如何阐述页岩气藏的特殊性？例如，有机质本身的孔隙、微裂缝的存在，以及有机质与无机质之间的复杂相互作用，是如何影响岩石的声波、电、核等响应特征的？“测井评价”的部分，我猜测会着重于如何应对页岩气藏的低孔、低渗、复杂裂缝等挑战，是否会介绍一些新的测井技术或解释模型，能够更准确地识别和评价页岩气储层的甜点？比如，利用成像测井来分析裂缝的形态和连通性，或者利用特殊的核测井来评价有机质含量和孔隙度。而“微观渗流特性研究”则触及了页岩气藏开发的核心问题。我希望书中能够详细阐述页岩内部流体传输的复杂机理，比如分子扩散、吸附解吸、水-气-油的相互作用等，以及这些因素如何影响页岩气的产量和采收率。这本书，对我而言，可能是一次深入了解页岩气藏内部物理规律的契机，一次对复杂地质问题精细化分析的邀请。

评分☆☆☆☆☆

这本书的书名给我一种强烈的学术探索感，仿佛即将打开一扇通往地下神秘世界的大门。虽然我还没有实际翻阅，但光是“页岩气”、“岩石物理”、“测井评价”和“微观渗流”这些关键词，就足以激发我的好奇心。我脑海中浮现的画面是，一位经验丰富的地质工程师，在复杂的地层数据中穿梭，运用精密的仪器和深厚的理论知识，抽丝剥茧，揭示页岩气藏的奥秘。这本书会不会详细介绍岩石的孔隙结构、裂缝发育程度，以及这些微观特征如何影响储层含气量和渗透率？它是否会深入剖析各种测井工具（如电阻率、声波、密度、中子测井等）在页岩气评价中的应用原理、数据解释方法和局限性？我特别期待书中能阐述如何将宏观的测井信息与微观的岩石物理参数有效结合，建立起可靠的页岩气藏评价模型。想象一下，如果书中能够包含一些实际案例分析，展示如何通过岩石物理和测井数据的联合解释，准确预测页岩气藏的产能，那将是多么令人振奋的阅读体验。这本书，在我看来，不仅仅是一本技术手册，更像是一场深入地下的科考记录，充满了未知的挑战和科学的严谨。