孫建博 郝世彥 趙謙平 羅騰躍 姜 磊 高 潮 郭 超 尹錦濤 劉 剛 徐 杰

（ 1 陜西延長(zhǎng)石油（集團(tuán)）有限責(zé)任公司研究院；2 陜西省陸相頁巖氣成藏與開發(fā)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；3 陜西延長(zhǎng)石油（集團(tuán)）有限責(zé)任公司油氣勘探公司 ）

0 引言

頁巖氣在全球分布廣泛，開發(fā)潛力巨大。隨著水平井鉆井和大規(guī)模水力壓裂技術(shù)在頁巖氣勘探開發(fā)工作中的成功應(yīng)用，北美頁巖氣獲得了突破，并且產(chǎn)量持續(xù)增長(zhǎng)，在全球范圍內(nèi)掀起了一場(chǎng)頁巖氣革命[1-4]。美國(guó)2017年頁巖氣產(chǎn)量超過4800×108m3，Marcellus、Utica和Haynesville等盆地頁巖氣占全美頁巖氣產(chǎn)量增長(zhǎng)的75%，預(yù)計(jì)2040年美國(guó)頁巖氣產(chǎn)量可達(dá)8000×108m3（據(jù)EIA等統(tǒng)計(jì)）。我國(guó)在不同地質(zhì)層位和區(qū)域廣泛發(fā)育富有機(jī)質(zhì)泥頁巖，具有得天獨(dú)厚的資源稟賦優(yōu)勢(shì)[5-9]。據(jù)2019年自然資源部頁巖氣評(píng)價(jià)結(jié)果，我國(guó)陸域頁巖氣地質(zhì)資源量為109.85×1012m3（不含青海、西藏地區(qū)）。

近年來，我國(guó)頁巖氣勘探開發(fā)工作發(fā)展迅速，四川盆地、鄂爾多斯盆地、準(zhǔn)噶爾盆地頁巖氣勘探均取得了積極進(jìn)展[10-11]。其中，四川盆地海相頁巖氣實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化生產(chǎn)，產(chǎn)量突破300×108m3/a；四川盆地和鄂爾多斯盆地陸相頁巖氣勘探也取得新進(jìn)展[12-15]。鄂爾多斯盆地上古生界二疊系山西組1段（山1段）陸相頁巖氣勘探已經(jīng)歷數(shù)載，雖然取得了一些進(jìn)展，但仍然存在成藏機(jī)理復(fù)雜、甜點(diǎn)段不易確定、儲(chǔ)層非均質(zhì)性強(qiáng)、儲(chǔ)層改造難度大等問題，制約著鄂爾多斯盆地東南地區(qū)的頁巖氣勘探工作。與四川盆地海相頁巖氣相比，鄂爾多斯盆地山西組泥頁巖具有熱演化程度適中、非均質(zhì)性強(qiáng)、資源豐度低、吸附氣含量高等特點(diǎn)。前人對(duì)延安地區(qū)山西組頁巖氣的研究主要集中在沉積環(huán)境、有機(jī)地球化學(xué)和生烴熱模擬等方面，對(duì)山1段泥頁巖層段儲(chǔ)層特征和工程結(jié)合研究不足[16-23]。本文以延安地區(qū)山1段為研究對(duì)象，通過對(duì)巖心樣品進(jìn)行巖石礦物學(xué)、總有機(jī)碳含量（TOC）、鏡質(zhì)組反射率（Ro）、微觀孔隙結(jié)構(gòu)、含氣量等分析，研究山1段泥頁巖層系儲(chǔ)層地質(zhì)特征，探討山1段頁巖氣成藏的特殊性，在此基礎(chǔ)上結(jié)合頁巖氣儲(chǔ)層地質(zhì)和工程特點(diǎn)，創(chuàng)建適合研究區(qū)的頁巖氣勘探開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)，對(duì)于加快鄂爾多斯盆地頁巖氣勘探開發(fā)進(jìn)程具有重要意義。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

鄂爾多斯盆地現(xiàn)今基本構(gòu)造格局形成于燕山期，發(fā)展于喜馬拉雅期，整體構(gòu)造面貌為東緩西陡、南北翹起的不對(duì)稱大向斜，可分為渭北隆起、西緣沖斷帶、天環(huán)坳陷、伊陜斜坡、晉西撓褶帶、伊盟隆起6個(gè)一級(jí)構(gòu)造帶（圖1）。

圖1 鄂爾多斯盆地構(gòu)造單元?jiǎng)澐謭DFig.1 Division of structural unit in Ordos Basin

山西組沉積期是鄂爾多斯盆地處于海退背景下的海陸轉(zhuǎn)換關(guān)鍵時(shí)期，受海西構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響，華北地塊整體抬升，海水開始從盆地東西兩側(cè)逐漸退出，盆地性質(zhì)由陸表海盆地演化為近海湖盆，沉積環(huán)境由海相開始向陸相轉(zhuǎn)變，東西差異消失，南北差異增強(qiáng)。盆地中南部沉積相主要以濱淺海相、三角洲相和湖泊相為主[24]。研究區(qū)位于鄂爾多斯盆地東南部（圖1），山西組山1段沉積期主要發(fā)育三角洲前緣亞相沉積，沉積了多套深灰色泥頁巖、碳質(zhì)泥巖夾細(xì)砂巖、粉砂巖的巖性組合，其中代表井（YY4井）山1段巖性以灰色細(xì)砂巖、粉砂巖與深灰色泥頁巖互層為主，局部發(fā)育薄層煤線，泥頁巖電性特征普遍具有高自然伽馬（GR）、高聲波時(shí)差（AC）、高電阻率（RD）、低密度（DEN）的特征（圖2）。

圖2 鄂爾多斯盆地東南部山1段地層柱狀圖（YY4井）Fig.2 Stratigraphic column of Shan 1 member in the southeastern Ordos Basin (Well YY4)

2 儲(chǔ)層地質(zhì)特征

2.1 巖性及巖石礦物學(xué)特征

本次研究共采集巖心樣品131塊，其中砂巖樣品70塊，泥頁巖樣品61塊，選取其中部分樣品進(jìn)行鏡下薄片鑒定和X射線衍射分析。砂巖樣品分析結(jié)果表明（圖3），研究區(qū)含氣砂巖主要為巖屑質(zhì)石英砂巖和巖屑砂巖，單晶石英顆粒含量為18%～80%，平均為61%，而變質(zhì)成因的多晶石英顆粒含量為0.5%～8%，平均為2%。石英顆粒含量自山13亞段到山11亞段逐漸增加，長(zhǎng)石含量極少。巖屑以淺變質(zhì)巖巖屑為主，平均含量為16%，礦物為金紅石、鋯石、白鈦礦、石榴子石等。山西組砂巖碎屑顆粒磨圓度為次棱角狀—次圓狀，分選性中等，少數(shù)含礫砂巖分選差，碎屑顆粒粒徑中值為0.1～0.8mm，主要介于0.15～0.65mm。

圖3 研究區(qū)山1段砂巖碎屑成分三角圖Fig.3 Triangular diagram of clastic composition of Shan 1 member sandstone in the study area

泥頁巖樣品測(cè)試結(jié)果表明，山西組泥頁巖儲(chǔ)層的礦物組成除黏土礦物（高嶺石、伊利石、綠泥石、伊/蒙混層）外，還有陸源碎屑石英、長(zhǎng)石，含少量黃鐵礦等礦物。石英、長(zhǎng)石及黃鐵礦含量為8%～60%，平均為38.2%；黏土礦物含量為37%～90%，平均為59.36%（圖4a）。其中高嶺石含量平均為20.07%，伊利石含量平均為17.81%，伊/蒙混層含量平均為15.41%，綠泥石含量平均為6.09%（圖4b）。

2.2 泥頁巖平面分布特征

鄂爾多斯盆地上古生界山1段廣泛發(fā)育一套黑色、灰黑色泥頁巖，泥頁巖厚度主要為15～35m，呈多條南北向條帶狀分布。平面上，山1段泥頁巖厚度中心分布在研究區(qū)的北部子長(zhǎng)—延川、延安東—延長(zhǎng)和志丹—永寧—富縣地區(qū)，泥頁巖最大厚度超過30m（圖5）。

圖5 研究區(qū)山1段泥頁巖厚度等值線圖Fig.5 Thickness contour map of Shan 1 member shale in the study area

2.3 砂巖夾層孔隙結(jié)構(gòu)及平面分布特征

本次研究共采集70塊砂巖樣品，核磁共振分析結(jié)果表明，孔喉半徑為0.005～6.400μm，微喉道占比為66%。物性分析結(jié)果表明砂巖夾層孔隙度平均為7.2%，滲透率平均為0.226mD。前期勘探結(jié)果表明，與泥頁巖相鄰的砂巖夾層是頁巖氣賦存的重要載體，對(duì)頁巖氣的富集成藏意義重大。按照國(guó)家頁巖氣地質(zhì)評(píng)價(jià)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)研究區(qū)單層厚度小于3m的砂巖夾層的平面特征進(jìn)行研究，結(jié)果表明砂巖夾層累計(jì)厚度為3～16m，其中大于10m的厚值區(qū)主要分布在研究區(qū)的南部和北部（圖6）。

圖6 研究區(qū)山1段砂巖夾層平面分布特征Fig.6 Plane distribution characteristics of sandstone interlayers of Shan 1 member in the study area

2.4 泥頁巖微觀孔隙特征

前人采用氮?dú)馕皆囼?yàn)和分形幾何學(xué)方法對(duì)延長(zhǎng)組長(zhǎng)7段頁巖的孔隙結(jié)構(gòu)開展了研究，定量評(píng)價(jià)了儲(chǔ)層的非均質(zhì)性特征[25]。本次研究利用掃描電鏡和電子顯微鏡技術(shù)，從微觀尺度分析了山1段泥頁巖的儲(chǔ)集空間類型。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，泥頁巖中存在大量的微裂縫和孔隙，這兩者是頁巖氣重要的儲(chǔ)集空間。微裂縫主要發(fā)育在泥頁巖和有機(jī)顯微組分中，縫寬主要在1～10μm之間，少數(shù)可達(dá)十幾微米，甚至幾十微米（圖7a）。裂縫表面一般光滑平整，裂縫之間常呈平行關(guān)系和垂直關(guān)系分布（圖7b）。有機(jī)顯微組分鏡質(zhì)體和絲質(zhì)體中也發(fā)育大量微裂縫，微裂縫寬度在1～10μm之間，單個(gè)裂縫形態(tài)主要為直線狀（圖7c、d）。

山1段泥頁巖中的孔隙可分為粒間孔、粒內(nèi)孔、有機(jī)質(zhì)孔、溶蝕孔等類型。粒間孔主要發(fā)育在面—面接觸的黏土礦物顆粒之間，主要為狹縫孔（圖7e）。粒內(nèi)孔的發(fā)育程度明顯受到云母顆粒長(zhǎng)軸方向與層理方向之間關(guān)系的控制，在長(zhǎng)軸方向和層理方向垂直的情況下，受壓實(shí)作用的影響，更易發(fā)育孔徑較大的孔隙，孔徑主要分布于11～89nm之間，平均為25.67nm（圖7f）。受有機(jī)質(zhì)類型和熱演化階段的共同影響，研究區(qū)有機(jī)質(zhì)孔發(fā)育程度較低，局部發(fā)育的有機(jī)質(zhì)孔形態(tài)多為近圓形、橢圓形、三角形、多邊形和不規(guī)則長(zhǎng)條狀，有機(jī)質(zhì)孔或孤立發(fā)育或集群發(fā)育。鏡下觀測(cè)統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，這類有機(jī)質(zhì)孔的孔徑分布在5～800nm，主要為100nm左右，整體不發(fā)育（圖7g）。泥頁巖中發(fā)育的黃鐵礦等含鐵礦物普遍發(fā)育有晶間溶蝕孔，以圓形為主（圖7h）。泥頁巖樣品物性分析結(jié)果表明，泥頁巖孔隙度在0.6%～2.4%之間，平均為1.56%，滲透率平均為0.039mD?？紫抖群蜐B透率之間沒有相關(guān)性，表明山1段泥頁巖中孔隙連通性較差。

圖7 研究區(qū)山1段泥頁巖微觀顯微特征Fig.7 Microscopic characteristics of Shan 1 member shale in the study area

2.5 含氣性特征

解析實(shí)驗(yàn)是獲得泥頁巖含氣量最直接的方法，本次研究通過對(duì)研究區(qū)10余口頁巖氣井的129塊山1段樣品開展解析實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明，山1段泥頁巖解析氣含量主要分布在0.1～4.75m3/t，平均為1.2m3/t（圖8）。相比海相頁巖氣，鄂爾多斯盆地山1段泥頁巖含氣量普遍較低[13-15]，這可能和山1段獨(dú)特的巖性結(jié)構(gòu)有關(guān)，山1段泥頁巖生成的天然氣可以近距離、有效地排出到相鄰的砂巖中，從而導(dǎo)致泥頁巖含氣量較低；另一方面，泥頁巖含氣量在垂向上的分布具有強(qiáng)烈的不均一性，頁理發(fā)育的泥頁巖樣品解析氣含量明顯高于致密塊狀泥頁巖（圖9）。

圖8 研究區(qū)山1段泥頁巖解析氣含量柱狀圖Fig.8 Histogram of desorption gas content of Shan 1 member shale in the study area

圖9 YY501井山1段泥頁巖層系巖心解析氣含量分布圖Fig.9 Histogram of desorption gas content of shale section of Shan 1 member in Well YY501

2.6 脆性礦物含量特征

脆性礦物含量是評(píng)價(jià)頁巖氣甜點(diǎn)的重要指標(biāo)之一，也是決定泥頁巖儲(chǔ)層基質(zhì)孔隙、微裂縫、含氣性特征、儲(chǔ)層改造方式等的重要因素[26-28]。在山1段泥頁巖儲(chǔ)層礦物組分定量分析的基礎(chǔ)上，以石英、碳酸鹽礦物作為主要脆性礦物，估算山1段脆性礦物含量平均為63%。另外基于測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)分析，山1段泥頁巖具有較好的巖石力學(xué)特征，楊氏模量為30～55GPa，泊松比平均為0.27，表明具有較好的儲(chǔ)層改造品質(zhì)。

2.7 有機(jī)地球化學(xué)特征

有機(jī)質(zhì)類型是影響油氣生成的重要因素之一，腐泥型母質(zhì)主要生油，生氣量少；腐殖型母質(zhì)主要生氣，生油量少[29]。14塊巖石樣品分析結(jié)果顯示，山1段泥頁巖有機(jī)質(zhì)中鏡質(zhì)組、殼質(zhì)組、腐泥組、惰質(zhì)組分別占顯微組分的60%、23.3%、8.28%、7.92%。山1段泥頁巖有機(jī)質(zhì)類型屬于腐殖型（Ⅲ型）。

泥頁巖中的有機(jī)質(zhì)為烴類氣體生成提供了物質(zhì)基礎(chǔ)，油氣生成的數(shù)量與有機(jī)質(zhì)的豐度有著密切的聯(lián)系。在其他條件相似的前提下，泥頁巖TOC越高，其生烴能力越強(qiáng)，可形成工業(yè)性油氣資源的可能性越大[30-32]。選擇研究區(qū)61塊山1段泥頁巖樣品進(jìn)行測(cè)試分析，山1段泥頁巖TOC主要介于0.052%～3.54%之間，平均為0.73%（圖10）。山1段泥頁巖S1主要分布于0.35mg/g以下，平均為0.07mg/g（圖11a）；熱解S2主要分布于0.05～0.4mg/g之間，具有明顯的雙峰分布特征，平均值為0.24mg/g（圖11b），原始生烴潛量（S1+S2）為0.07～1.19mg/g，平均為0.31mg/g。山1段泥頁巖TOC較低，低于四川盆地五峰組—龍馬溪組及北美泥頁巖。

圖10 研究區(qū)山1段有機(jī)碳含量分布直方圖Fig.10 Histogram of organic carbon content of Shan 1 member shale in the study area

圖11 研究區(qū)山1段泥頁巖層系熱解S1和S2分布直方圖Fig.11 Histograms of S1 and S2 of Shan 1 member shale in the study area

鏡質(zhì)組反射率（Ro）是反映有機(jī)質(zhì)熱演化程度最主要的旋光性標(biāo)志之一，被認(rèn)為是研究干酪根熱演化的最佳參數(shù)之一[33]。6塊泥頁巖樣品的鏡質(zhì)組反射率（Ro）的測(cè)試結(jié)果介于2.33%～2.85%之間（表1）。根據(jù)烴源巖有機(jī)質(zhì)熱演化成熟度評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，研究區(qū)山西組泥頁巖有機(jī)質(zhì)熱演化均達(dá)到了過成熟階段，且已經(jīng)進(jìn)入了生干氣階段。

表1 研究區(qū)山1段泥頁巖Ro數(shù)據(jù)表Table 1 Ro of Shan 1 member shale in the study area

3 山1段頁巖氣成藏富集規(guī)律探討

3.1 海相頁巖氣和山1段頁巖氣形成差異分析

前人研究成果表明，海相頁巖中的有機(jī)質(zhì)來源主要是浮游生物，包括各種藻類、浮游動(dòng)物，這些原始的有機(jī)質(zhì)易于形成以Ⅰ、Ⅱ型為主的干酪根，有機(jī)質(zhì)成熟過程中首先會(huì)生成大量液態(tài)烴，這些液態(tài)烴會(huì)在溫度持續(xù)升高的情況下裂解成甲烷，同時(shí)形成發(fā)育孔隙的瀝青殘留物[34]。由于海相頁巖厚度較大，持續(xù)升溫過程中，由液態(tài)烴轉(zhuǎn)化生成的氣態(tài)烴不易排出；另外由于“石英抗壓?？住焙汀皟?chǔ)層流體超壓”的聯(lián)合作用，海相頁巖在埋深較大區(qū)域仍具有較高的孔隙度。二者的共同作用致使海相頁巖具有較高的含氣量，并且氣體賦存狀態(tài)以游離氣為主。目前四川盆地取得規(guī)模發(fā)現(xiàn)地區(qū)的龍馬溪組海相頁巖的地層壓力系數(shù)大多以超壓為主，且頁巖氣井井口壓力系數(shù)高，日產(chǎn)氣量高。

研究區(qū)山1段廣泛發(fā)育深灰色泥頁巖、碳質(zhì)泥巖夾粉砂巖的巖性組合，具有砂巖、泥巖混合型的特征，具備頁巖氣形成的基本條件。但山1段泥頁巖特殊的沉積環(huán)境和巖性結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致山1段頁巖氣成藏富集條件不同于海相頁巖氣。前人研究認(rèn)為，山1段泥頁巖中有機(jī)質(zhì)來源主要為高等植物或者湖泊水生生物，形成的干酪根類型主要為Ⅲ型，泥頁巖有機(jī)質(zhì)在升溫過程中大多數(shù)直接生成甲烷，缺乏大量液態(tài)烴裂解產(chǎn)物及其中發(fā)育的氣泡孔隙，致使泥頁巖中有機(jī)質(zhì)孔不發(fā)育、自生自儲(chǔ)的空間不足和含氣量降低[35]。此觀點(diǎn)和本次研究取得的認(rèn)識(shí)基本一致。通過梳理研究區(qū)近年的勘探成效，提出砂巖和富有機(jī)質(zhì)泥頁巖的配置關(guān)系控制著頁巖氣富集部位的地質(zhì)認(rèn)識(shí)。筆者認(rèn)為山1段泥頁巖由于自身含氣量不足，加上儲(chǔ)集空間有限，游離氣含量少，在頁巖氣勘探中不宜作為主要目的層，而應(yīng)加強(qiáng)泥頁巖相鄰的薄層砂巖的評(píng)價(jià)工作。通過“有利薄層砂巖為主，高含氣量泥頁巖為輔”的勘探思路，在選區(qū)選層工作中優(yōu)先選擇砂巖夾層的發(fā)育規(guī)模、物性、含氣飽和度等參數(shù)，輔以考慮泥頁巖的有機(jī)碳含量、含氣量等參數(shù)，綜合尋找有利目標(biāo)區(qū)。

3.2 山1段頁巖氣成藏富集類型

研究區(qū)山1段泥頁巖層系具有大面積生氣、砂巖夾層比例高、熱演化程度高的特點(diǎn)，泥頁巖生成的頁巖氣就近運(yùn)移在相鄰的砂巖中，加上泥頁巖自身具有一定的滯留氣量，綜合分析具有較好的勘探潛力。山1段泥頁巖層系中厚層的泥頁巖中夾多個(gè)薄砂巖層段，單層泥頁巖厚度為8～10m，薄層細(xì)砂巖厚度小于3m，砂巖中發(fā)育粒間孔、晶間孔及粒間溶蝕孔，這些孔隙為游離頁巖氣提供了儲(chǔ)集空間，也為烴源巖生成的天然氣提供了運(yùn)移通道，頁巖氣的排烴動(dòng)力主要為源儲(chǔ)壓差，一般為3～5MPa，運(yùn)移類型主要為初次及二次運(yùn)移。按照巖性組合特點(diǎn)，可分為厚層泥頁巖夾薄層砂巖和泥頁巖與粉砂巖、細(xì)砂巖互層兩大類型（表2）。

表2 延安地區(qū)山1段頁巖氣成藏富集類型Table 2 Gas accumulation and enrichment patterns of Shan 1 member shale in Yan’an area

4 勘探開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)

4.1 陸相頁巖氣“三品質(zhì)”測(cè)井評(píng)價(jià)技術(shù)

圍繞山1段頁巖氣地質(zhì)甜點(diǎn)評(píng)價(jià)、鉆完井及壓裂工程應(yīng)用需求，開展以巖性、儲(chǔ)集性、含氣性、物性、脆性、地應(yīng)力各向異性等參數(shù)為代表的頁巖氣儲(chǔ)層測(cè)井評(píng)價(jià)研究，建立了10余項(xiàng)參數(shù)的定量解釋模型，形成了陸相頁巖氣“三品質(zhì)”測(cè)井評(píng)價(jià)技術(shù)（圖12）。通過該技術(shù)實(shí)現(xiàn)了山1段巖性精細(xì)解釋，明確了砂巖夾層發(fā)育規(guī)模、物性及含氣性特征，獲得了泥頁巖生烴參數(shù)、含氣量及可壓裂性指標(biāo)，為水平井靶層優(yōu)選提供依據(jù)。

圖12 Q56井測(cè)井綜合分類評(píng)價(jià)成果圖Fig.12 Comprehensive logging classification and evaluation results in Well Q56

4.2 頁巖氣儲(chǔ)層識(shí)別及隨鉆地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)

針對(duì)山1段泥頁巖儲(chǔ)層中砂巖夾層薄、變化快等難題，通過地層精細(xì)對(duì)比，建立三維地質(zhì)模型等方法，準(zhǔn)確預(yù)測(cè)靶體位置，有效指導(dǎo)了水平井的設(shè)計(jì)?，F(xiàn)場(chǎng)實(shí)施過程中，優(yōu)選巖性錄井、氣測(cè)錄井、伽馬隨鉆測(cè)井3種隨鉆地質(zhì)導(dǎo)向手段，結(jié)合地層傾角預(yù)測(cè)技術(shù)，構(gòu)建基于實(shí)鉆巖性、氣測(cè)總烴、隨鉆伽馬、地層傾角等參數(shù)為核心的導(dǎo)向地質(zhì)模型，為水平井地質(zhì)導(dǎo)向提供精細(xì)可靠的地質(zhì)依據(jù)?，F(xiàn)場(chǎng)實(shí)施后，YY平7、YY平9、YY平10等3口水平井目標(biāo)靶層薄砂層鉆遇率均超過了75%（表3）。

表3 水平井薄層砂巖鉆遇率統(tǒng)計(jì)表Table 3 Statistics of penetration rate of thin sandstones in horizontal well

4.3 低成本水平井優(yōu)快鉆井技術(shù)

針對(duì)頁巖氣水平井直井段、斜井段坍塌、漏失嚴(yán)重的問題，研發(fā)了可變形、強(qiáng)韌性的自適應(yīng)隨鉆防漏劑、延遲膨脹堵漏劑，形成自適應(yīng)隨鉆堵漏、裂縫性漏失停鉆承壓堵漏技術(shù)，一次堵漏成功率提高至66.67%；研制了低成本、強(qiáng)抑制的水基鉆井液體系，甲酸鹽加量從40%降低至20%，線性膨脹率降低至9.73%，成本降低31.8%；研發(fā)低密度水泥漿和納米增韌水泥漿，形成了全井筒一次上返高效固井技術(shù)，固井全封固率達(dá)100%?，F(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用3口水平井，平均鉆井周期縮短11.3%、鉆井液成本降低31.8%，鉆井成本降低24.34%。

4.4 水平井CO2混合體積壓裂工藝技術(shù)

針對(duì)陸相頁巖氣儲(chǔ)層壓力低、脆性礦物含量少、非均質(zhì)性強(qiáng)、水敏及水鎖傷害等問題，提出“以CO2前置造縫增能，混合水體積壓裂擴(kuò)大有效裂縫改造體積”的思路，建立“前置CO2壓裂+體積壓裂”的混合壓裂工藝技術(shù)，有效補(bǔ)充地層能量，提升陸相泥頁巖儲(chǔ)層改造效果?，F(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用3口水平井，施工成功率為100%，增產(chǎn)效果明顯，無阻流量突破6×104m3/d。

5 結(jié)論

（1）延安地區(qū)山1段具有砂巖、泥頁巖混合型的特征。研究區(qū)泥頁巖累計(jì)厚度平均為25m，有機(jī)質(zhì)類型以Ⅲ型干酪根為主，Ro平均為2.63%，解析氣含量平均為1.2m3/t；砂巖夾層累計(jì)厚度3～16m，含氣飽和度平均為45%，孔隙度平均為7.2%。綜合認(rèn)為具備形成頁巖氣的有利地質(zhì)條件。

（2）山1段頁巖氣具有砂巖、泥頁巖復(fù)合成藏的特征，砂巖夾層和富有機(jī)質(zhì)頁巖的配置關(guān)系控制著頁巖氣富集的部位。山1段頁巖氣發(fā)育厚層泥頁巖夾薄層砂巖及泥頁巖與粉砂巖、細(xì)砂巖互層兩類富集類型。

（3）通過集成創(chuàng)新，鄂爾多斯盆地山1段陸相頁巖氣在地質(zhì)理論認(rèn)識(shí)、測(cè)井評(píng)價(jià)、水平井鉆完井、CO2壓裂改造等方面取得了積極進(jìn)展，有力支撐了鄂爾多斯盆地陸相頁巖氣勘探取得突破。